RF-CONCRETE NL | Dimensionamento

Bei der Bemessung von Stahlbetonbauteilen nach EN 1992‑1‑1 [1] sind nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit möglich. Dabei werden die Schnittgrößen und Verformungen unter Berücksichtigung des nichtlinearen Schnittgrößen-Verformungs-Verhaltens bestimmt. Die Berechnung der Spannungen und Dehnungen im gerissenen Zustand liefert in der Regel Durchbiegungen, die deutlich über den linear ermittelten Werten liegen.

A verificação à fadiga de acordo com a EN 1992-1-1 deve ser realizada para os componentes estruturais que estão sujeitos a grandes intervalos de tensões e/ou a muitas alterações de carga. Neste caso, as verificações de dimensionamento para o betão e a armadura são realizadas separadamente. Encontram-se disponíveis dois métodos de verificação alternativos.

Utilizando um exemplo de uma laje de betão com fibra de aço, este artigo descreve como utilizar os diferentes métodos de integração e um número diferente de pontos de integração afectam os resultado do cálculo.

RF-CONCRETE Surfaces:

A análise das deformações não lineares é realizada através de um processo iterativo, onde a resistência nas secções fendilhadas e não fendilhadas é considerada. Para a modelação não linear do betão armado, tem de definir as propriedades do material que variam ao longo da espessura da superfície. Por isso, para determinar a altura da secção, o elemento finito é dividido num determinado número de camadas de betão e aço.

A resistência do aço média utilizada no cálculo é baseada na 'norma do modelo probabilístico' publicado pelo comité técnico JCSS. Cabe ao utilizador decidir se é aplicado um reforço de aço que é aumentado até a resistência à tração última ser alcançada (gráfico ascendente no intervalo plástico). Relativamente às propriedades dos materiais do betão, o utilizador pode controlar o diagrama de tensão-extensão para a resistência à compressão e à tração. Quando determina a resistência do betão à compressão, pode optar entre um diagrama de tensão-deformação parabólico e parabólico retangular. Do lado do betão tracionado, é possível desativar a resistência à tração, bem como aplicar um diagrama linear-elástico, um diagrama de acordo com CEB-FIB norma do modelo 90:1993 e uma resistência à tração residual do betão para ter em consideração o reforço da tração entre as fendas.

Além disso, o utilizador pode escolher quais os valores de resultados que pretende receber quando o cálculo não linear do estado limite último estiver completo:

• Deformações (global, local em relação ao sistema deformado/não deformado)
• Largura de fendas, profundidade e espaçamento para o lado superior e inferior, nas direções principais I e II respetivamente
• Tensões do betão (tensão e deformação na direção principal I e II) e da armadura (deformação, área, perfil, cobertura e direção em cada direção da armadura)

RF-CONCRETE Members:

A análise de deformações não linear dos pórticos é realizada através de um processo iterativo, onde as resistências nas secções fendilhadas e não fendilhadas são consideradas. As propriedades do material utilizadas num cálculo não linear para o betão e o reforço de aço podem ser selecionadas dependendo do estado limite. A contribuição da resistência à tração do betão entre as fendas (tração-reforço) pode ser aplicada quer pelo diagrama do aço da armadura tensão-extensão alterado ou pela utilização da resistência à tração residual do betão.

• Cálculo iterativo, não linear das deformações para pórticos e estruturas planas constituídas por betão armado, determinando o respetivo elemento de reforço considerando as cargas definidas
• Cálculo da deformação das superfícies de betão armado fendilhadas (estado II)
• Verificação de estabilidade não linear geral das barras de compressão em betão armado, por exemplo, de acordo com 5.8.6 EN 1992-1-1
• Reforço do betão à tração aplicado entre fendas
• Inúmeros anexos nacionais são fornecidos para o cálculo de acordo com EN 1992-1-1:2004 + A1:2014 (EC 2) (ver também EC2 for RFEM)
• Opção para considerar influências a longo prazo, tais como a fluência e a retração
• Cálculo não linear das tensões no reforço de aço e no betão
• Cálculo não linear da largura de fendas
• Flexibilidade devido às opções de configuração detalhadas para as bases do cálculo e a extensão do cálculo
• Saída de resultados gráfica integrada no RFEM, por exemplo, deformação e flecha da laje plana
• Saída de resultados numéricos claramente organizados em tabelas e com a opção de serem representados graficamente na estrutura
• Integração completa da saída de dados no relatório de impressão do RFEM

Após o dimensionamento, os resultados do cálculo não linear são listados em tabelas de resultados organizadas de forma clara. Além disso, o módulo apresenta todos os valores intermédios. A representação gráfica da relação dos dimensionamentos, deformações, tensões do betão e do reforço de aço, largura de fendas, profundidade de fendas e espaçamento de fendas no RFEM permitem identificar de forma rápida as secções críticas ou fendilhadas.

As mensagens de erro ou as observações relativas ao cálculo ajudam o utilizador a encontrar os problemas de dimensionamento. Como os resultados de dimensionamento são exibidos por superfície ou por ponto incluindo todos os resultados intermédios, pode reevocar todos os detalhes do cálculo.

Ao exportar as tabelas de entrada e de saída para o MS Excel, os dados do modelo tornam-se disponíveis para posterior utilização noutros programas. Devido à integração completa dos dados de saída no relatório de impressão do RFEM, está assegurada uma análise estrutural documentada para efeitos de verificação.