Ligação 3D em aço com elementos sólidos RFEM, Holanda

Projeto de cliente da Dlubal

17 de outubro de 2019

Holanda RFEM Estruturas de aço

Cliente ADS-Ertner BV, Capelle aan den IJssel, Holanda
www.ads-ertner.nl
Análise de ligação no RFEM MSc Engineering bv, Doorwerth, Holanda
www.msc-engineering.nl
Dimensionamento Severfield Europe B.V., Zevenbergen, Holanda
www.severfield.com

Para um projeto em Roterdão, a ADS Ertner utilizou o software IDEA CONNECTION para analisar uma ligação espacial em aço. O programa calcula as ligações de aço com o método CBFEM, onde cada secção de parede fina é modelada com uma superfície 2D com propriedades de material não-lineares, parafusos não-lineares e soldaduras não-lineares. O ADS Ertner teve de utilizar blocos grandes num conjunto de ligações para poder transferir as cargas. No IDEA CONNECTION não é possível modelar bem estes blocos quando são utilizadas chapas de parede fina.

Modelação e análise de tensões no RFEM

A MSc Engineering criou no RFEM para a ADS Ertner um modelo de cálculo 3D com elementos sólidos finitos para a verificação da ligação de aço. Esta ligação especial é um nó com seis barras de ligação. O pilar superior e as diagonais inferiores são carregados por forças axiais enormes, as quais são originárias da estrutura de betão pré-fabricada do edifício e causam uma força de tração elevada na viga horizontal lateral. O modelo de cálculo 3D no RFEM teve de ser gerado de forma a dimensionar as tensões residuais no bloco de aço de parede espessa com uma profundidade máxima de 450 mm. No modelo de cálculo, todos os elementos (vigas/blocos) foram modelados como elementos sólidos. As cargas de nó foram aplicadas aos sólidos através de superfícies de fronteira rígidas no final dos sólidos. Desta maneira, as cargas são distribuídas uniformemente sobre os sólidos. Algumas vigas são suportadas por superfícies de fronteira semi-rígidas.

No modelo, o bloco atua como um meio de transmissão para as forças axiais grandes. Um bloco de aço de parede espessa é uma solução melhor em termos económicos do que uma série de chapas de reforço, que tem de ser soldadas. Os resultados da análise de tensões no RFEM foram testados para uma tensão de referência de aço máxima permitida de 315 N/mm², o que corresponde a um aço de grau S355 com uma espessura de chapa de até 100 mm. As tensões no bloco foram consideravelmente menores do que as tensões permitidas.

A viga lateral horizontal e o pilar foram unidos por chapas de extremidade e parafusos. As placas de extremidade foram modeladas com sólidos, tendo sido aplicados sólidos de contacto para preencher o espaço entre as chapas de extremidade e o bloco. Para os buracos dos parafusos foram modeladas aberturas. Os parafusos em si são elementos rígidos que transmitem forças de tração e corte.

Para a verificação foi utilizado o programa RFEM, uma vez que o programa permite calcular sólidos. Também a equipa do Prof. Wald da Universidade de Praga utilizou o RFEM para verificar o comportamento de chapas de parede fina no IDEA CONNECTION.


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RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD
RFEM Outros
RF-MAT NL 5.xx

Módulo adicional

Consideração de leis de materiais não lineares

Preço de primeira licença
1.300,00 USD