Análise de estabilidade de uma viga em cunha de madeira no RFEM 6 de acordo com o método de barra equivalente

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

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A nova geração do software RFEM oferece a opção de realizar o dimensionamento da estabilidade de barras de madeira afuniladas de acordo com o método de barra equivalente. De acordo com este método, o dimensionamento pode ser realizado se forem cumpridas as orientações da norma DIN 1052, secção E8.4.2 para secções variáveis. Em várias literaturas técnicas, este método também é adotado para o Eurocódigo 5. Este artigo demonstra como utilizar o método de barra equivalente para uma viga de cobertura cónica apresentado na Figura 1.#[email protected]#

Definição dos parâmetros de modelação e dimensionamento no RFEM 6

A análise de estabilidade de estruturas de madeira de acordo com o método de barra equivalente requer a ativação do módulo Dimensionamento de madeira no RFEM 6 (Figura 2). Os módulos estão integrados no ambiente do RFEM para que todas as configurações de dimensionamento e parâmetros possam ser definidos em paralelo com a modelação. Para isso, é importante selecionar a caixa de seleção Propriedades de dimensionamento ao definir a barra (Figura 3).

Conforme apresentado na Figura 1, a viga de madeira tem um vão de 14 m e dimensões de secção de 140 x 400 mm ou 140 x 900 mm na extremidade e no meio do vão. O material utilizado é madeira laminada colada GL28C e pode ser selecionado a partir da biblioteca de materiais no RFEM 6. Além do peso próprio, a viga tem uma carga permanente de 1,75 kN/m e uma carga de neve de 3,4 kN/m.

No RFEM 6, pode definir as propriedades da secção da nova barra no separador Secção apresentado na Figura 4. Este tipo de viga de cobertura requer a seleção de selas sob o tipo de distribuição e uma disposição em relação à superfície inferior do perfil. É possível definir uma distância k na qual os valores da secção diferem daqueles no início e no final da barra, bem como atribuir secções nestes pontos.

Como já foi mencionado, o RFEM 6 permite definir os parâmetros de modelação e dimensionamento em simultâneo. No separador Tipos de dimensionamento da janela Nova barra, pode definir facilmente as propriedades da barra, tais como comprimentos efetivos, classes de serviço, painéis de corte e restrições de rotação. Conforme apresentado na Figura 5, não está definido nenhum painel de corte ou restrição rotacional e o foco está na atribuição do comprimento efetivo.

A definição dos comprimentos efetivos é apresentada na Figura 6. Em geral, pode considerar os comprimentos de encurvadura para encurvadura por flexão e por flexão em torno do eixo maior e menor. No dimensionamento de acordo com o método da barra equivalente, o momento de encurvadura por torção ideal é calculado analiticamente. Em seguida, são definidos os apoios nodais e atribuídos os coeficientes de comprimento efetivo. Neste exemplo, os apoios nodais estão dispostos no início e no final da barra (Figura 7), sendo que todo o comprimento da barra é considerado para a análise de estabilidade.

Antes de iniciar o cálculo, o utilizador pode definir os parâmetros para a configuração do estado limite último . As análises de estabilidade podem ser ativadas nos parâmetros de dimensionamento do estado limite último ' (Figura 8). Neste ponto, também pode ser considerado o efeito de (des) estabilização da carga, o que resulta num aumento do comprimento efetivo (Figura 9).

Resultados

Assim que o cálculo estiver concluído, os resultados do dimensionamento de madeira estão disponíveis em gráficos e tabelas. Conforme apresentado na Figura 10, as proporções de dimensionamento para cada tipo de dimensionamento são apresentadas na tabela de resultados , com todos os detalhes do dimensionamento acessíveis através do ícone Detalhes de dimensionamento.

A opção de realizar uma análise de estabilidade para barras de secção variável com base na altura de secção equivalente é claramente apresentada nos detalhes de dimensionamento. Por exemplo, os detalhes de dimensionamento para a verificação de estabilidade são do tipo ST3100 (flexão em torno do eixo y e compressão de acordo com 6.3.3, EN 1995) | DIN | 2014-07), a altura de corte na localização da barra x = 1,402 m é de 500,1 mm (Figura 11). No entanto, a altura da secção de referência é realmente utilizada para calcular os valores da secção considerados nas equações de dimensionamento (por exemplo, módulo de secção, momento de inércia, etc.).

Os resultados mostram que o comprimento total da barra leva a relações de dimensionamento superiores a 1 para a análise de estabilidade. O novo comprimento efetivo resulta em relações melhoradas como mostrado na Figura 13.

Considerações finais

As barras com secções de secção variável podem ser facilmente modeladas no RFEM 6. A integração do módulo de dimensionamento de madeira no ambiente do RFEM permite definir simultaneamente os parâmetros de modelação e dimensionamento desses elementos. Uma das grandes vantagens do RFEM 6 no que diz respeito às análises de estabilidade é a possibilidade de realizar análises de estabilidade para barras com secção de secção variável de acordo com o método de barra equivalente. Na quinta geração do RFEM não era possível dimensionar barras de secção variável de acordo com o método da barra equivalente. Em vez disso, o dimensionamento de barras cónicas de acordo com o método de barra equivalente era anteriormente oferecido apenas no programa autónomo RX-TIMBER.

É importante referir que para além do método da barra equivalente, é possível uma análise de estabilidade baseada no método dos valores próprios no RFEM 6. A análise de estabilidade com base neste método será discutida num dos próximos artigos da Base de Dados de Conhecimento.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing e apoio ao cliente

A Eng.ª Kirova é responsável pela criação de artigos técnicos e presta apoio técnico aos clientes da Dlubal.

Palavras-chave

Verificação da estabilidade Comprimento efetivo Dimensionamento de madeira Eurocódigo 5

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  • Atualizado 11 de janeiro de 2023

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