O registro Base gerencia os parâmetros fundamentais das barras. Se você marcar uma caixa de seleção na seção 'Opções', geralmente um registro de diálogo adicional será adicionado. Lá você pode definir os detalhes conforme necessário.
Tipo de Barra
O tipo de barra determina como as forças internas podem ser capturadas ou quais propriedades são assumidas para a barra. A lista oferece vários tipos de barras para seleção.
Barra de Viga
Uma viga é uma barra rígida que pode transmitir todas as forças internas. Uma barra de viga não possui articulações em suas extremidades. Este tipo de barra pode ser carregado por todos os tipos de carga.
Barra Rígida
Uma barra rígida conecta os deslocamentos de dois nós através de uma ligação rígida. Portanto, ela corresponde essencialmente a um acoplamento. Isso permite definir barras com uma rigidez muito alta, considerando articulações que também podem apresentar constantes de mola e não-linearidades. Quase não ocorrem problemas numéricos, já que as rigidezes são adaptadas ao sistema.
Para barras rígidas, os esforços internos são exibidos quando você ativa os Resultados para acoplamentos na categoria 'Barras' do Navegador - Resultados.
As seguintes rigidezes são assumidas para barras rígidas:
| Rigidez Axial E · A | 1013 · ℓ [unidade SI] com ℓ = comprimento da barra |
| Rigidez à Torsão G · IT | 1013 · ℓ [unidade SI] |
| Rigidez à Flexão E · I | 1013 · ℓ3 [unidade SI] |
| Rigidez ao Corte GAy / GAz (se ativado) | 1016 · ℓ3 [unidade SI] |
Barra de Nervura
Nervuras podem ser usadas para modelar vigas de laje (vigas de travamento). Para este tipo de barra, as excentricidades e larguras de laje atuantes são consideradas no modelo FEM.
As nervuras são mais adequadas para barras de concreto armado, pois as forças internas e seções transversais das nervuras são levadas em consideração no dimensionamento do concreto. Uma chapa de aço com uma "nervura" soldada deve ser modelada como uma superfície com uma barra conectada excentricamente.
A lista 'Arranjo da nervura' oferece várias opções de seleção.
Uma nervura é normalmente uma barra disposta excentricamente. A excentricidade é calculada automaticamente a partir da metade da espessura da superfície e da metade da altura da barra. No entanto, ela também pode ser definida manualmente. A excentricidade da nervura aumenta a rigidez do modelo. Em uma disposição centrada, o eixo principal da nervura está no meio da superfície.
As larguras atuantes da nervura devem ser definidas na seção 'Dimensões da flange' para os lados esquerdo e direito. Geralmente, a configuração 'Encontrar automaticamente' pode ser mantida, com o programa determinando as duas superfícies. Se mais de duas superfícies se encontram na linha da barra de nervura, as superfícies relevantes devem ser selecionadas manualmente.
Existem várias opções para inserir as larguras de integração b-y,int e b+y,int (veja a imagem Nova Nervura): As larguras podem ser inseridas diretamente ou calculadas automaticamente a partir da extensão da barra com as opções Lref / 6 e Lref / 8. Também podem ser determinadas de acordo com normas, por exemplo, 'EC2' seção 5.3.2.1.
Os valores by,int definem a largura da área ou zona envolvida de onde as forças internas devem ser integradas. Os valores by,eff representam a largura da seção do flange da nervura do ponto médio do banzo até a borda. Por padrão, by,int e by,eff são iguais. No entanto, eles podem ser definidos separadamente após clicar no botão
.
Se nós do tipo 'Nó na barra' foram definidos, a nervura pode ser ajustada para os segmentos individuais. Se vários segmentos forem definidos, as variações de largura podem ser interligadas linearmente usando a coluna 'Distribuição linear' na tabela para evitar saltos de rigidez na barra de nervura.
Em modelos 3D, as larguras atuantes não afetam a rigidez, já que a rigidez aumentada é considerada pela barra excêntrica. No entanto, as larguras atuantes afetam a distribuição das forças e momentos nas barras e superfícies.
Barra de Treliça
Uma barra de treliça corresponde a uma barra de viga com articulações de momento em ambas as extremidades. Adicionalmente, a rotação sobre o eixo longitudinal no início da barra é liberada por uma articulação φx. Para este tipo de barra, momentos de flexão e torção resultantes das cargas da barra são exibidos.
Barra de Treliça (somente N)
Este tipo de barra de treliça, com rigidez E ⋅ A, é capaz de absorver apenas forças normais de tração e compressão. Apenas forças internas nos nós são exibidas. A barra apresenta uma variação linear das forças internas, desde que não atuem cargas concentradas na barra. Não são exibidas variações de momento que possam resultar de peso próprio ou de cargas lineares. No entanto, as forças nos nós são calculadas a partir das cargas na barra, garantindo a transmissão correta.
