Os materiais são necessários para a definição de superfícies, secções transversais e sólidos. As propriedades de material entram nas rigidezes destes objetos.
Pode definir qualquer nome para o material. Se a designação corresponder a uma entrada da biblioteca, o RFEM lê as propriedades de material aí guardadas. Para selecionar o material na biblioteca, clique no botão
no final da linha de entrada. A importação de materiais está descrita no capítulo Biblioteca de materiais.
Informação
Se introduzir no campo de texto uma designação usual, por exemplo "355J", aparece uma lista deste material segundo várias normas.
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Em materiais da biblioteca, as 'Propriedades de material básicas' estão fixadas e não são alteráveis. Se pretender utilizar propriedades definidas pelo utilizador do material, marque no separador 'Opções' a caixa de verificação Material definido pelo utilizador (ver secção Material definido pelo utilizador).
Geral
O separador Geral gere os parâmetros básicos do material. Oferece também possibilidades de controlo para propriedades especiais, que pode definir em separadores adicionais.
Categorias
Nesta secção define o tipo de material e o modelo de material.
Tipo de material
O tipo de material controla quais os parâmetros e coeficientes relevantes para o dimensionamento. Esta classificação também define os coeficientes parciais de segurança do material, que devem ser considerados no dimensionamento dependendo da norma.
Num material da biblioteca, um dos seguintes tipos de material está predefinido.
Neste modelo de material é possível definir propriedades de rigidez que se manifestam de forma diferente nas duas direções de superfície x e y. Assim é possível, por exemplo, representar as propriedades de plástico com reforço de fibra de vidro, lajes nervuradas ou as direções de armação de lajes armadas. Os eixos de superfície x e y estão, no plano da superfície, perpendiculares entre si.
Para definir propriedades de material diferentes para as direções x e y, ative na secção 'Opções' a caixa de verificação Material definido pelo utilizador. No separador Ortotrópico | Linearmente elástico (superfícies) pode então definir os parâmetros do material.
O coeficiente de Poisson pode ser definido para ambas as direções da ortotropia. Os índices de νxy e νyx são atribuídos da seguinte forma: o primeiro índice representa, respetivamente, a deformação na direção da tensão, o segundo índice a deformação negativa transversalmente à direção da tensão.
Ortotrópico | Linearmente elástico (sólidos)
No modelo de material ortotrópico tridimensional, as rigidezes elásticas podem ser definidas separadamente em todas as direções do sólido. Para definir propriedades de material diferentes para cada direção, ative na secção 'Opções' a caixa de verificação Material definido pelo utilizador. No separador Ortotrópico | Linearmente elástico (sólidos) pode então definir os parâmetros do material.
Os elementos da matriz de rigidez determinados a partir das entradas são indicados no separador 'Ortotrópico | Linearmente elástico (sólidos) - Matriz de rigidez'.
Este modelo de material está disponível para materiais do tipo 'Madeira'. Com ele é possível, por exemplo, representar as propriedades de um painel OSB num modelo de barra, que considera as rigidezes diferentes em função da posição de montagem. A posição do painel pode ser definida no separador Isotrópico | Madeira | Linearmente elástico (barras) através das duas listas.
O separador 'Modificação da rigidez' gere o coeficiente parcial de segurança do material segundo a norma. Em materiais definidos pelo utilizador, pode ajustar este fator aí.
Em materiais do tipo 'Madeira', com este modelo de material podem ser controlados o módulo de elasticidade quanto ao efeito resistente como parede ou laje, bem como o módulo de corte Gxy: painéis OSB, por exemplo, apresentam rigidezes dependentes da direção no modelo, consoante a posição de montagem.
Os parâmetros de rigidez podem ser definidos no separador Ortotrópico | Madeira | Linearmente elástico (superfícies). Em materiais de madeira da biblioteca, estão predefinidos valores padrão. Para definir propriedades de material diferentes para cada direção, ative antes, na secção 'Opções', a caixa de verificação Material definido pelo utilizador.
O módulo de elasticidade descreve a relação entre tensão normal e deformação.
Módulo de corte
O módulo de corte G, também denominado módulo de deslizamento, é a segunda grandeza característica para a descrição do comportamento elástico de um material linear, isotrópico e homogéneo. A deformação baseia-se, neste caso, numa tensão de corte.
Coeficiente de Poisson
O coeficiente de Poisson ν, também denominado coeficiente de contração lateral, é necessário para a determinação da contração lateral. Em materiais isotrópicos, o coeficiente de Poisson situa-se habitualmente entre 0,0 e 0,5. A partir de um valor de 0,5 (por exemplo, borracha), deve pressupor-se que não se trata de um material isotrópico.
