Downstand vigas, costelas, T-vigas: Deformação e deflexão no estado rachado

Artigo técnico

O RFEM e os módulos adicionais RF-CONCRETE fornecem várias opções para a análise de deformação de uma barra em T no estado trincado (estado II). Este artigo técnico descreve os métodos de cálculo (C) e as opções de modelagem (M). Ambos os métodos de cálculo e as opções de modelagem não estão limitados a vigas T, mas serão explicadas apenas usando um exemplo deste sistema.

Métodos de cálculo da análise de deformação / deflexão

C1: Cálculo analítico - Membro
O método de cálculo de acordo com EN 1992‑1‑1, Seção 7.4.3 [1] , permite uma aproximação simplificada da deformação no estado rachado. Usando esse método, a deformação é determinada em uma estrutura de membro extraída. Os elementos estruturais conectados, como superfícies, por exemplo, não são considerados no cálculo.

C2: Cálculo Analítico - Superfície
O módulo adicional Defletor de RF-CONCRETO determina as deformações no estado trincado usando um método baseado no método de cálculo analítico de acordo com EN 1992‑1‑1, Seção 7.4.3 [1] . Neste caso, as propriedades do material elástico linear são aplicadas ao aço e ao concreto de reforço até que a força de tensão seja alcançada. Se a resistência da tensão do concreto for excedida, ocorre um desenvolvimento de dano. A estrutura analisada deve consistir inteiramente de superfícies. Este método de cálculo é adequado para superfícies sujeitas a flexão.

C3: Cálculo não linear - Membro
Este é um método fisicamente não linear, que considera a formação de trinca e a redistribuição de forças internas na análise de deformação. A estrutura analisada deve ser uma estrutura de membro pura.

C4: Cálculo não linear - superfície
Este é um método fisicamente não linear, que considera a formação de trinca e a redistribuição de forças internas na análise de deformação. A estrutura analisada deve consistir inteiramente de superfícies. Neste método, um modelo de superfície bidimensional é expandido internamente pela altura. Para isso, a seção transversal de aço é dividida em um número definido de camadas de aço e concreto. Para mais informações, consulte o manual Superfícies RF-CONCRETE, Capítulo 2.8.2 [2] .

C5: Cálculo não linear - estrutura combinada
Em teoria, as estruturas que consistem em ambas as superfícies e membros podem ser analisadas usando a exportação de rigidez. Os membros RF-CONCRETE e as superfícies RF-CONCRETE fornecem a opção de exportar a rigidez determinada no estado fragmentado para o RFEM em um caso de carga ou em uma combinação de carga. O cálculo é iniciado em um dos dois módulos, a rigidez é exportada para o RFEM e o outro módulo executa o cálculo não linear novamente para considerar a rigidez exportada. Deve-se notar que a interação entre a superfície e o elemento membro pode não ser considerada em uma única exportação da rigidez.

Opções de Modelagem

Os métodos de cálculo disponíveis podem ser combinados com várias abordagens de modelagem na modelagem ou podem ser vinculados a eles. Isso será explicado abaixo, usando um exemplo de um feixe simplesmente suportado com uma seção em T.

Figura 01 - M1: Estrutura de Membros na Visualização Renderizada

M1: estrutura de vigas
A estrutura é modelada como uma estrutura de membro pura. Uma opção de modelagem possível é separar os componentes individuais da estrutura inteira e analisá-los separadamente, ou criar a estrutura apenas a partir de membros.

M2: Estrutura Combinada de Elementos de Membro e Superfície
Os acordes de viga em T são modelados como um elemento de superfície e a web como um elemento de membro. Este é um modelo típico ao usar membros do tipo Rib. O tipo de membro de uma nervura só pode ser usado para o cálculo analítico (C1). Para o método de cálculo não linear (C3), a nervura deve ser convertida em um membro de viga excêntrica, uma vez que não possui rigidez real no modelo.

Figura 02 - M2: Estrutura Combinada Feita de Elementos de Superfície e Membros

M3: Estrutura de placa dobrada com teia disposta verticalmente
A estrutura é modelada como uma estrutura de placa dobrada pura, sem nenhum elemento membro. No caso de modelar a estrutura como um modelo de superfície, você pode atribuir a seção transversal da barra em T a uma linha estrutural, que define a posição e a orientação das superfícies. Assim, a teia seria modelada como uma superfície vertical, que é ortogonal às superfícies do acorde.

Figura 03 - M3: Estrutura da placa dobrada com teia disposta verticalmente

M4: Estrutura de placa dobrada com teia disposta horizontalmente
Como no caso do M3, o modelo consiste inteiramente de superfícies. Tanto os acordes quanto a teia são modelados como uma superfície com excentricidade disposta horizontalmente ao eixo do centróide. A superfície que forma a teia tem uma espessura correspondente à altura total da estrutura.

Figura 04 - M4: Estrutura da placa dobrada com teia disposta horizontalmente

Informações gerais sobre modelagem em módulos complementares
Basicamente, o cálculo da deformação no estado rachado requer uma definição de um reforço existente na estrutura que é o mais próximo possível da armadura ou caso realmente projetado que coincide com ela, na melhor das hipóteses. Nos membros do RF-CONCRETE, é possível ajustar o reforço existente e salvá-lo como modelo (ver Membros RF-CONCRETE, Capítulo 3.6 [3] ). Nas Superfícies RF-CONCRETE, você pode definir a quantidade da armadura existente manualmente ou para cada elemento, superfície por superfície (consulte Superfícies RF-CONCRETE, Capítulo 3.4.3 [2] ).

Combinação de métodos para determinar a deformação e modelagem

Dependendo da modelagem, apenas alguns métodos são adequados para a análise de deformação. A tabela a seguir mostra as combinações possíveis.

Figura 05 - Combinação de opções de modelagem e métodos de cálculo para análise de deformação

* 1) Se estiver usando um tipo de nervura em M2, é possível executar o cálculo analítico C1. No caso de membros excêntricos, uma parte da superfície seria negligenciada ao usar C1.

* 2) Deve-se notar que o método C2 é projetado para componentes estruturais predominantemente submetidos a flexão.

Referência

[1] Eurocódigo 2: Projeto de estruturas de concreto - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios ; PT 1992‑1‑1: 2004 + AC: 2010
[2] Superfícies manuais RF- / CONCRETE . (2017). Tiefenbach: Software Dlubal. Faça o download .
[3] Membros RF- / CONCRETE manuais . (2011). Tiefenbach: Software Dlubal. Faça o download .

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