Efeito das excentricidades de barra no cálculo das forças internas

Artigo técnico

Este artigo foi traduzido pelo Google Tradutor

Ver texto original

A viga está apoiada sobre o pilar e a viga termina na extremidade exterior do pilar. Estes requisitos podem ser facilmente cumpridos num modelo de arquitetura com sólidos. Na análise de barras, são utilizados modelos de linhas simplificados onde as linhas de centro se encontram num nó comum. Neste artigo, a influência das excentricidades de barra na determinação das forças internas é apresentada em três modelos simples.

Generalidades

Na arquitetura, é comum trabalhar com modelos sólidos. A posição das vigas e dos pilares entre si é tida em consideração com a expansão da secção. Na análise estrutural, são utilizados modelos de linhas simplificados onde as linhas de centro se encontram num nó. No RFEM e no RSTAB, também é possível exibir este modelo simplificado como representado. As interseções dos componentes individuais muitas vezes perturbam a aparência e podem levar a perguntas do cliente. As excentricidades de barra são frequentemente utilizadas para aproximar a representação do modelo estrutural da representação do modelo arquitetónico. Este artigo técnico utiliza três modelos muito simples para ilustrar a influência da excentricidade de barra na determinação de forças internas.

Modelo 1 sem excentricidades de barra

A viga e a coluna encontram-se no nó nº. 2. Não são utilizadas excentricidades de barra.

A Figura 01 mostra o modelo representado à esquerda. A viga se estende apenas para a linha central do pilar. O pilar estende-se também para a linha central da viga.

A viga é carregada com uma carga de linha de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. O peso próprio das barras é negligenciado para simplificação.

Figura 01 - Modelo 1 sem excentricidades de barra

Uma vez que o apoio do pilar é livre na direção X, o momento fletor e a força de corte da viga são obtidos neste modelo como para uma viga de vão simples.

A Figura 02 mostra as forças internas My , Vz e N

Figura 02 - Distribuição das forças internas modelo 1

Modelo 2 com excentricidade de barra, deslocamento axial

Barra nº 10 é guiado para a borda externa do pilar através de um desvio axial de 150 mm. Esta extensão da viga também aumenta o carregamento.

A Figura 03 mostra o modelo representado à esquerda.

A viga é carregada com uma carga de linha de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. Se fosse considerado o peso próprio, este também seria aumentado.

Figura 03 - Modelo 2 com excentricidade de barra, deslocamento axial

O desvio axial leva a uma extensão da barra. A extremidade da barra livre está rigidamente ligada ao nó nº. 14.

A força de corte atuante de 107,64 kN no bordo causa um momento de flexão negativo:
My = 107,64 kN ⋅ -0,15 m = -16,15 kNm

O aumento da carga vertical é de 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,50 kN.

A Figura 04 mostra as forças internas My , Vz e N

Figura 04 - Distribuição das forças internas modelo 2

Modelo 3 com excentricidade de barra, deslocamento axial e deslocamento transversal

Barra nº 13 é guiado para a borda externa do pilar através de um desvio axial de 150 mm. Além disso, a viga é posicionada com a sua extremidade inferior na extremidade superior do pilar através de um desvio transversal relativo.

A Figura 05 mostra o modelo representado à esquerda.

A viga é carregada com uma carga de linha de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. Se fosse considerado o peso próprio, este também seria aumentado.

Figura 05 - Modelo 3 com excentricidade de barra, deslocamento axial e deslocamento transversal

O desvio axial leva a uma extensão da barra. A extremidade da barra livre está rigidamente ligada ao nó nº. 18.

A força de corte atuante de 107,64 kN no bordo causa um momento de flexão negativo:
My = 107,64 kN ⋅ -0,15 m = -16,15 kNm

O aumento da carga vertical é de 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,5 kN.

O desvio transversal vertical de 150 mm leva a um momento constante adicional devido à força axial atuante de 50 kN:
My = 50 kN ⋅ -0,15 m = -7,50 kNm

O momento de canto negativo devido à utilização da excentricidade de barra é aumentado por:
My = -16,15 kNm + (-7,50 kNm) = -23,65 kNm

A Figura 06 mostra as forças internas My , Vz e N

Figura 06 - Distribuição das forças internas modelo 3

Resumo

Excentricidades de barra utilizadas corretamente podem levar a um sistema estrutural mais preciso. Esses exemplos simples ilustram que, no entanto, as excentricidades também levam a alterações nas forças internas e, no caso de sistemas complexos, às vezes pode ser difícil rastrear a aplicação das excentricidades de barra.

Palavras-chave

Excentricidade de barra esforço interno Distribuição de momentos

Downloads

Ligações

Contacto

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