Determinação de cargas de punçoamento extremidades de paredes e esquinas no RF-PUNCH Pro

Artigo técnico

O módulo adicional RF-PUNCH Pro permite realizar o dimensionamento ao corte por punçoamento de lajes e placas de fundação (lajes de piso) em extremidades de paredes e esquinas.

Ao selecionar um apoio nodal de uma ligação de apoio numa laje de betão armado, a carga de punçoamento pode ser derivada diretamente da força de apoio ou a partir das forças internas do apoio. Contudo, selecionando para o dimensionamento um nó num canto da parede ou numa extremidade, a carga de punçoamento não pode ser determinada diretamente a partir da força de apoio ou a partir das foras internas da superfície nas paredes ligadas.

Figura 01 - Força de corte absorvida na extremidade e na esquina

Determinação da carga de punçoamento numa extremidade de parede

Geralmente, a carga de punçoamento não pode ser determinada a partir da força de apoio ou das foras internas da superfície das paredes ligadas, mas sim, a partir das forças internas da superfície da laje para as quais o dimensionamento ao corte por punçoamento é suposto ser realizado. Esta abordagem tem a vantagem de evitar para a maior extensão possível a influência de resultados particulares diretamente sobre o nó. Além do mais, esta forma de determinar as cargas também permite considerar o punçoamento de uma carga em linha (carga pura da superfície de parede ligada).

Figura 02 - Parede substituída por uma carga de linha

Ao selecionar um ponto de punçoamento por corte, o RF-PUNCH Pro gera o perímetro de controlo básico a uma distância de 2,0 d de acordo com [1], Cap. 6.4.2.

Para determinar a carga de punçoamento, é selecionada uma secção no módulo para que então as forças internas da superfície do RFEM possam ser medidas fora do perímetro de controlo. Para a determinação da carga de punçoamento, é utilizada a força interna da superfície vmax,b do RFEM. A definição da força interna da superfície vmax,b é descrita em [2], Capítulo 8.15 Superfícies – Forças internas principais.

Como configuração padrão para determinar a carga de punçoamento nas extremidades ou cantos de paredes, é selecionada no RF-PUNCH Pro a opção “Força de corte não suavizada sobre o perímetro crítico”. Isto significa que para a determinação da força de corte aplicada, o valor máximo é colocado ao longo do perímetro crítico.

Figura 03 - Força de corte no perímetro crítico

A força de corte VEd aplicada resulta de:

$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;\mathrm{comprimento}\;\mathrm{perímetro}\;\mathrm{controlo}\;\mathrm{básico}\;\cdot\;\mathrm{força}\;\mathrm{de}\;\mathrm{corte}\;\mathrm{máxima}\;\mathrm{sobre}\;\mathrm{perímetro}\;\mathrm{crítico}\\{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;{\mathrm u}_1\;\cdot\;{\mathrm v}_{\max,\mathrm b}\\{\mathrm V}_\mathrm{Ed}\;=\;2,289\;\mathrm m\;\cdot\;156,11\;\mathrm{kN}/\mathrm m\;=\;357,34\;\mathrm{kN}\end{array}$$

Figura 04 - Força de corte resultante VEd

Verificação da carga de punçoamento determinada

A carga de punçoamento VEd determinada no módulo adicional pode ser verificada através da criação de uma linha no perímetro de controlo básico, onde é definida uma nova secção. Desta forma, é possível visualizar a distribuição da força de corte sobre o perímetro na janela de gráfico do RFEM ou no diagrama de resultados da secção.

O seguinte gráfico apresenta o diagrama de resultados da força de corte vmax,b determinada no RFEM. O diagrama de resultados ajuda a perceber a força de corte VEd aplicada no RF-PUNCH Pro.

Figura 05 - Diagrama de resultados na secção: força interna principal vmax,b

Como já mencionado, no RF-PUNCH Pro a força de corte não suavizada sobre o perímetro crítico é por defeito aplicada na determinação da carga de punçoamento. Uma vez que o valor máximo da força de corte já se encontra aplicada ao longo do perímetro de controlo, o factor de incremento de carga β está definido como 1,00 para dimensionamentos posteriores.

Consideração do fator de incremento de carga β

Como alternativa, também pode ser selecionada a opção de distribuição de força de corte suavizada sobre o perímetro crítico no RF-PUNCH Pro, de forma a determinar a força de corte VEd. Assim, a força de corte aplicada é determinada utilizando a força de corte ''suavizada'' vmax,b,average.

Neste caso, o fator de incremento de carga β será considerado no processo de dimensionamento O fator de incremento de carga pode ser determinado utilizando a distribuição das tensões de corte totalmente plastificadas de acordo com 6.4.3 (3), ou os coeficientes constantes de acordo com 6.4.3 (6). Além destas opções para a determinação do fator de incremento de carga β, o RF-PUNCH Pro também providencia a alternativa de um fator de incremento de carga definido pelo utilizador.

Referências

[1]   European Committee for Standardization. (2011) Eurocódigo 2: Projeto de estruturas em betão armado - Parte 1‑1: Regras gerais e regras para edifícios. EN 1992‑1‑1:2011‑01. Bruxelas.
[2]   Manual do RFEM 5. (2013). Tiefenbach: Dlubal Software. Download.

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