Os materiais são necessários para a definição de secções transversais. As propriedades do material influenciam as rigidezes das barras.
Nome
Pode definir um nome qualquer para o material. Se a designação corresponder a uma entrada da biblioteca, o RSTAB lê as propriedades de material aí guardadas. Para selecionar o material na biblioteca, clique no botão
no final da linha de entrada. A adoção de materiais está descrita no capítulo Biblioteca de materiais.
Nos materiais da biblioteca, as 'Propriedades básicas do material' estão fixamente definidas e não podem ser alteradas. Se pretender utilizar propriedades do material definidas pelo utilizador, ative a caixa de seleção Material definido pelo utilizador na secção 'Opções' (ver secção Material definido pelo utilizador).
Base
O separador Base gere os parâmetros básicos do material. Também oferece opções de controlo para propriedades especiais que podem ser definidas 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 no dimensionamento. Esta classificação também define os fatores de segurança parciais do material que são considerados no dimensionamento dependendo da norma.
Num material da biblioteca, um dos seguintes tipos de material está predefinido.
Modelo de material
Na lista estão disponíveis os modelos de material 'Isotrópico | Linearmente elástico' e 'Isotrópico | Madeira | Linearmente elástico (barras)' (para materiais de madeira).
Isotrópico | Linearmente elástico
As propriedades de rigidez elástica linear do material são independentes da direção. Podem ser descritas da seguinte forma:
|
E |
Módulo de elasticidade. |
|
G |
módulo de corte |
|
ν |
Coeficiente de Poisson |
Aplicam-se as seguintes condições:
- E > 0
- G > 0
- ν > -1
Isotrópico | Madeira | Linearmente elástico (barras)
Este modelo de material está disponível para materiais do tipo 'Madeira'. Com ele pode, por exemplo, representar as propriedades de um painel OSB num modelo de barras que considera as diferentes rigidezes dependendo da posição de instalação. A posição do painel pode ser definida no separador 'Isotrópico | Madeira | Linearmente elástico (barras)' através das duas listas.
Propriedades básicas do material
Nesta secção do separador 'Base' estão indicadas as propriedades mais importantes do material.
Módulo de elasticidade
O módulo E descreve a relação entre a tensão axial e a deformação.
Módulo de corte
O módulo de corte G, também chamado módulo de distorção, é a segunda grandeza para descrever o 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 chamado coeficiente de contração transversal, é necessário para a determinação da contração transversal. Em materiais isotrópicos, o coeficiente de Poisson situa-se normalmente entre 0,0 e 0,5. A partir de um valor de 0,5 (p. ex. borracha), deve assumir-se que não se trata de um material isotrópico.
A relação entre o módulo E, o módulo G e o coeficiente de Poisson num material isotrópico está descrita na equação Coeficiente de Poisson.
Se introduzir um Material definido pelo utilizador com as suas propriedades isotrópicas, o RSTAB determina o coeficiente de Poisson a partir dos valores dos módulos E e G. Esta predefinição pode ser alterada, se necessário, na lista 'Tipo de definição'.
Tipo de definição
| E | G | (ν) | O coeficiente de Poisson é determinado a partir dos módulos E e G |
| E | (G) | ν | O módulo de corte é determinado a partir do módulo E e do coeficiente de Poisson |
| E | G | ν | O módulo E, o módulo G 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. A indicação é particularmente importante para o caso de carga "Peso próprio": A carga permanente automática do modelo é determinada a partir do peso específico e das áreas da secção transversal das barras utilizadas.
A densidade ρ descreve a massa do material por unidade de volume. Esta indicação é necessária para análises dinâmicas.
Coeficiente de dilatação térmica
O coeficiente de dilatação térmica α descreve a relação linear entre alterações de temperatura e de comprimento (deformação do material no aquecimento, compressão no arrefecimento).
O coeficiente de dilatação térmica é relevante para os tipos de carga 'Temperatura' e 'Variação de temperatura'.
No separador Valores do material ou através do botão
pode verificar outras propriedades.
Opções
As caixas de seleção nesta secção do separador 'Base' permitem influenciar as propriedades do material. Após ativar uma opção, são adicionados novos separadores.
Material definido pelo utilizador
Nos materiais da biblioteca, as propriedades do material estão fixamente predefinidas. Por isso, não podem ser alteradas diretamente nos campos de entrada. Para ajustar as propriedades de um material, ative a caixa de seleção 'Material definido pelo utilizador'. Assim, os campos de entrada das propriedades básicas do material no separador 'Base' ficam acessíveis. Da mesma forma, pode alterar as propriedades específicas do dimensionamento no separador 'Valores do material' (ver imagem Ajustar propriedades do material). No separador 'Modificação da rigidez', existe a possibilidade de dimensionar o módulo E e G globalmente com um fator (ver imagem Ajustar rigidez do material).