Barra de Tração
Uma barra de tração somente pode absorver forças de tração. O tipo de barra corresponde a uma 'Barra de Treliça (somente N)' que falha sob força de compressão.
O cálculo de um sistema de barras com barras de tração é iterativo: Na primeira etapa, as forças internas de todas as barras são determinadas. Se as barras de tração têm forças normais negativas (compressão), uma nova iteração é iniciada. As contribuições de rigidez dessas barras não são mais consideradas — elas falharam. Esse processo é repetido até que nenhuma barra de tração falhe mais. Um sistema pode se tornar instável devido à falha das barras de tração.
Barra de Compressão
Uma barra de compressão somente pode absorver forças de compressão. O tipo de barra corresponde a uma 'Barra de Treliça (somente N)' que falha sob força de tração. As barras de compressão que falham podem tornar o sistema instável.
Barra de Flambagem
Uma barra de flambagem corresponde a uma 'Barra de Treliça (somente N)' que absorve forças de tração ilimitadas, mas forças compressivas apenas até atingir a força crítica. Para o caso de Euler 2, essa força é determinada da seguinte forma:
Este tipo de barra pode frequentemente evitar instabilidades que ocorrem em cálculos não-lineares de segunda ou terceira ordem devido à flambagem de barras de treliça. Ao substituir essas barras (de forma mais realista) por barras de flambagem, a carga crítica é muitas vezes aumentada.
Barra de Cabo
Um cabo só pode ser carregado por tração. Cordas podem ser capturadas através de um cálculo iterativo de terceira ordem, considerando as forças longitudinais e transversais.
Cabos são adequados para modelos onde grandes deformações com mudanças correspondentes nas forças internas podem ocorrer. Para simples estais, como em uma marquise, barras de tração são suficientes.
Barra de Armadura
Este tipo de barra permite que reforços de aço soltos sejam modelados no modelo FE de um elemento de concreto armado. Por exemplo, zonas de descontinuidade, baseadas na analogia da treliça (estruturas de tração e compressão em consoles, vigas com aberturas), podem ser examinadas.
A barra de armadura possui uma função de conexão automática com outros elementos, como barras ou superfícies, quando está fisicamente dentro do elemento. Como a Barra de Treliça (somente N), uma barra de armadura possui apenas uma rigidez tangente. Um comportamento de material não linear ainda não é possível.
Na seção 'Configurações', uma armadura solta é definida como o tipo de barra. Outros tipos de barra de armadura estão disponíveis quando o Add-On Tensões é ativado.
Atribua as barras ou superfícies, nas quais a barra de armadura se localiza, na seção 'Objetos mestres'. Use o botão
. Com o botão
, a barra de armadura pode então ser automaticamente conectada ao objeto mestre.
Cabo em Polias
Este tipo de barra de cabo também absorve apenas forças de tração e é calculado pela teoria dos cabos (teoria de terceira ordem). Uma barra de cabo em polias só pode ser definida em uma polilinha que possua pelo menos três nós. Este tipo de barra é adequado para elementos de tração flexíveis cujas forças longitudinais são guiadas através de pontos de desvio no modelo. Um exemplo de aplicação seria um sistema de polias.
Diferentemente de uma barra de cabo normal, só é possível um deslocamento em relação ao eixo longitudinal (ux) nos nós internos. Assim, a barra não deve ser carregada por cargas que atuem na direção local y ou z. Apenas os deslocamentos ux e as forças normais N são considerados.
Nos nós internos da polilinha, não importa se um apoio de nó está presente ou se a barra está conectada a outra construção: Todo o sistema da barra de cabo na extensão da polilinha é analisado.
Barra de Resultado
A barra de resultado é adequada para integrar resultados de superfícies, volumes ou outras barras em uma barra fictícia. Por exemplo, as forças cortantes resultantes de uma superfície podem ser lidas para verificação de alvenaria.
A linha de uma barra de resultado pode ser colocada em qualquer lugar do modelo. A barra de resultado não requer suportes ou ligação ao modelo. No entanto, uma seção transversal deve ser atribuída para permitir um dimensionamento. Nenhuma carga pode ser aplicada a uma barra de resultado.
Escolha o tipo de barra de resultado na seção 'Integrar tensões e forças' para definir a forma geométrica da área de integração. Na seção 'Parâmetros', você pode então definir as dimensões. Elas são referidas à linha da barra no seu ponto médio.