A relação entre o módulo de elasticidade, o módulo de corte e o coeficiente de Poisson num material isotrópico está descrita na equação Coeficiente de Poisson.
Informação
Em materiais da biblioteca, o módulo de corte G é determinado automaticamente a partir do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson. Assim é garantida, em materiais isotrópicos, uma matriz de rigidez simétrica. Eventualmente, os valores do módulo de corte assim determinados podem divergir ligeiramente das indicações nos Eurocódigos.
{|
| style="width:18%;"|E | G | (ν)
| style="width:82%;"|O coeficiente de Poisson é determinado a partir dos módulos de elasticidade e de corte
|-
| style="width:18%;"|E | (G) | ν
| style="width:82%;"|O módulo de corte é determinado a partir do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson
|-
| style="width:18%;"|E | G | ν
| style="width:82%;"|O módulo de elasticidade, o módulo de corte e o coeficiente de Poisson são independentes entre si
|}
">
Peso específico / Densidade
O peso específico γ descreve o peso do material por unidade de volume. Esta indicação é especialmente relevante para o caso de carga "Peso próprio": a carga permanente automática do modelo é determinada a partir do peso específico e das áreas de secção transversal das barras utilizadas ou das superfícies e sólidos.
A densidade ρ descreve a massa do material por unidade de volume. Esta indicação é necessária para investigações dinâmicas.
Coeficiente de dilatação térmica
O coeficiente de dilatação térmica α descreve a relação linear entre variações de temperatura e de comprimento (dilatação do material ao aquecer, encurtamento ao arrefecer).
O coeficiente de dilatação térmica é relevante para os tipos de carga 'Temperatura' e 'Mudança de temperatura'.
As caixas de verificação nesta secção do separador 'Geral' permitem influenciar as propriedades de material. Após a ativação de uma opção, são acrescentados novos separadores.
Em materiais da biblioteca, as propriedades de material estão fixadas de forma predefinida. Por isso, não podem ser alteradas diretamente nos campos de entrada. Para adaptar as propriedades de um material, ative a caixa de verificação 'Material definido pelo utilizador'. Com isso, os campos de entrada das propriedades de material básicas no separador 'Geral' tornam-se acessíveis. Da mesma forma, pode alterar no separador 'Propriedades de material' as propriedades específicas do dimensionamento (ver imagem Adaptar propriedades de material). No separador 'Modificação da rigidez' existe a possibilidade de escalar globalmente o módulo de elasticidade e o módulo de corte com um fator (ver imagem Adaptar rigidez do material).
Para definir um material linearmente elástico com propriedades tensão-deformação dependentes da temperatura, ative as caixas de verificação 'Definido pelo utilizador' e 'Dependente da temperatura'. Pode então definir as propriedades de material dependentes da temperatura no separador Dependente da temperatura.
Estimativa de custos
Para a determinação dos custos são utilizados os materiais atribuídos aos respetivos objetos. Pode definir os custos unitários e as unidades dos objetos no separador Estimativa de custos.
Estimativa das emissões de CO2
A estimativa das emissões de CO2 também se baseia nos materiais atribuídos aos respetivos objetos. Pode definir as emissões unitárias e as unidades no separador Estimativa das emissões de CO2.
Textura definida pelo utilizador
Com uma textura definida pelo utilizador, pode atribuir ao material uma estrutura da superfície. Os objetos são então representados na renderização de forma muito realista. Selecione no separador 'Textura definida pelo utilizador' uma entrada existente ou defina uma nova textura com o botão
(ver capítulo Texturas).
Propriedades de material
No separador Propriedades de material estão indicadas todas as propriedades de material que desempenham um papel para a análise estática e o dimensionamento nos módulos.
As propriedades de material estão fixadas de forma predefinida em materiais da biblioteca. Se pretender adaptar as propriedades, ative no separador 'Geral' a caixa de verificação Material definido pelo utilizador.
Modificação da rigidez
O separador Modificação da rigidez é apresentado se tiver marcado no separador 'Geral' a opção Material definido pelo utilizador. Aqui pode adaptar globalmente a rigidez do material, por exemplo, para considerar fatores de segurança ou propriedades de material reduzidas.
Na lista da secção 'Tipo de modificação' estão disponíveis duas possibilidades:
Fator de divisão para os módulos de elasticidade e de corte
Fator de multiplicação para os módulos de elasticidade e de corte
Indique na secção 'Parâmetro' o fator com o qual a rigidez do material deve ser ajustada.
