Dimensionamento de cinco tipos de sistemas resistentes a forças sísmicas (SFRS): )
Verificação da ductilidade da relação largura-espessura para almas e banzos
Cálculo da resistência e rigidez necessárias para o contraventamento de estabilidade de vigas
Cálculo do espaçamento máximo para contraventamento de estabilidade de vigas
Cálculo da resistência necessária nas articulações para o contraventamento de estabilidade de vigas
Cálculo da resistência necessária do pilar com a opção de negligenciar todos os momentos fletores, corte e torção para o estado limite de sobrerresistência
Verificação das relações de esbelteza para pilares e contraventamentos
O resultado do dimensionamento sísmico é categorizado em duas secções: requisitos das barras e requisitos das ligações.
Os "Requisitos sísmicos" incluem a resistência à flexão necessária e a resistência ao corte necessária da ligação viga-pilar para pórticos de momento. Estas estão listadas no separador 'Ligação de pórtico de momentos por barra'. Para pórticos reforçados, a resistência à tração necessária da ligação e a resistência à compressão necessária da ligação do contraventamento estão listadas no separador 'Ligação de contraventamento por barra'.
O programa fornece as verificações realizadas em tabelas. Os detalhes de dimensionamento mostram claramente as fórmulas e as referências à norma.
O modelo de material "Hoek-Brown" está disponível no módulo Análise geotécnica. O modelo apresenta um comportamento de material linear elástico ideal-plástico. O seu critério de resistência não linear é o critério de rotura mais comum para pedra e rocha.
A entrada dos parâmetros de materiais pode ser efetuada
de forma direta através dos parâmetros de massa rochosa ou de forma alternativa
através da classificação do GSI
.
Encontra informação detalhada sobre este modelo de material e a definição da entrada no RFEM no respetivo capítulo Modelo de Hoek-Brown do manual online para o módulo Análise geotécnica.
Utilizando o tipo de barra "Amortecedor", pode definir um coeficiente de amortecimento, uma constante de mola e uma massa. Este tipo de barra expande as possibilidades da análise de histórico de tempo.
Do ponto de vista da viscoelasticidade, o tipo de barra "Amortecimento" é similar ao modelo de Kelvin-Voigt, que consiste num elemento de amortecimento e numa mola elástica (ambos ligados em paralelo).
Para diagramas de cálculo, está disponível o tipo de diagrama "2D | Articulação". Estes diagramas de articulações apresentam a resposta da articulação para situações de carga de articulações não lineares.
Para cálculos com várias situações de carga, como é o caso, por exemplo, com a análise pushover e a análise de histórico de tempo, pode avaliar o estado da articulação em cada intervalo de carga.
No módulo Análise modal, tem a opção de aumentar automaticamente os valores próprios procurados até ser alcançado um determinado fator de massa modal efetivo. Todas as direções de translação que foram ativadas como massas para a análise modal são tidas em consideração.
Assim, os 90% da massa modal efetiva necessários para o método de espectro de resposta podem ser facilmente calculados.
O módulo Análise de histórico de tempo disponibiliza acelerogramas para o cálculo. Esta extensão permite a análise estrutural dinâmica de diagramas de aceleração-tempo.
Existe uma extensa biblioteca de registos sísmicos à sua disposição, mas também pode introduzir ou importar os seus próprios diagramas. A análise de histórico de tempo é efetuada através da análise modal ou da análise linear implícita de Newmark.
Para uma análise do espectro de resposta de modelos de edifício, pode apresentar os coeficientes de sensibilidade para as direções horizontais por piso.
Estes números permitem interpretar a sensibilidade dos efeitos de estabilidade.
É necessário efetuar a entrada dos diagramas de força-tempo necessários. Estes podem ser combinados em casos de carga ou combinações de cargas do tipo Análise de histórico de tempo | Diagramas de tempo com o carregamento para definir onde e em que direção os diagramas de força-tempo atuam.