Na seção 'Incluir Objetos', defina as superfícies, células de superfície, volumes e barras que devem ser consideradas na integração dos resultados. Como alternativa, você pode selecionar 'Todos' os objetos e depois excluir certos elementos na seção 'Exceto para objetos inclusivos'.
Linha de Resultado
A linha de resultado é adequada para integrar resultados de superfícies, volumes ou barras em uma linha. Essa linha pode ser colocada em qualquer lugar do modelo.
O princípio é similar ao de uma Barra de Resultado. Contudo, não é necessário atribuir uma seção transversal. No registro 'Seção Transversal', você pode ler o comprimento da linha e girar a linha para a exibição dos resultados, caso necessário; não possui outra função.
Transferência de Carga
Com este tipo de barra, cargas podem ser aplicadas a objetos conectados à barra em nós de extremidade ou intermediários. A própria barra não possui rigidez. Os critérios para a transferência de carga podem ser definidos em um novo registro.
Atualmente, a transferência de carga ocorre através do método de tira. A carga da barra de transferência, seja ela carga de barra ou carga de nó do tipo força, momento ou massa, é proporcionalmente transferida para os objetos estruturais comuns mais próximos. Estes são, por exemplo, nós apoiados, barras, nós de superfícies ou linhas apoiadas.
Se o peso próprio da barra deve ser considerado, você pode especificar o peso da barra na seção 'Parâmetros'.
Na seção 'Objetos Carregados', os números dos nós são especificados, nos quais a carga da barra será transferida para os objetos adjacentes. Se nem todos esses nós são relevantes, você pode excluir certos nós na seção 'Sem efeito sobre'.
Viga Virtual
Este tipo de barra permite aplicar propriedades de seção para Open Web Steel Joists, como fornecido nas tabelas "Virtual Joist" do Steel Joist Institute. Esses perfis de Viga Virtual representam vigas de flange largo equivalentes, muito próximas em área da flange, inércia efetiva e peso. A viga é, portanto, substituída por uma barra com uma seção transversal virtual. Isso permite simular unidades estruturais complexas, como uma treliça, no sistema completo.
Escolha a 'Série' da viga virtual na lista.
Na lista 'Viga Virtual', você pode então selecionar o tipo exato.
O botão
na seção 'Seção Transversal e Material' permite importar a viga virtual da biblioteca de seções transversais.
Modelo de Superfície
Este tipo de barra é adequado, acima de tudo, para representar vigas perfuradas, treliças ou enfraquecimentos de seção, como aberturas para passagens de serviço no modelo de barras. Neste caso, a barra é convertida em um modelo de superfície, no qual as Aberturas de Barra são organizadas conforme especificado pelo usuário. Contudo, a barra permanece. As seguintes condições devem ser atendidas:
- A seção transversal deve ser um perfil de parede fina padronizado ou parametrizado com um único banzo.
- O material da seção transversal baseia-se em um modelo de material isotrópico linear-elástico.
No tipo de barra 'Modelo de Superfície', a barra existe como um objeto de barra e de superfície. As propriedades geométricas são idênticas; ambos os modelos têm o mesmo ponto médio. A exibição é controlada no Navegador - Exibição através da entrada Modelo → Objetos Básicos → Barras → Modelo de Superfície ou pelo botão
na barra de ferramentas.
A malha FE do modelo de superfície é gerada automaticamente e não pode ser atualmente influenciada. A análise estrutural utiliza o modelo de superfície. Em seguida, os resultados para a barra (como em uma Barra de Resultado, onde as tensões nas subáreas da barra são integradas em forças internas de barra) e os resultados para a superfície estão disponíveis. O controle pode ser novamente feito através do Navegador - Exibição ou do botão
.
O dimensionamento de uma barra do modelo de superfície nos Add-Ons usa as forças internas da barra e a seção transversal da barra.
Como mostrado na imagem acima, várias Barras Rígidas são geradas nas extremidades de uma barra do modelo de superfície. Elas conectam o modelo de superfície aos nós de extremidade das barras adjacentes. Isso garante a transmissão correta das forças internas para os objetos 1D. Se várias barras do modelo de superfície estiverem conectadas, essas barras de acoplamento serão geradas para cada barra.
Neste caso, defina para a carga da barra uma Excentricidade de Força na seção transversal. Assim, a carga é aplicada de forma mais realista na borda da seção transversal e permanece no modelo de superfície.
Rigidez
Este tipo de barra permite que você use uma barra com rigidezas personalizadas. Os parâmetros de rigidez devem ser definidos na caixa de diálogo 'Nova Rigidez de Barra' (veja o capítulo Rigidezas de Barra).
