O SHAPE-THIN determina as secções efetivas dos perfis formados a frio de acordo com as normas EN 1993-1-3 e EN 1993-1-5. As relações geométricas mencionadas na EN 1993-1-5, Secção 5.2 relativamente à aplicabilidade da norma, podem ser verificadas opcionalmente.
Os efeitos da encurvadura local da placa são considerados de acordo com o método das larguras reduzidas e a possível encurvadura dos reforços (encurvadura distorcional) é considerada para as secções reforçadas de acordo com a EN 1993-1-3, Secção 5.5.
Como opção, é possível realizar um cálculo iterativo para otimizar a secção efetiva.
As secções efetivas podem ser representadas graficamente.
Leia mais sobre o dimensionamento de secções formadas a frio com o SHAPE-THIN e o RF-/STEEL Cold-Formed Sections no artigo técnico "Dimensionamento de uma secção C de parede fina formada a frio de acordo com a norma EN 1993-1-3":
As verificações determinantes são resumidas numa tabela e representadas em conjunto com a geometria das ligações. Em tabelas de resultados posteriores o utilizador pode verificar todos os importantes detalhes de dimensionamento como a capacidade de carga resistente das ancoragens, tensões nas soldaduras etc.
As dimensões, as especificações do material e as soldaduras que são importantes para a construção da ligação são imediatamente visíveis e podem ser impressas. As ligações podem ser visualizadas no módulo adicional RF-/JOINTS Steel - Column Base ou diretamente no modelo do RFEM/RSTAB.
Todos os gráficos podem ser integrados no relatório de impressão do RFEM/RSTAB ou imprimidos diretamente. Devido à saída de resultados à escala, é possível uma comprovação visual logo na fase de dimensionamento.
Para determinar a resistência ao corte dos parafusos, pode utilizar o módulo Ligações de aço para especificar se existe uma espiga ou uma rosca no plano de corte.
No caso de secções retangulares, geralmente é possível obter uma ligação direta utilizando soldaduras. No entanto, também é possível ligá-las a outras secções da mesma forma. Além disso, outros componentes, tais como chapas de extremidade ajudam a conectar as secções retangulares a outros componentes estruturais.
No módulo Ligações de aço, pode dimensionar ligações de barras com secções compostas. Além disso, pode realizar verificações de ligações para quase todas as secções de parede fina na biblioteca do RFEM.
Ao realizar um dimensionamento de acordo com a EN 1993-1-1, é possível apresentar graficamente uma forma própria para a encurvadura por distorção de uma secção no RFEM 6 e no RSTAB 9 e também para as secções RSECTION.
A forma própria também pode ser gerada no RSECTION 1 para secções de biblioteca.
Gostaria de efetuar verificações de secções para barras de aço formadas a frio de acordo com a EN 1993-1-3? Quer se trate de perfis formados a frio da base de dados de secções ou de secções gerais formadas a frio (não perfuradas) RSECTION, o seu programa de cálculo estrutural irá ajudá-lo a determinar a secção efetiva tendo em consideração a encurvadura local e a instabilidade da forma. Também é possível realizar a verificação de secção de acordo com a EN 1993-1-3, 6.1.6. Os esforços internos do cálculo de torção com empenamento (7 GDL) são considerados através da verificação de tensões equivalentes.
Dimensionamento de uma ligação de pórtico com barras reforçadas e de secção variável. Para a ligação, foi realizada uma análise de tensões e uma verificação da estabilidade de encurvadura. Para apresentar os resultados da encurvadura, a ligação foi convertida num modelo separado.
Aqui, o dimensionamento de soldaduras é muito simples. Com o modelo de material "Ortotrópico | Plástico | Soldadura (superfícies)" especialmente desenvolvido, é possível calcular plasticamente todos os componentes de tensão. A tensão Tperpendicular também é considerada plasticamente.
A utilização deste modelo de material permite-lhe dimensionar soldaduras de forma mais realista e eficaz.
A configuração de estado limite de utilização permite ajustar vários parâmetros de dimensionamento das secções. A condição da secção aplicada para a verificação da deformação e largura da fenda pode ser controlada aqui.