A segunda opção é introduzir diagramas de aceleração-tempo que podem ser utilizados em casos de carga do tipo Análise de histórico de tempo | Acelerograma.
Todos os parâmetros de cálculo são especificados na configuração da análise do histórico de tempo. Estes incluem, por exemplo, o tipo de método de análise e o tempo de cálculo máximo.
O método de histórico de tempo é efetuado através de uma análise modal ou da análise linear implícita de Newmark. A análise de histórico de tempo neste módulo está restringida aos sistemas lineares. Mesmo sendo a análise modal um algoritmo rápido, tem de ser utilizado um certo número de valores próprios para assegurar a precisão necessária dos resultados.
A análise implícita de Newmark representa um método muito preciso, independentemente do número de valores próprios utilizados, mas requer um número de intervalos de tempo pequenos suficientes para o cálculo.
Assim que o programa tiver concluído o cálculo, é apresentado um resumo dos resultados. Todas as janelas de resultados estão integradas no programa principal RFEM/RSTAB. Encontra todos os resultados em tabelas, estes podem ser representados para cada intervalo de tempo individual ou como envolvente e ainda tem a opção de representar os resultados graficamente e de os animar.
Os resultados da análise do histórico de tempo podem ser apresentados nos diagramas de cálculo. Todos os resultados são representados em função do tempo. Os valores numéricos podem ser exportados para o MS Excel.
Todas as janelas de resultados e gráficos fazem parte do relatório de impressão do RFEM/RSTAB. Desta forma, é possível garantir uma documentação clara e bem organizada. Além disso, também pode exportar as tabelas para o MS Excel.
Sabia que? Nos apoios de cálculo, é possível definir parafusos totalmente roscados como elementos de reforço para compressão transversal na verificação "Compressão perpendicular à direção das fibras". Neste caso, os parafusos são submetidos a uma análise pushover e de encurvadura.
Além disso, a resistência à compressão transversal é verificada no plano da ponta do parafuso. O ângulo de dispersão da carga pode ser considerado linearmente abaixo de 45° ou não linearmente (de acordo com Bejtka I., Verstärkung von Bauteilen aus Holz mit Vollgewindeschrauben, Universität Karlsruhe (TH), 2005).
A análise pushover é gerida por um tipo de análise introduzido recentemente nas combinações de carga. Aqui tem acesso à seleção da distribuição e direção de carga horizontal, a seleção de uma carga constante, a seleção do espectro de resposta desejado para a determinação do deslocamento alvo e as configurações de análise pushover adaptadas à análise pushover.
Na configuração da análise pushover, é possível modificar o incremento do carregamento horizontal crescente e especificar as condições para parar a análise. Além disso, é possível ajustar facilmente a precisão para a determinação iterativa do deslocamento equivalente.
Consideração do comportamento de componente não linear utilizando articulações de plástico padrão para aço (FEMA 356, EN 1998-3) e comportamento de material não linear (alvenaria, aço - bilinear, curvas de trabalho definidas pelo utilizador)
Importação direta de massas de casos ou combinações de carga para aplicação de cargas verticais constantes
Especificações definidas pelo utilizador para a consideração de cargas horizontais (padronizadas para uma forma própria ou uniformemente distribuídas sobre a altura das massas)
Determinação de uma curva pushover com critério limite selecionável para o cálculo (colapso ou deformação limite)
Transformação da curva pushover em espectro de capacidade (formato ADRS, sistema de um grau de liberdade)
Bilinearização do espectro de capacidade de acordo com EN 1998‑1:2010 + A1:2013
Transformação do espectro de resposta aplicado no espectro necessário (formato ADRS)
Determinação do deslocamento objetivo de acordo com o EC 8 (método N2 de acordo com Fajfar 2000)
Comparação gráfica da capacidade e do espectro necessário
Avaliação gráfica dos critérios de aceitação de articulações plásticas predefinidas
Apresentação dos resultados dos valores utilizados no cálculo iterativo do deslocamento de destino
Acesso a todos os resultados da análise estrutural nos níveis de carga individuais
Durante o cálculo, a carga horizontal selecionada é aumentada por incrementos de carga. É realizada uma análise estática não linear para cada intervalo de carga até atingir a condição limite especificada.
