Considerando o Schöck Isokorb® no cálculo do FEM do RFEM

Artigo técnico

A perda de calor devido a componentes externos sem o desacoplamento térmico dos componentes internos é enorme. Por esse motivo, os componentes estruturais externos são separados termicamente do envelope do edifício usando um componente interno especial. Para a conexão de uma laje de sacada com piso de concreto armado, pode-se usar, por exemplo, Schöck Isokorb® ou HALFEN HIT Insulated Connection. Para o projeto de tais componentes embutidos, a respectiva aprovação técnica deve ser levada em conta. O artigo a seguir mostra um exemplo com o Schöck Isokorb® no cálculo da FEM.

Estrutura de Modelagem

A quebra térmica do lado externo e interno é geralmente feita usando uma tira isolante feita de espuma rígida de poliestireno. No caso do Schöck Isokorb®, as forças de tração são absorvidas pelo aço inoxidável e as forças de compressão pelo concreto reforçado com microfibras de alto desempenho com revestimento de plástico PE-HD através da camada isolante. A transferência de momentos torcionais através da camada isolante não é, portanto, possível. Dependendo do tipo selecionado de Isokorb®, momentos e / ou forças de cisalhamento podem ser transferidos. Esta transmissão de força limitada deve ser considerada na análise estrutural.

A informação técnica de acordo com o EC 2 [1] para Isokorb® inclui uma diretriz FEM onde a modelagem é descrita. A empresa Schöck recomenda a seguinte abordagem para o projeto do Schöck Isokorb® usando o método dos elementos finitos:

  • Separe o componente externo da estrutura de suporte do prédio
  • Determine as forças internas no suporte de componentes externos, levando em consideração os valores de rigidez da mola (recomendação para o Schöck Isokorb®). Valores de mola aproximados recomendados para o Schöck Isokorb®:
    10.000 kNm / rad / m para uma mola rotativa
    250.000 kN / m² para uma mola vertical
  • Selecione o tipo Schöck Isokorb® incluindo os valores de projeto determinados para a força de cisalhamento v Ed e o momento m Ed .
  • Aplique a força de cisalhamento calculada v Ed e os momentos m Ed como cargas de borda externas para a estrutura de suporte de carga (laje de teto, por exemplo).

Figura 01 - Sistema Estrutural do Schöck Isokorb® tipo K de [1]

Ao separar o componente externo da estrutura de suporte de um edifício, as cargas de componentes externos devem ser aplicadas manualmente como cargas de borda adicionais na estrutura de suporte. Como mostrado na Figura 2, uma laje de varanda foi modelada separadamente da laje do piso e as forças de suporte da laje da varanda foram definidas como uma carga de borda da laje de piso.

Figura 02 - Design Separado do Componente Externo e Estrutura de Suporte

Modelagem no RFEM usando a dobradiça de linha

Para evitar o esforço adicional de aplicar as cargas de borda a partir do componente externo, é possível modelar o componente externo junto com a estrutura de suporte no RFEM. Assim, a transmissão de força limitada devido ao Isokorb® é considerada corretamente no cálculo do FEM, mas uma dobradiça de linha deve ser organizada na interseção entre o componente externo e o interno (local de instalação do Isokorb®). Ao definir as propriedades da dobradiça, o efeito específico pode ser considerado no fluxo de força. A dobradiça de linha está disposta no lado externo (lado da varanda) neste caso. Por favor, note que não é possível definir quaisquer não-linearidades para as propriedades da dobradiça ao usar a dobradiça da linha. No entanto, a dobradiça de linha é suficiente para a aplicação geral do Isokorb®, por exemplo, no caso de uma laje cantilever onde o momento e a força de cisalhamento somente atuam em uma direção.

Figura 03 - Definição de dobradiça de linha com propriedades Isokorb®

Modelagem no RFEM usando liberação de linha

Dependendo do tipo Isokorb® selecionado, as forças transferíveis são diferentes. Assim, momentos e forças de cisalhamento também podem ser transmitidos em apenas uma direção, dependendo do tipo. Ao definir transmissão de força não linear (uma falha em uma direção, por exemplo) em uma linha de conexão entre o componente externo e interno, você pode usar uma liberação de linha no RFEM. Na primeira etapa, é necessário definir um tipo de liberação de linha com as propriedades correspondentes do Isokorb® selecionado. Para desativar o efeito de mola em uma direção, selecione a opção 'Partial activity ...' em 'Nonlinearity' e nos detalhes correspondentes, selecione a opção 'Spring inefectiveness' na respectiva direção. A Figura 4 mostra as propriedades do Isokorb® tipo K com a opção de transferir uma direção de força (tensão) e uma direção de translação.

Figura 04 - Tipo de Liberação de Linha com Propriedades Não Lineares

O tipo de liberação de linha mostrado na Figura 4 é definido como uma liberação de linha na linha de conexão entre o componente externo e o interno.

Figura 05 - Definição de Liberação de Linha com Propriedades Isokorb® Não Lineares

Avaliação de Resultados

O design do Isokorb® requer a transmissão das forças internas do projeto. Ao modelar os componentes separadamente, conforme mostrado na Figura 1, as forças de suporte do componente externo podem ser usadas. Ao usar uma dobradiça de linha ou uma liberação de linha para a modelagem, é possível exibir as forças a serem transmitidas usando 'Exibição de resultados em seções'. Desta forma, você pode gerar uma seção na linha de conexão (Isokorb®) e selecionar o número da superfície do componente externo para a saída do resultado. A Figura 6 mostra uma comparação dos momentos de flexão da placa mx resultantes dos métodos de modelagem descritos acima. Você pode reconhecer um bom acordo entre os resultados das abordagens individuais de modelagem aqui.

Figura 06 - Comparação de Momentos Flexíveis mx para Abordagens Individuais de Modelagem

Referência

[1] Informação técnica - Schöck Isokorb® com isolamento de 80 mm . (2017). Bicester: Schöck Ltd. Download .
[2] Manual RFEM 5 . (2013). Tiefenbach: Software Dlubal. Faça o download .

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