As seguintes configurações podem ser ativadas:
Estado fendilhado calculado a partir da carga associada
Estado fendilhado determinado como envolvente de todas as situações de cálculo SLS
O programa apoia-o: Determina as forças dos parafusos com base no modelo de análise de EF e avalia-as automaticamente. O módulo realiza o dimensionamento da resistência do parafuso para casos de rotura, tais como tração, corte, forma do furo e punçoamento, de acordo com a norma e apresenta claramente todos os coeficientes necessários.
Deseja realizar uma verificação de soldadura? As soldaduras são modeladas como elementos de superfície elástico-plástico e as suas tensões são lidas a partir do modelo de análise de EF. O critério de plasticidade é definido para representar a rotura de acordo com a AISC J2-4, J2-5 (resistência das soldaduras) e J2-2 (resistência do metal de base). O dimensionamento pode ser realizado utilizando os coeficientes parciais de segurança do anexo nacional selecionado da EN 1993-1-8.
As chapas na ligação são verificadas plasticamente comparando a deformação plástica existente com a deformação plástica admissível. A predefinição é de 5% de acordo com EN 1993-1-5, Anexo C, mas pode ser ajustada pelo utilizador, bem como 5% para AISC 360.
Durante o cálculo, são criadas em distâncias predefinidas as cargas da grua na forma de casos de carga. O incremento de cargas para as gruas que se movem ao longo da ponte rolante pode ser definido individualmente.
Para cada posição da grua, são calculadas todas as combinações dos respetivos estados limite (capacidade, fadiga, deformação e forças de apoio). Além disso, o CRANEWAY tem opções de configuração abrangentes para controlar o cálculo de EF (comprimento de elementos finitos, critério de paragem etc.).
O programa calcula os esforços internos ao longo da viga da ponte rolante nas posições x mencionadas, de acordo com uma análise de segunda ordem para encurvadura por torção no sistema não deformado.
Com o componente "Placa de ligação", pode criar adicional e automaticamente uma nova chapa de gusset no módulo Ligações de aço. Isto permite poupar componentes separados e os restantes elementos, tais como a chapa de capitel e a lingueta, são automaticamente considerados com as suas dimensões.
Todos os resultados podem ser facilmente avaliados e visualizados de forma numérica e gráfica. As funções de seleção permitem uma avaliação específica.
O relatório de impressão corresponde aos elevados padrões do e ]] produtos/estruturas-de-vigas-rstab/rstab-9/o-que-e-o-rstab RSTAB]]. As alterações são atualizadas automaticamente.
Vários componentes predefinidos: Ermöglicht die einfache Eingabe typischer Verbindungssituationen, wie z. B. Endplatten, Winkel, Stegplatten, Grundplatten, eingesetzte Elemente und Versteifungen
Representação gráfica da geometria da ligação que é atualizada paralelamente à entrada
Die im Add-on enthaltene Stahlverbindungsvorlage ermöglicht die Auswahl verschiedener Verbindungstypen und deren Anwendung auf Ihr Modell
Große Auswahl an Querschnittsformen: Umfasst I-Profile, Kanalprofile, Winkel, T-Profile, zusammengesetzte Querschnitte, RHS (rechteckige Hohlprofile) und dünnwandige Profile
In der Vorlage stehen Verbindungen aus drei Kategorien zur Verfügung: Starr, Gelenkig, Fachwerk
Automatische Anpassung der Verbindungsgeometrie, auch bei nachträglicher Bearbeitung der Bauteile, aufgrund der relativen Anordnung der Komponenten zueinander
Os resultados de todas as verificações são apresentados por temas específicos em tabelas bem organizadas. Os valores dos resultados são sempre representados juntamente com o correspondente gráfico de secção. É também possível visualizar cada valor intermédio.
Verificação geral de tensões
Para a viga da ponte rolante, a verificação geral de tensões é efetuada através do cálculo das tensões existentes e uma comparação com as tensões normais limite, tensões de corte limite e tensões equivalentes. Para as soldaduras, também é efetuada a verificação de tensões para tensões de corte paralelas e perpendiculares e para a sua sobreposição.
Verificação à fadiga
A verificação da fadiga é realizada para um máximo de três gruas a operarem simultaneamente, com base no conceito de tensão nominal segundo EN 1993-1-9. Ao analisar a fadiga de acordo com a norma DIN 4132, o CRANEWAY regista o diagrama de tensões das passagens da grua para cada ponto de tensão para avaliar os dados de acordo com o método Rainflow.