Os resultados da análise pushover são vastos. Por um lado, a estrutura é analisada quanto ao seu comportamento de deformação. Isto pode ser representado por uma linha de força-deformação do sistema (uma curva de capacidade). Por outro lado, o efeito de espectro de resposta pode ser apresentado na visualização ADRS (espectro de resposta de aceleração-deslocamento). O deslocamento de destino é determinado automaticamente no programa com base nestes dois resultados. O processo pode ser avaliado graficamente e em tabelas.
Os critérios de aceitação individuais podem então ser avaliados graficamente (para o próximo incremento de carga do deslocamento fixado, mas também para todos os outros incrementos de carga). Os resultados da análise estática também estão disponíveis para os intervalos de tempo individuais.
No caso de imperfeição "Grupo de casos de imperfeição", podem ser introduzidos vários casos de imperfeição geométrica. Desta forma, pode realizar análises GMNIA nas quais várias imperfeições geométricas têm de ser sobrepostas.
O que são articulações plásticas? Muito simples – as articulações plásticas segundo a FEMA 356 ajudam-no a realizar curvas pushover. Trata-se de articulações não lineares com valores de cedência predefinidos e critérios de aceitação para barras de aço (capítulo 5 da FEMA 356).
Ativou o módulo Modelo do edifício ? Muito bem! Depois, é possível apresentar o centro de rigidez em tabelas e gráficos. Utilize-o para as suas análises dinâmicas, por exemplo.
Já descobriu a saída tabular e gráfica de massas em pontos da malha? Bem, este também é um dos resultados da análise modal no RFEM 6. Desta forma, é possível verificar as massas importadas que dependem das várias configurações da análise modal. Estes podem ser exibidos no separador Massas em pontos da malha da tabela de Resultados. A tabela oferece uma visão geral dos seguintes resultados: Massa - direção de translação (mX, mY, mZ ), massa - direção de rotação (mφX, mφY, mφZ ) e a soma de massas. Seria melhor obter uma avaliação gráfica o mais rapidamente possível? As massas também podem ser representadas graficamente em pontos da malha.
Conforme já aprenderam, os resultados de um caso de carga de Análise modal são apresentados no programa após um cálculo bem-sucedido. Assim, podemos ver imediatamente a primeira forma própria graficamente ou como uma animação. Também é possível ajustar facilmente a representação da padronização das formas próprias. Faça isso diretamente no navegador de resultados, onde tem uma das quatro opções para a visualização das formas próprias disponíveis para seleção:
Escalação do valor do vetor de forma própria uj a 1 (considera apenas os componentes de translação)
Selecionar o componente de translação máximo do vetor próprio e defini-lo como 1
Considerar todo o vetor próprio (incluindo os componentes de rotação), selecionar o máximo e defini-lo como 1
Definir a massa modal mi para cada forma própria como 1 kg
Pode encontrar uma explicação detalhada sobre a normalização das formas próprias no manual online {%>
Deseja considerar outras cargas como massas para além das cargas estáticas? O programa permite isso para cargas de nós, barras, linhas e superfícies. Para tal, é necessário selecionar o tipo de carga "Massa" ao definir a carga de interesse. Defina a massa ou os componentes da massa nas direções X, Y e Z para tais cargas. Para massas nodais, tem a opção adicional de especificar também os momentos de inércia X, Y e Z de forma a modelar pontos de massa mais complexos.
Muitas vezes, é necessário negligenciar as massas. Este é particularmente o caso quando pretende utilizar a saída da análise modal para a análise sísmica. Para tal, são necessários 90% da massa modal efetiva em cada direção para o cálculo. Portanto, pode negligenciar a massa em todos os apoios fixos de nós e linhas. O programa desativa automaticamente as massas associadas por si.
