Uma secção transversal é necessária para descrever as propriedades de uma barra: Os valores característicos da secção transversal e as propriedades de material associadas influenciam a rigidez da barra.
Nem toda a secção transversal definida tem de ser utilizada no modelo. Assim, pode modelar rapidamente variantes sem eliminar secções transversais. No entanto, as secções transversais não podem ser renumeradas.
Nome
Pode definir um nome qualquer para a secção transversal e indicar as propriedades da secção transversal. Se a designação corresponder a uma entrada da biblioteca, o RFEM lê os valores característicos armazenados. Para selecionar a secção transversal na biblioteca, clique no botão
no final da linha de introdução. A adoção de secções transversais está descrita no capítulo Biblioteca de secções transversais.
Nas secções transversais da biblioteca, os valores característicos da secção transversal estão fixados e não são alteráveis. Constituem uma exceção as áreas de corte e as dimensões para cargas de temperatura não uniformes.
Num nome de secção transversal definido pelo utilizador, todos os valores da secção transversal têm de ser definidos manualmente. Pode então utilizar a secção transversal para a determinação dos esforços internos. No entanto, o dimensionamento desta secção transversal não é possível, uma vez que não é possível definir pontos de tensão.
Base
O separador Base gere os parâmetros fundamentais da secção transversal.
Material
A cada secção transversal tem de ser atribuído um material. Pode selecioná-lo na lista dos materiais já definidos. Os botões junto ao campo de introdução permitem selecionar um material da biblioteca ou defini-lo de novo (ver capítulo Materiais).
Categorias
Tipo de secção transversal
Nas secções transversais da biblioteca, o 'Tipo de secção transversal' está predefinido de acordo com as classificações habituais (ver capítulo Biblioteca de secções transversais). As secções transversais definidas pelo utilizador são atribuídas ao tipo 'Base'.
Tipo de fabrico
Nas secções transversais da biblioteca, é apresentado o tipo de fabrico do perfil. Este controla determinadas prescrições de dimensionamento, por exemplo, as curvas de encurvadura de secções ocas conformadas a frio.
Opções
Desativar rigidez ao corte
A consideração da rigidez ao corte conduz a um aumento da deformação devido às forças de corte. A deformação de corte tem um papel secundário nas secções laminadas e soldadas. No entanto, em secções transversais maciças e secções de madeira recomenda-se considerar as rigidezes ao corte no cálculo de deformação.
Desativar rigidez de empenamento
O campo de verificação para a consideração da rigidez de empenamento está acessível quando o módulo de análise Torção com empenamento está ativado nas indicações de base. Neste caso, pode controlar se a rigidez de empenamento da secção transversal é considerada no cálculo com sete graus de liberdade.
Rotação de secção
A rotação de secção descreve o ângulo pelo qual a secção transversal é rodada. Pode definir o ângulo de rotação α' no separador Rotação de secção.
Em secções transversais assimétricas, este separador também oferece possibilidades para a 'Reflexão' do perfil. Pode assim, por exemplo, colocar uma secção em L na posição correta.
Se importar uma secção transversal da biblioteca ou do RSECTION, não precisa de se preocupar com o ângulo de rotação da secção α'. O RFEM lê automaticamente o ângulo. Em perfis definidos pelo próprio, porém, tem de determinar o ângulo dos eixos principais e ajustar em seguida a posição através da rotação de secção.
Híbrido
A opção 'Híbrido' está acessível em secções transversais do tipo 'Paramétrico - Parede espessa II', bem como em perfis RSECTION compostos por vários materiais. No separador Híbrido pode então, por exemplo, atribuir as propriedades de material aos componentes de secções de madeira compostas.
Indique o 'Material de referência' – um dos materiais dos componentes – com o qual devem ser determinados os valores ideais da secção transversal do perfil composto. As parcelas de rigidez dos componentes são determinadas tendo em conta as respetivas propriedades de material, referidas ao material de referência. A escolha do material de referência em si, porém, não tem qualquer influência na rigidez da secção transversal total.
Modelo de parede fina
Com o campo de verificação 'Modelo de parede fina' pode, em secções transversais dos tipos 'Normalizado - Aço' e 'Paramétrico - Parede fina', controlar segundo que teoria são determinados os valores da secção transversal. Numa secção transversal de parede espessa, por exemplo, as áreas de corte e o momento de inércia de torção são determinados por outro método, uma vez que a solução analítica só é válida para secções transversais de parede fina.
Notação americana para valores da secção transversal
Os símbolos dos valores da secção transversal diferem segundo as convenções europeias e americanas. Com o campo de verificação pode controlar se, por exemplo, os momentos estáticos são designados por S ou Q.