Análise de encurvadura
A encurvadura local é analisada com a consideração de uma introdução lateral de cargas da roda de acordo com EN 1993-6 ou DIN 18800-3.
Deformação,
A verificação da deformação é efetuada separadamente para as direções horizontal e vertical. Os deslocamentos calculados são comparados com os valores permitidos. As relações de deformação permitidas podem ser especificadas individualmente nos parâmetros de cálculo.
Verificação da encurvadura por flexão-torção
A verificação da encurvadura lateral por flexão-torção é efetuada de acordo com a teoria de segunda ordem, com consideração de imperfeições. A verificação geral de tensões tem de ser cumprida, sendo que o fator de carga crítica não pode ser inferior a 1,00. Por isso, o CRANEWAY atribui o correspondente fator de carga crítico a todos os grupos de carga da verificação de tensões.
Forças de apoio
O programa determina todas as forças do apoio a partir das cargas de utilização incluindo fatores dinâmicos.
Todas as combinações de esforços internos são consideradas para a verificação da resistência das secções.
Para as verificações do método dos esforços internos parciais (PIF), os esforços internos da secção que atuam no sistema de eixos principais em relação ao centro de massa são transformados num sistema de coordenadas local que está localizado no centro da alma e está orientado na direção da alma.
Primeiro, os esforços internos individuais são distribuídos pelos banzos superior e inferior, assim como na alma. De seguida, são determinados os esforços internos limite das partes das secções. Sendo a capacidade resistente suficiente para a absorção das tensões de corte e dos momentos nos banzos, segue-se a determinação das capacidades resistentes axial e última a partir dos esforços internos restantes e são comparados com a força e o momento existentes. Se a tensão de corte ou a resistência do banzo forem excedidas, a verificação não é possível.
O método Simplex determina o fator de aumento plástico com a combinação de esforços internos dada através do cálculo no módulo SHAPE-THIN. O valor recíproco do fator de aumento representa a relação de cálculo da secção.
As secções elípticas são analisadas quanto à capacidade plástica com base num método de otimização não linear. Este método tem semelhanças com o método Simplex. Através de casos de dimensionamento separados, é permitida uma análise flexível de barras, conjuntos de barras e ações selecionadas, assim como das secções individuais.
Os parâmetros de dimensionamento relevantes como, por exemplo, o cálculo de todas as secções de acordo com o método Simplex, podem ser ajustados como pretendido.
Os resultados do dimensionamento plástico podem ser visualizados normalmente no RF‑/STEEL EC3. As respetivas tabelas de resultados incluem esforços internos, classes de secções, a verificação geral e outros dados de resultados.
A entrada de dados de geometria, materiais, secções, ações e imperfeições é efetuada em diferentes janelas claras e bem organizadas:
Geometria
Entrada rápida e confortável do sistema
Para a definição das condições de apoio, estão disponíveis vários tipos de apoio (articulado, articulado com deslocamento lateral, rígido e definido pelo utilizador, assim como um apoio lateral no banzo superior ou inferior).
Opcionalmente, pode ser selecionada uma restrição ao empenamento
Disposição de reforços de apoio rígidos e deformáveis
Possibilidade de inserir articulações
Perfis de pontes rolantes
Perfis laminados em I (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC e mais tabelas de acordo com AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB etc.) podem ser combinados com reforços no banzo superior (cantoneiras ou perfis em U), assim como com carris (SA, SF) ou cobre-juntas com dimensões definidas pelo utilizador.
Os perfis em I assimétricos (tipo IU) podem também ser combinados com reforços no banzo superior, assim como com carris ou cobre-juntas.
Ações
Podem ser consideradas as ações de até três gruas a operarem em simultâneo. No caso mais simples, seleciona-se uma grua definida pelo utilizador da biblioteca. Os dados podem também ser introduzidos manualmente:
Número de gruas e eixos de gruas (máximo: 20 por grua), distância entre eixos, posição dos amortecedores da grua
Classificação segundo EN 1993-6 em classe de dano com fatores dinâmicos editáveis e segundo DIN 4132 em classes de elevação e categorias de exposição
Cargas verticais e horizontais nas rodas devido a peso próprio, capacidade de elevação, forças de massa de propulsão e escorregamento
Carga axial na direção de condução, bem como forças de amortecimento com excentricidades definidas livremente
Cargas secundárias permanentes e variáveis com excentricidades definidas livremente
Imperfeições
A aplicação de imperfeições ocorre segundo o primeiro modo de vibração própria, podendo ser idêntico para todas as combinações de cargas a serem calculadas ou individual para cada combinação de cargas, uma vez que os modos próprios podem ser alterados de acordo com o carregamento.