Também é possível selecionar manualmente os objetos cujas massas devem ser negligenciadas para a análise modal. Desta forma, mostramos a última opção na imagem para uma melhor visualização. É feita uma seleção definida pelo utilizador e os objetos com os seus componentes de massa associados são selecionados de forma a negligenciar as massas.
Ao definir os dados de entrada para o caso de carga da análise modal, pode considerar um caso de carga cuja rigidez represente a posição inicial para a análise modal. Como é que se faz isso? Conforme apresentado na imagem, selecione a opção "Considerar estado inicial a partir de". Agora, abra a caixa de diálogo "Configuração do estado inicial" e defina o tipo Rigidez como estado inicial. Neste caso de carga, a partir do qual é considerado o estado inicial, é possível considerar a rigidez do sistema estrutural quando as barras de tração falham. O objetivo de tudo isto: A rigidez deste caso de carga é considerada na análise modal. Desta forma, o utilizador obtém um sistema claramente flexível.
Isto já é possível ver na imagem: As imperfeições também podem ser tidas em consideração ao definir um caso de carga de análise modal. Os tipos de imperfeição que pode utilizar na análise modal são as cargas fictícias de caso de carga, deslocamento inicial através da tabela, deformação estática, coeficiente de comprimento efetivo, modo próprio dinâmico e grupo de casos de imperfeição.
A propósito: As modificações de estrutura podem ser facilmente definidas em casos de carga do tipo Análise modal. Isto permite, por exemplo, ajustar individualmente a rigidez de materiais, secções, barras, superfícies, articulações e apoios. Para alguns módulos de dimensionamento, também é possível alterar a rigidez. Uma vez selecionados os objetos, as suas propriedades de rigidez são adaptadas ao tipo de objeto. Desta forma, pode defini-los em separadores separados.
Deseja analisar a rotura de um objeto (por exemplo, um pilar) na análise modal? Isso também é possível sem problemas. Basta mudar para a janela Modificação da estrutura e desativar os objetos relevantes.
O seu objetivo é determinar o número de formas próprias? O programa oferece dois métodos para isso. Por um lado, é possível definir manualmente o número das formas próprias mais pequenas a serem calculadas. Neste caso, o número de formas próprias disponíveis depende dos graus de liberdade (isto é, do número de pontos de massa livres multiplicados pelo número de direções nas quais as massas atuam). No entanto, está limitado a 9999. Por outro lado, pode definir a frequência natural máxima da forma que o programa determinava as formas próprias automaticamente até atingir a frequência natural definida.
O cálculo está terminado? Os resultados da análise modal estarão disponíveis tanto em gráficos como em tabelas. Apresentar as tabelas de resultados para o caso de carga ou os casos de carga da análise modal. Desta forma, pode ver os valores próprios, as frequências angulares, as frequências naturais e os períodos naturais da estrutura à primeira vista. As massas modais efetivas, os fatores de massa modal e os fatores de participação também são apresentados claramente.
Tem diversas opções disponíveis para definir massas para a análise modal. Enquanto as massas devido ao peso próprio são consideradas automaticamente, pode considerar as cargas e massas diretamente num caso de carga do tipo de análise modal. Necessita de mais opções? Selecione se pretende considerar as cargas totais como massas, componentes de carga na direção global Z ou apenas os componentes de carga na direção da gravidade.
O programa oferece uma opção adicional ou alternativa para a importação de massas: Definição manual de combinações de cargas a partir das quais as massas são consideradas na análise modal. Selecionou uma norma de dimensionamento? Em seguida, pode criar uma situação de dimensionamento com o tipo de combinação Massa sísmica. Assim, o programa calcula automaticamente uma situação de massa para a análise modal de acordo com a norma de dimensionamento preferida. Por outras palavras: O programa cria uma combinação de cargas a partir dos coeficientes de combinação predefinidos para a norma selecionada. Esta contém as massas utilizadas para a análise modal.