Influência dos parâmetros de encurvadura por flexão-torção no dimensionamento com o RF-/STEEL EC3

Artigo técnico

As janelas de entrada no RF-/STEEL EC3 distinguem entre as verificações da encurvadura por flexão e encurvadura por flexão-torção. De seguida, um exemplo demonstrará os parâmetros para a encurvadura por flexão-torção.

Figura 01 - Consola com apoio lateral

Num artigo anterior já foram demonstrados os efeitos dos apoios intermédios laterais assim como os comprimentos efetivos Lcr,y/z. Os parâmetros para a encurvadura por flexão-torção, adicionalmente, incluem os comprimentos Lw e LT bem como o coeficiente do comprimento eficaz kz e o coeficiente do comprimento de empenamento kw para uma definição mais detalhada.

Figura 02 - Janela de entrada de dados do RF-/STEEL EC3

Coeficiente de comprimento efetivo kz

Para determinar o momento ideal de encurvadura por flexão-torção, pode ser utilizado um solucionador de valores próprios interno. Isto requer um modelo de barra interno com quatro graus de liberdade (uy, φz, φx, ω).

Figura 03 - Definição do eixo

O coeficiente kz controla o apoio no início e no final da barra no que diz respeito aos graus de liberdade uy (deslocamento em y) assim como φz (rotação sobre z). Neste exemplo, os dois parâmetros são fixos no início da barra. Na extremidade da barra, só pode ser assumido que o deslocamento em uy é restringido. Esta situação corresponde à definição kz = 0,7le

Figura 04 - Coeficientes do comprimento efetivo e do comprimento de empenamento

Coeficiente do comprimento de empenamento kw

Este parâmetro também é utilizado para suportar o modelo de barra interno. Ele controla os dois graus de liberdade restantes φx (rotação sobre x) e ω (empenamento). Devido ao encastramento da viga, os dois graus de liberdade são fixados no início. Na extremidade livre, φ x e ω não serão fixos. Isto corresponde à definição kw = 2,0le.

Comprimento de empenamento Lw

O comprimento de empenamento está incluído na determinação de Mcr. Ela corresponde à distância das restrições lateral e de torção e não é necessariamente idêntica ao comprimento efetivo Lcr,z. Isto também se torna aparente quando se compara os momentos elásticos críticos Mcr entre o RF-/STEEL EC3 e LTBeamN (programa para determinar cargas críticas).

O comprimento efetivo Lcr,z = 0,7 ⋅ L (análogo ao caso 3 de Euler). Em contraste, o comprimento de empenamento é aplicado com Lw = L. No RF-/STEEL EC3, o Mcr resulta em 105,90 kNm. Isto corresponde ao resultado do programa LTBeamN, que calcula Mcr = 105,77 kNm. Para comparação: A utilização do comprimento de empenamento de 0,7 ⋅ L resultaria em Mcr = 174 kNm.

Figura 05 - Comparação entre RF-/STEEL EC3 e LTBeamN

Comprimento de torção LT

O comprimento de torção é o comprimento determinante para a verificação de encurvadura por torção de acordo com 6.3.1.4 [1] . Esta operação apenas é realizada para forças de compressão. Não tem efeito na verificação de encurvadura por flexão-torção. Neste exemplo, é aplicado de forma igual ao comprimento da barra.

Comparação com a entrada através de apoios nodais análogos à janela 1.7

Ao dimensionar conjuntos de barras de acordo com 6.3.4 [1], o RF-/STEEL EC3 oferece a possibilidade de definir diretamente o modelo de barra interno através de apoios nodais. Também aqui os quatro graus de liberdade estão disponíveis. Na seguinte comparação das opções de entrada, pretende-se esclarecer que é possível obter o mesmo resultado. O sistema estrutural permanecerá idêntico para este propósito. Apenas o carregamento e a secção serão alterados. Em vez do IPE 160, é selecionada uma secção em T simples e simétrica. Assim, será necessário o dimensionamento de acordo com 6.3.4 [1]. Na figura abaixo, pode ver uma vista geral comparativa da entrada por comprimentos efetivos à esquerda e por apoios nodais à direita. O resultado prova a suposição feita no início.

Figura 06 - Comparação das opções de entrada de dados

Resumo

O RF-/STEEL EC3 geralmente assume uma viga de vão único com restrição lateral e torcional. Os parâmetros padrão são alinhados com este. Com estes fatores predefinidos, o utilizador tem a opção de exibir outros sistemas estruturais. No final, cabe ao utilizador decidir quais os graus de liberdade que permanecerão nos respetivos pontos nodais.

Palavras-chave

Comprimento de empenamento Comprimento de torção Coeficiente de comprimento efetivo Coeficiente do comprimento de encurvadura Encurvadura por flexão-torção Empenamento

Referência

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1993‑1‑1:2010‑12
[2]   Manual RF-/STEEL EC3. (2018). Tiefenbach: Dlubal Software.

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