O CRANEWAY contém funções úteis para escalar os modos próprios (determinação de flechas para rotações e curvaturas iniciais).
O SHAPE-THIN calcula todas as propriedades relevantes das secções, incluindo os esforços internos limite plásticos. As zonas sobrepostas são consideradas de forma próxima da realidade. Se as secções forem constituídas por diferentes materiais, o SHAPE‑THIN determina as propriedades efetivas da secção em relação ao material de referência.
Além da análise de tensão elástica, é possível realizar a verificação plástica com interação dos esforços internos para qualquer formato de secção. As verificações de interação plásticas são realizadas pelo método Simplex. As hipóteses de cedência podem ser selecionadas de acordo com Tresca ou von Mises.
O SHAPE-THIN efetua uma classificação das secções de acordo com as normas EN 1993-1-1 e EN 1999-1-1. Para secções de aço de classe 4, o programa determina larguras efetivas para painéis de encurvadura não reforçados ou reforçados de acordo com a EN 1993-1-1 e a EN 1993-1-5. Para secções de alumínio de classe 4, o programa calcula as espessuras efetivas de acordo com a EN 1999-1-1.
Opcionalmente, o SHAPE‑THIN verifica os valores de c/t limite em conformidade com os métodos de dimensionamento el-el, el-pl ou pl-pl de acordo com a DIN 18800. As zonas c/t dos elementos orientados na mesma direção são reconhecidas automaticamente.
Quando tem uma soldadura a ligar duas chapas com materiais diferentes, agora é possível selecionar, a partir de uma caixa de combinação no módulo Ligações de aço, qual dos dois materiais deve ser utilizado para a soldadura.
O dimensionamento de barras de aço formadas a frio de acordo com as normas AISI S100-16/CSA S136-16 está disponível no RFEM 6. O dimensionamento pode ser acedido selecionando "AISC 360" ou "CSA S16" como norma no módulo Dimensionamento de aço. "AISI S100" ou "CSA S136" é então selecionado automaticamente para o dimensionamento formado a frio.
O RFEM aplica o método da resistência direto (DSM) para calcular a carga de encurvadura elástica da barra. O método da resistência direta oferece dois tipos de soluções, numéricas (método das tiras finitas) e analíticas (especificação). A curva de assinatura do FSM e as formas de encurvadura podem ser vistas em Secções.
A rigidez inicial Sj,ini é um parâmetro decisivo para avaliar se uma ligação pode ser caracterizada como rígida, não rígida ou articulada.
No módulo "Ligações de aço", é possível calcular a rigidez inicial Sj,ini de acordo com o Eurocódigo (EN 1993-1-8, Secção 5.2.2) e a AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) em relação aos esforços internos N, My e/ou Mz.
A transferência automática opcional das rigidezes iniciais permite uma transferência direta como rigidez de articulação de extremidade de barra no RFEM. Em seguida, toda a estrutura é recalculada e os esforços internos resultantes são adotados automaticamente como cargas no cálculo e dimensionamento dos modelos de ligação.
Este processo de iteração automatizado elimina a necessidade de exportar e importar dados manualmente, reduzindo a quantidade de trabalho e minimizando possíveis fontes de erro.
O cálculo da torção com empenamento é realizado em todo o sistema. Tenha em consideração o sétimo grau de liberdade adicional para o cálculo da barra. As rigidezes dos elementos estruturais ligados são automaticamente consideradas. Isto significa que não é necessário definir rigidezes de mola equivalentes ou condições de apoio para um sistema separado.
Pode depois utilizar os esforços internos do cálculo que tem torção com empenamento nos módulos para o dimensionamento. Considere o bimomento de empenamento e o momento de torção secundário dependendo do material e da norma selecionada. Uma aplicação típica é a análise de estabilidade de acordo com a teoria de segunda ordem com imperfeições em estruturas de aço.
Sabia que? A aplicação não está limitada apenas a secções de aço de parede fina. Isto permite, por exemplo, o cálculo do momento derrubante ideal de vigas com secções de madeira maciça.