Acoplamento
Uma barra de acoplamento é uma barra virtual, muito rígida, com extremidades rijas ou articuladas. Existem quatro opções para escolher como os graus de liberdade dos nós inicial e final são 'Fixos' ou 'Articulados'. Acoplamentos permitem modelar situações especiais para transmissões de forças e momentos. Enquanto isso, as forças normais e transversais, bem como os momentos de torção e flexão são transmitidos diretamente de nó a nó.
Mola
Uma barra de mola oferece a possibilidade de modelar propriedades de mola lineares ou não-lineares com áreas de atuação definidas. Para uma barra de mola, no registro 'Seção Transversal', você só precisa definir o comprimento da barra Lz, e não uma seção transversal: A rigidez da barra resulta dos parâmetros da mola, que você define na caixa de diálogo 'Nova Mola de Barra' (veja o capítulo Molas de Barra).
Amortecedor
Um amortecedor corresponde, em princípio, a uma barra de mola com o acréscimo da 'Constante de Amortecimento'. Este tipo de barra amplia as possibilidades para análises dinâmicas de acordo com o Procedimento de Incremento de Tempo.
Como em uma barra de mola, você só precisa definir o comprimento da barra Lz, e não uma seção transversal. A rigidez da barra resulta dos parâmetros da mola, que você define na caixa de diálogo 'Nova Mola de Barra' (veja o capítulo Molas de Barra). As propriedades de amortecimento são controladas pelo coeficiente de amortecimento X.
Opções
Nesta seção, você pode definir propriedades adicionais da barra através das caixas de seleção.
Nós na Barra
Com um ou mais nós em uma barra, você pode dividir a barra em segmentos sem cortar a barra (veja o capítulo Nós ).
Articulações
Você pode posicionar articulações em uma barra para controlar a transmissão de forças internas nos nós de extremidade (veja o capítulo Articulações de Barra). Para alguns tipos de barra, a entrada é bloqueada, pois já existem articulações internas. Você pode atribuir articulações separadamente para o 'Início da Barra i' e o 'Fim da Barra j'.
Excentricidades
Excentricidades permitem a conexão da barra nos nós de extremidade fora do centro (veja o capítulo Excentricidades de Barra). Você pode atribuir excentricidades separadamente para o 'Início da Barra i' e o 'Fim da Barra j'.
Apoios
Você pode atribuir apoios a uma barra que são eficazes em todo o seu comprimento. Os graus de liberdade e as rigidezes de mola devem ser definidos nas condições de apoio (veja o capítulo Apoios de Barra).
Enrijecedores Transversais
Enrijecedores transversais em uma barra têm impacto na rigidez à torção da barra. Eles afetam o cálculo com a torção de empenamento considerando sete graus de liberdade (veja o capítulo Enrijecedores Transversais de Barra).
Aberturas de Barra
Aberturas de barra afetam os valores da seção transversal e a distribuição das forças internas. Elas são relevantes para o tipo de barra 'Modelo de Superfície'. No capítulo Aberturas de Barra, é descrito como definir o tipo e a localização das aberturas.
Não Linearidade
Você pode atribuir uma não-linearidade a uma barra. As propriedades não-lineares devem ser definidas como não-linearidades de barra (veja o capítulo Não-Linearidades de Barra).
Pontos Intermediários de Resultado
Com pontos intermediários de resultado, você pode controlar a saída tabular dos resultados ao longo da barra. Os pontos de divisão devem ser definidos na caixa de diálogo 'Novo Ponto Intermediário de Resultado de Barra' (veja o capítulo Pontos Intermediários de Resultado de Barra).
Modificações de Extremidade
Com modificações de extremidade, é possível ajustar graficamente a geometria da barra em suas extremidades. Superfícies, extensões ou chanfros podem ser preparadas para a representação renderizada.
'Extensão': Você pode definir uma 'Extensão' tanto para o início quanto para o final da barra. Um valor negativo Δ é uma redução.
'Inclinação': Com uma inclinação, você pode chanfro de cada extremidade da barra. São possíveis ângulos de inclinação em relação aos dois eixos da barra y e z. Um ângulo positivo resulta em uma rotação no sentido horário em relação ao eixo positivo correspondente.
Ativar Transferência de Carga
A caixa de seleção permite distribuir a carga da barra independentemente de sua rigidez, usando uma transferência de carga. A barra, portanto, é eficaz no modelo devido à sua rigidez. A distribuição da carga nos objetos adjacentes, por outro lado, é controlada pelos parâmetros que você define na aba Transferência de Carga.
Desativar para o Cálculo
Se você marcar esta caixa de seleção, a barra, incluindo sua carga, não será considerada no cálculo. Assim, você pode examinar como o comportamento estrutural do modelo muda se certas barras não forem eficazes. As barras não precisam ser excluídas; as cargas também permanecem.