Estimativa de custos
A estimativa de custos é efetuada, em regra, com os custos do material atribuído às barras de uma secção transversal (ver capítulo Materiais). Se pretender que um parâmetro específico se aplique a uma secção transversal, pode definir separadamente os custos unitários e as unidades no separador Estimativa de custos.
Estimativa das emissões de CO2
Também a estimativa das emissões de CO2 se baseia, em regra, no material da secção transversal. No entanto, pode definir as emissões unitárias e as unidades no separador Estimativa das emissões de CO2 especificamente para cada secção transversal.
Suavização de tensões para evitar singularidades
A suavização de tensões é adequada principalmente para secções de madeira compostas, para evitar singularidades nas zonas de ligação. Aí, as tensões de corte conduzem frequentemente a picos de tensão que influenciam negativamente o dimensionamento. Com esta função é alcançada uma melhor distribuição das tensões.
Valores da secção transversal
Nesta secção estão indicados os valores mais importantes da secção transversal. Encontrará outros valores característicos no separador Valores da secção transversal.
Áreas de secção transversal
As áreas de secção transversal estão subdivididas na área total 'Axial A' e nas áreas para 'Corte Ay' e 'Corte Az'. A área de corte Ay está relacionada com o momento de inércia Iz, a área de corte Az correspondentemente com Iy.
No seguinte artigo especializado encontra informações sobre a determinação das áreas de corte:
As áreas de corte influenciam a deformação de corte, que deve ser considerada sobretudo em barras curtas e maciças. Se alterar as áreas de corte, deve evitar valores extremamente pequenos: As áreas de corte estão contidas no denominador de equações, podendo ocorrer problemas numéricos.
Momentos de inércia de área
Os momentos de inércia definem a rigidez da secção transversal relativamente à solicitação por momentos: O momento de inércia de torção IT descreve a rigidez contra torção em torno do eixo longitudinal, os momentos de área de 2. ordem Iy e Iz as rigidezes contra flexão em torno dos eixos locais y e z. O eixo y deve ser entendido como o eixo "forte". Com o momento de empenamento de 2. ordem Iω é descrita a resistência contra empeno.
Em perfis assimétricos, os momentos de inércia são indicados em torno dos eixos principais u e v da secção transversal. Os eixos locais da secção transversal estão representados na gráfica da secção transversal.
Pode ajustar as áreas de secção transversal e os momentos de inércia através de fatores que define como 'Modificação de estrutura' específica da secção transversal (ver capítulo Modificações de estrutura).
Inclinação dos eixos principais
A inclinação dos eixos principais descreve a posição dos eixos principais relativamente ao sistema padrão de eixos principais de secções transversais simétricas. Em perfis assimétricos, este é o ângulo α entre o eixo y e o eixo u (positivo no sentido dos ponteiros do relógio). Os eixos principais são designados por y e z em perfis simétricos e por u e v em perfis assimétricos (ver imagem Valores da secção transversal e eixos).
A inclinação dos eixos principais é determinada pela seguinte equação:
|
α |
Ângulo do eixo principal |
|
Iyz |
Momento de inércia de superfície biaxial |
|
Iz |
Momento de inércia em torno do eixo z |
|
Iy |
Momento de inércia em torno do eixo y |
A inclinação dos eixos principais de perfis da biblioteca não é editável. No entanto, pode rodar a secção transversal por um ângulo definido pelo utilizador: Para tal, ative o campo de verificação 'Rotação de secção' na secção 'Opções' (ver secção Rotação de secção).
Dimensões (para cargas de temperatura não uniformes)
As dimensões relativamente à largura b e à altura h da secção transversal são necessárias para o cálculo de cargas de temperatura.
RSECTION
Se existir uma secção transversal criada com RSECTION, pode abrir o programa de secções transversais com o botão e alterar a secção transversal.
Valores da secção transversal
No separador Valores da secção transversal estão enumerados em detalhe os valores característicos da secção transversal.
Os valores das secções transversais paramétricas são determinados com RSECTION.
Estatística
O separador Estatística fornece uma visão geral das barras no modelo que utilizam a secção transversal. O 'Peso total' pode, por exemplo, ser utilizado para uma lista de aços ou uma estimativa de custos.
Pontos
A geometria da secção transversal é definida através de pontos. Estes constituem também a base para Linhas.
As coordenadas dos pontos de definição estão listadas numa tabela. Se selecionar uma linha, esse ponto é apresentado a vermelho na gráfica da secção transversal. Em secções transversais de parede fina, os pontos de definição nas linhas centrais são marcados com um símbolo +. Pontos de controlo gerados para arcos são reconhecidos por um símbolo de cadeado com +. Os pontos nas bordas da secção transversal resultam das espessuras dos elementos.
Em arcos pode, na secção 'Parâmetros', ler os parâmetros do arco além das coordenadas dos pontos.
