Classificação da Seção Transversal em caso de flexão uniaxial com força axial

Artigo técnico

Este artigo foi traduzido pelo Google Tradutor

Ver texto original

O módulo adicional RF - STEEL EC3 executa uma classificação de secção em cada modelo antes de o dimensionamento ser executado. Assim, a suscetibilidade à encurvadura local de todas as partes de secção é avaliada. A classe da seção definida tem um efeito sobre a determinação da resistência e da capacidade de rotação.

Classes de secção

O Eurocódigo 3 [1] define quatro classes de secções:

Figura 01 - 1 - Cross-Section Classes

Os seguintes parâmetros e condições de contorno estão incluídos na classificação da seção:

  • Suporte da barra de secção (mantida em um ou dois lados)
  • Comprimento da barra de secção c
  • Espessura da secção t
  • Resistência ao escoamento do aço utilizado sob a forma do fator epsilon
  • Distribuição das tensões na parte da seção considerada

A classe da parte da seção com peso mais desfavorável passa a ser a regra para toda a seção. Para as secções I e H, esta é geralmente a teia relativamente fina.

distribuição de tensões

A distribuição da tensão é determinada pelos parâmetros alfa (plástico, classe 1 e 2) ou psi (elástico, classe 3). Neste caso, alfa representa o comprimento percentual da tensão de compressão na parte da secção, psi, no entanto, a relação das tensões da aresta.

Figura 02 - 2 - Explanation of Alpha and Psi

Importante:

  • As tensões existentes são sempre dimensionadas para cima ou para baixo até a resistência ao escoamento.
  • As tensões de compressão devem ser sempre aplicadas positivamente, as tensões de tração negativas.

Para flexões exclusivamente uniaxiais em uma seção dupla simétrica, a determinação de alfa e psi é trivial. Se uma força axial adicional atua, considerações adicionais devem ser consideradas. É interessante saber até que ponto a força axial é aplicada. Existem duas abordagens, ambas implementadas no RF-/STEEL EC3.

Figura 03 - 3 - Types of Determination of Alpha and Psi

Primeiro, a segunda opção "Aumentar N Ed e M Ed Uniformemente", predefinida no RF-/STEEL EC3, será discutida em primeiro lugar. No caso de uma distribuição de tensão elástica, as tensões existentes são aumentadas pela relação força de escoamento/tensão de compressão máxima na parte da secção. O parâmetro psi resulta da relação tensão de compressão/tensão de tração. Se a distribuição de tensões for plástica, o momento e a força axial aumentam até uma das condições de interação listadas em [1] e assim o estado limite plástico é atingido. Veja também as informações em [2] , Página 13.

No RF-/STEEL EC3, a condição de interação de acordo com a Fórmula 6.2 é utilizada porque é fácil de entender e válida para todos os tipos de seção. O gráfico seguinte mostra um exemplo de um IPE 360, S 235, com as seguintes forças internas e capacidades de carga de plástico:
M y, Ed = 125,0 kNm N Ed = 300,0 kN
M y, Rd = 239,5 kNm N Rd = 1.709,0 kN

Figura 04 - 4 - Interaction Diagram

A extrapolação das cargas existentes resulta no seguinte limite de forças internas:
M N, y, Rd = 179,2 kNm N My, Rd = 430,1 kN

A partir da força axial limite, o tamanho do bloco de tensão é agora determinado e aplicado na bissetriz de superfície da seção. Juntamente com os restantes blocos de tensão do momento fletor, agora é possível determinar o comprimento da tensão de compressão na parte da secção e, assim, o parâmetro alfa.

Figura 05 - 5 - Calculation of Alpha

A primeira opção "N Ed fixo, Aumentar M Ed para atingir yd " é melhor explicada pela distribuição de tensões no plástico. A força axial não é extrapolada, mas aplicada no tamanho aplicado. Portanto, com esta opção, a área de impressão e o alfa geralmente são um pouco menores.

A determinação dos valores-limite c/t para as classes de secções individuais não será descrita mais em pormenor. Eles podem ser retirados de [1], Tabela 5.2.

Literatura

[1]   Eurocódigo 3: Dimensionamento de estruturas de aço - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios; EN 1993-1-1: 2005 + CA: 2009
[2] SEMI-COMP +: Guia de cálculo para o dimensionamento da secção e da barra de acordo com o Eurocódigo 3, com foco nas secções semi-compactas. Graz: TU Graz - Instituto de Estruturas Metálicas, julho de 2011

Downloads

Ligações

Contacto

Contacto da Dlubal

Tem alguma questão ou necessita de ajuda? Então entre em contacto com a nossa equipa de apoio técnico gratuita por e-mail, chat ou no fórum, ou então consulte as perguntas mais frequentes (FAQ).

+49 9673 9203 0

(falamos português)

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD
RSTAB Programa principal
RSTAB 8.xx

Programa principal

Software de engenharia para o dimensionamento de estruturas reticuladas de pórticos, barras e treliças, com cálculos lineares e não-lineares de esforços internos, deformações e reações de apoio

Preço de primeira licença
2.550,00 USD
RFEM Estruturas de Aço
RF-STEEL EC3 5.xx

Módulo adicional

Dimensionamento de barras em aço de acordo com o Eurocódigo 3

Preço de primeira licença
1.480,00 USD
RSTAB Estruturas em aço
STEEL EC3 8.xx

Módulo adicional

Dimensionamento de barras de aço de acordo com o Eurocódigo 3

Preço de primeira licença
1.480,00 USD