Verificações de encurvadura por flexão-torção com o novo módulo Torção com empenamento (7 GDL) para o RFEM 6/RSTAB 9

Artigo técnico sobre o tema análise estrutural e utilização do software Dlubal

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Artigo técnico

Este artigo técnico apresenta algumas noções básicas sobre a utilização do módulo Torção com empenamento (7 GDL). O módulo está totalmente integrado no programa principal e permite considerar o empenamento da secção ao calcular elementos de barras. Em combinação com os módulos Análise de estabilidade e Dimensionamento de aço, é possível realizar a verificação da encurvadura por flexão-torção com esforços internos de acordo com a análise de segunda ordem, tendo em consideração as imperfeições.

Ativação de módulos

O módulo Torção com empenamento (7 GDL) é ativado nos dados gerais do modelo. Para calcular também o fator de carga crítica da encurvadura por flexão-torção e aplicar o modo próprio como forma inicial da imperfeição, também deve ser ativado o módulo Estabilidade da estrutura. Para a verificação da viga de aço segundo a EN 1993-1-1, é ativado o módulo Dimensionamento de aço.

Condições de fronteira para o cálculo da torção com empenamento

O módulo estende o cálculo de elementos de barra até ao sétimo grau de liberdade. Não se trata de um cálculo à parte com a "exclusão" de barras individuais, mas sim de um cálculo realizado em todo o modelo. A rigidez das barras adjacentes ou as condições de apoio definidas são assim consideradas diretamente. Dado que o empenamento é considerado como um esforço interno da barra local, não é necessário definir outras condições de apoio global para o empenamento.

Para considerar um reforço de empenamento ou uma restrição de empenamento para uma barra, pode utilizar os reforços transversais da barra. Neste caso, pode, por exemplo, definir as dimensões da placa de extremidade, sendo a conversão para uma mola de empenamento realizada automaticamente.

Por defeito, o empenamento é assumido como desobstruído em cada extremidade da barra e não é transferido entre barras adjacentes. Para considerar o empenamento entre duas barras como contínuo, pode criar um conjunto de barras.

Ponto de aplicação da carga

Ao calcular com sete graus de liberdade, são assumidas cargas de barra definidas no centro de gravidade da secção. Para alterar o ponto de aplicação da carga, pode atribuir uma excentricidade às cargas na caixa de diálogo de edição. Da mesma forma, as ligações às barras adjacentes ou aos apoios de nós são assumidas no centro de gravidade. Utilize excentricidades de barra ou barras rígidas como auxiliar de modelação para definir ligações excêntricas.

Análise de estabilidade

Ao ativar a opção "Executar análise de estabilidade" num caso de carga, a estrutura pode ser analisada quanto à estabilidade sob o carregamento do caso de carga. Além dos modos de rotura para a encurvadura por flexão, a análise de valores próprios considerando o sétimo grau de liberdade também pode detetar os modos de rotura da encurvadura por torção e da encurvadura por flexão-torção e calcular o fator de carga crítica. A forma própria e os fatores de carga críticos podem ser apresentados nos resultados da análise de estabilidade.

Aplicação de imperfeições de formas próprias dimensionadas

As imperfeições necessárias para a verificação de encurvadura por flexão-torção podem ser criadas através do dimensionamento da forma próprio. Para fazer isso, crie um caso de imperfeição do tipo "Modo de encurvadura" e selecione o modo próprio correspondente como forma inicial. Ao especificar a direção da imperfeição e a flecha de acordo com a norma, a curvatura inicial é gerada através de uma pré-deformação da malha de elementos finitos.

A imperfeição pode agora ser considerada numa combinação de cargas ao determinar os esforços internos. Uma vez que ocorrem grandes valores de deformação especialmente para cargas próximas da carga crítica em combinação com imperfeições, é recomendado um cálculo de acordo com a análise de grandes deformações para a determinação exata dos esforços internos.

Dimensionamento de aço

No dimensionamento de aço, os esforços internos do cálculo da torção com empenamento são considerados para o dimensionamento segundo a EN 1993-1-1. Se esses componentes forem superiores aos valores limite definidos na configuração do estado limite último de um determinado ponto, é realizada uma verificação da tensão equivalente (tendo em consideração as propriedades da secção efetiva, se necessário). Uma vez que o exemplo se refere a uma verificação de estabilidade, o coeficiente de segurança parcial γM1 deve ser utilizado para o dimensionamento. Efetue esta definição na configuração do estado limite último. As outras verificações de estabilidade podem ser desativadas.

Em alternativa, pode utilizar o módulo Análise tensão-deformação para a verificação da tensão equivalente simples. Um dimensionamento plástico com esforços internos do cálculo da torção com empenamento não é possível atualmente.

Autor

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Engenheiro de produtos e apoio ao cliente

O Eng. Metzkes é responsável pelo desenvolvimento na área das estruturas de aço e dá apoio técnico aos nossos clientes.

Palavras-chave

Encurvadura por flexão-torção Torção com empenamento

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  • Atualizado 20 de dezembro de 2021

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RFEM 6
Pavilhão em arco

Programa principal

O programa de análise estrutural RFEM 6 é a base de um sistema de software modular.
O programa principal RFEM 5 é utilizado para definir estruturas, materiais e ações para sistemas estruturais planos e espaciais constituídos por lajes, paredes, cascas e barras.
O programa também pode dimensionar estruturas combinadas, bem como elementos sólidos e de contacto.

Preço de primeira licença
3.990,00 USD
RSTAB 9
programa de estruturas reticuladas

Programa principal

O programa de análise e dimensionamento de pórticos e treliças RSTAB 9 contém funções semelhantes às do software de elementos finitos RFEM, com especial atenção para os pórticos e as treliças.
Por isso, é muito fácil de utilizar e é há muitos anos a melhor escolha para a análise estrutural de estruturas de vigas constituídas por aço, betão, madeira, alumínio e outros materiais.

Preço de primeira licença
2.550,00 USD
RFEM 6
RF-STEEL Warping Torsion

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O módulo Torção com empenamento (7 GDL) permite considerar o empenamento da secção como um grau de liberdade adicional ao calcular barras.

Preço de primeira licença
1.480,00 USD
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Torção com empenamento de barras

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