Linhas
Os Pontos da secção transversal são ligados por linhas, de modo que a geometria da secção transversal fica definida pelo seu contorno. As linhas constituem também a base para Partes.
Os pontos de definição das linhas, bem como os tipos de linha e os comprimentos, estão listados numa tabela. Se selecionar uma linha, esta é apresentada a vermelho na gráfica da secção transversal.
Partes
A partir das linhas do contorno da secção transversal é criada uma ou várias partes.
Para cada parte da secção transversal são indicadas as linhas de definição, o material, a área de secção transversal e a massa por unidade de comprimento.
Elementos
Os elementos da secção transversal são necessários para um Modelo de parede fina e para o cálculo da secção transversal eficaz. As Partes de uma secção transversal são constituídas por um ou vários elementos com troços retos ou curvos, cada um com espessura constante. O início e o fim de um elemento são definidos pelas coordenadas dos Pontos.
Para cada elemento são indicadas a espessura, a espessura de corte e o comprimento. Mais informações sobre o elemento selecionado são apresentadas nos parâmetros na secção inferior.
Pontos de tensão
Os pontos de tensão são necessários para a determinação das tensões na secção transversal. Todas as secções transversais da biblioteca estão equipadas com pontos de tensão nas posições relevantes para o dimensionamento dos perfis.
O separador Pontos de tensão é constituído por até quatro subseparadores. Aí pode ler as coordenadas dos pontos de tensão, os momentos estáticos e as ordenadas de empenamento com as espessuras associadas (em secções transversais de parede fina), bem como as tensões unitárias calculadas com a teoria de parede fina TWA (em secções transversais de parede fina) e com o método dos elementos finitos FEM.
Pode verificar as distribuições da secção transversal e das tensões na gráfica da secção transversal: Clique na coluna do valor ou selecione o tipo na lista abaixo da gráfica.
Malha de EF
O último separador gere as configurações da malha de EF, com base na qual são determinados os valores da secção transversal e as tensões unitárias.
Os dois campos de introdução permitem influenciar a discretização. Com um fator menor que 1 é gerada uma malha mais fina, com um fator maior que 1 uma malha mais grosseira. Em regra, não são necessários ajustes aqui.
Estimativa de custos
O separador Estimativa de custos é apresentado quando tiver assinalado no separador 'Base' a opção Estimativa de custos.
Se já existirem para o material de uma secção transversal prescrições para uma estimativa de custos, o campo de verificação 'Adotar do material' está ativado por predefinição. Assim, aplicam-se as definições de custos unitários referidas às barras e são evitadas prescrições duplicadas. Se pretender definir separadamente os custos unitários e as unidades para barras com uma determinada secção transversal, desative o campo de verificação.
Assinale que grandeza característica da secção transversal é relevante para a estimativa de custos: peso, volume, área ou comprimento. Introduza na coluna 'Custo unitário' o valor que custa uma unidade do parâmetro. Na lista da coluna 'Unidade' estão disponíveis várias possibilidades para os custos unitários.
Os valores indicados na coluna 'Quantidade' para peso, volume, área e comprimento resultam das propriedades das barras às quais a secção transversal está atribuída.
Os 'Custos' apresentam o preço de todas as barras utilizadas da secção transversal. Representam também os 'Custos totais'. Se várias secções transversais estiverem ativadas para a estimativa de custos, pode ler nos custos totais também a quota da secção transversal em [%] nos custos globais.
Estimativa das emissões de CO2
O separador Estimativa das emissões de CO2 é apresentado quando tiver assinalado no separador 'Base' a opção Estimativa das emissões de CO2.
Se já existirem para o material de uma secção transversal prescrições para uma estimativa das emissões de CO2, o campo de verificação 'Adotar do material' está ativado por predefinição. Assim, aplicam-se as definições de emissões referidas às barras e são evitadas prescrições duplicadas. Se pretender definir separadamente as emissões unitárias e as unidades para barras com uma determinada secção transversal, desative o campo de verificação.
Assinale que grandeza característica da secção transversal é relevante para a estimativa das emissões de CO2: peso, volume, área ou comprimento. Introduza na coluna 'Emissão unitária' o valor que uma unidade do parâmetro provoca em CO2. Na lista da coluna 'Unidade' estão disponíveis várias unidades de emissão para equivalentes de CO2.
Os valores apresentados na coluna 'Quantidade' para peso, volume, área e comprimento resultam das propriedades das barras às quais a secção transversal está atribuída. A 'Emissão' é determinada a partir destes valores e da emissão unitária.
A 'Emissão total' indica os equivalentes de CO2 que todas as barras da secção transversal provocam. Além disso, é indicada a quota das emissões em [%] que esta secção transversal representa nas emissões globais. A 'Emissão global' resulta da soma das emissões totais de cada secção transversal.