Importante
A modificação da rigidez do material só tem efeito se uma Modificação de estrutura correspondente estiver definida e atribuída a um caso de carga ou a uma combinação de cargas.
A modificação da rigidez é considerada apenas para a análise estática, não para as verificações nos módulos de dimensionamento.
No caso de um material com propriedades ortotrópicas, os módulos de elasticidade e de corte, bem como os coeficientes de Poisson, podem ser ajustados no separador Ortotrópico | Linearmente elástico (ver imagem Matriz de rigidez). Se ativar no separador Ortotrópico | Linearmente elástico | Matriz de rigidez a opção 'Definir elementos da matriz de rigidez', pode também definir manualmente os elementos da matriz de rigidez.
O separador Dependente da temperatura é apresentado se tiver marcado no separador 'Geral' as opções Material definido pelo utilizador e Dependente da temperatura. Aqui pode descrever as propriedades do material dependentes da temperatura. As propriedades de material dependentes da temperatura são consideradas para objetos sujeitos a solicitações térmicas através de temperatura ou mudança de temperatura. No cálculo das cargas térmicas, é aplicada a temperatura final do respetivo passo de cálculo.
Selecione na lista 'Propriedade dependente da temperatura' uma propriedade de material, por exemplo, o módulo de elasticidade. Em seguida, crie com o botão
as linhas de tabela necessárias, para que possa introduzir linha a linha as temperaturas com os valores correspondentes. Com o botão
também é possível importar os dados de uma tabela Excel.
A 'Temperatura de referência' define as rigidezes para os objetos que não apresentam cargas térmicas. Com um valor de referência de, por exemplo, 300 °C, é aplicado a todas as barras e superfícies o módulo de elasticidade reduzido desse ponto da curva de temperatura.
Biblioteca de materiais definidos pelo utilizador
Pode guardar um material definido pelo utilizador numa biblioteca como modelo. Assim, não precisa de definir novamente as propriedades de material em outros projetos.
Sugestão
A criação de um material definido pelo utilizador é facilitada se selecionar na biblioteca um material com propriedades semelhantes e adaptar as propriedades de material predefinidas.
É apresentada a caixa de diálogo 'Novo material definido pelo utilizador'.
Introduza no campo 'Nome' a designação do material. Eventualmente, pode ainda ajustar as propriedades de material. Com OK, guarda então o material definido pelo utilizador na biblioteca.
==== Ler material ====
Para ler um material definido pelo utilizador da biblioteca, clique na secção 'Propriedades de material básicas' no botão Caixa de diálogo "Novo material definido pelo utilizador"
image
Estimativa de custos
O separador Estimativa de custos é apresentado se tiver marcado no separador 'Geral' a opção Estimativa de custos.
Marque nos objetos estruturais 'Barras', 'Superfícies' e 'Sólidos' qual a grandeza característica do material que é relevante, respetivamente, para a estimativa de custos: peso, volume ou superfície, etc.
Introduza na coluna 'Custo unitário' o valor que custa uma unidade do material. Na lista da coluna 'Unidade' estão disponíveis várias possibilidades para os custos unitários.
Informação
A moeda é gerida nos dados gerais do modelo no separador Parâmetros e opções.
Estimativa das emissões de CO2
O separador Estimativa das emissões de CO2 é apresentado se tiver marcado no separador 'Geral' a opção Estimativa das emissões de CO2.
Marque nos objetos estruturais 'Barras', 'Superfícies' e 'Sólidos' qual a grandeza característica do material que é relevante, respetivamente, para a estimativa das emissões de CO2: peso, volume ou superfície, etc.
Introduza na coluna 'Emissões unitárias' o valor de CO2 que uma unidade do material causa. Na lista da coluna 'Unidade' estão disponíveis várias unidades de emissão para equivalentes de CO2.
A partir das emissões unitárias e das propriedades dos objetos estruturais atribuídos ao material, o programa determina as emissões de CO2 parcelares. O cálculo é assim efetuado diretamente e não, como em outros módulos, através de uma função separada.
A 'Emissão total' mostra o equivalente de CO2 que resulta da soma de todas as emissões parciais ativadas do material. Além disso, é indicada a percentagem das emissões que este material representa nas emissões totais de todos os materiais ativados para a estimativa.
A 'Emissão global' resulta da adição das emissões totais de todos os materiais ativados para a estimativa das emissões de CO2.
no final da linha de entrada. A importação de materiais está descrita no capítulo Biblioteca de materiais.
pode verificar mais propriedades.
(ver capítulo 
também é possível importar os dados de uma tabela Excel.