Dependente da temperatura
Para definir um material linearmente elástico com propriedades de tensão-deformação dependentes da temperatura, ative as caixas de seleção 'Definido pelo utilizador' e 'Dependente da temperatura'. Pode então definir as propriedades do material dependentes da temperatura no separador Dependente da temperatura.
Estimativa de custos
Para a determinação dos custos, são utilizados os materiais atribuídos aos objetos individuais. Pode definir os custos unitários e as unidades dos objetos no separador Estimativa de custos.
Estimativa das emissões de CO2
Também a estimativa das emissões de CO2 se baseia nos materiais atribuídos aos objetos individuais. 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 uma estrutura de superfície ao material. Os objetos são então representados de forma muito realista na renderização. Selecione no separador 'Textura definida pelo utilizador' uma entrada existente ou defina uma nova textura com o botão
(ver capítulo Texturas).
Valores do material
No separador Valores do material estão indicadas todas as propriedades do material que desempenham um papel na análise estrutural e no dimensionamento nos módulos adicionais.
Modificação da rigidez
O separador Modificação da rigidez é apresentado se tiver ativado no separador 'Base' a opção Material definido pelo utilizador. Aqui pode ajustar 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 opções:
- Fator de divisão para os módulos E e G
- Fator de multiplicação para os módulos E e G
Introduza na secção 'Parâmetro' o fator pelo qual a rigidez do material deve ser ajustada.
Dependente da temperatura
O separador Dependente da temperatura é apresentado se tiver ativado no separador 'Base' as opções Material definido pelo utilizador e Dependente da temperatura. Aqui pode descrever as propriedades do material dependentes da temperatura. As propriedades do material dependentes da temperatura são consideradas para objetos sujeitos a solicitações térmicas por temperatura ou variação de temperatura. No cálculo das cargas de temperatura, é utilizada a temperatura final do passo respetivo.
Selecione na lista 'Propriedade dependente da temperatura' uma propriedade do material, por exemplo o módulo E. Crie então com o botão
as linhas de tabela necessárias para poder introduzir as temperaturas com os valores correspondentes linha a linha. Com o botão
os dados também podem ser importados de uma tabela Excel.
A 'Temperatura de referência' define as rigidezes para os objetos que não apresentam cargas de temperatura. Com um valor de referência de, por exemplo, 300 °C, é utilizado para todas as barras o módulo E reduzido deste 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 do material em outros projetos.
Guardar material
Para guardar o material atual como material definido pelo utilizador, clique, após definir as propriedades do material, no botão
em baixo na secção 'Propriedades básicas do material'.
Aparece o diálogo 'Novo material definido pelo utilizador'.
Introduza no campo 'Nome' a designação do material. Se necessário, pode ainda ajustar as propriedades do 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 básicas do material' no botão
.
Aparece o diálogo 'Editar material definido pelo utilizador'. Nesta biblioteca com os seus materiais guardados (ver imagem Diálogo 'Novo material definido pelo utilizador') pode selecionar a entrada adequada e depois adotá-la com OK.
Se tiver lido um material definido pelo utilizador e pretender alterar as propriedades de forma geral, pode ajustar as propriedades do material através do botão
(na secção 'Propriedades básicas do material') na biblioteca.
Estimativa de custos
O separador Estimativa de custos é apresentado se tiver ativado no separador 'Base' a opção Estimativa de custos.
Ative para os objetos estruturais 'Barras' qual a grandeza do material respetivamente relevante para a estimativa de custos: Peso, volume ou superfície.
Introduza na coluna 'Custo unitário' o valor que uma unidade do material custa. Na lista da coluna 'Unidade' estão disponíveis várias possibilidades para os custos unitários.
A partir dos custos unitários e das propriedades das barras atribuídas ao material, o programa determina diretamente os custos parciais.
O 'Peso total' no final da tabela mostra a massa que resulta da soma de todos os pesos parciais ativados do material. Além disso, é indicada a proporção do peso total que este material tem na massa de todos os materiais ativados para a estimativa de custos.
Os 'Custos totais' mostram o preço que resulta da soma de todos os custos parciais ativados do material. Além disso, é indicada a proporção dos custos que este material tem no preço total de todos os materiais ativados para a estimativa de custos.
O 'Custo global' resulta da adição dos custos totais de todos os materiais ativados para a estimativa de custos.
Estimativa das emissões de CO2
O separador Estimativa das emissões de CO2 é apresentado se tiver ativado no separador 'Base' a opção Estimativa das emissões de CO2.
Ative para os objetos estruturais 'Barras' qual a grandeza do material respetivamente relevante para a estimativa das emissões de CO2: Peso, volume ou superfície, etc.
Introduza na coluna 'Emissão unitária' o valor que uma unidade do material causa em emissões de CO2. 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 parciais. O cálculo é, portanto, realizado diretamente e não, como em outros módulos adicionais, através de uma função separada.
A 'Emissão total' mostra os equivalentes de CO2 que resultam da soma de todas as emissões parciais ativadas do material. Além disso, é indicada a proporção das emissões que este material tem 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.