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2021-02-15

Cálculo de molas de empenamento para consideração na análise de encurvadura por flexão-torção para secções abertas

Bei offenen Querschnitten erfolgt der Abtrag von Torsionsbelastung vor allem über sekundäre Torsion, da die St. Venantsche Torsionssteifigkeit gegenüber der Wölbsteifigkeit gering ist. Besonders für den Biegedrillknicknachweis sind daher Wölbversteifungen im Querschnitt interessant, da diese die Verdrehung erheblich reduzieren können. Hierfür bieten sich beispielsweise Stirnplatten oder eingeschweißte Steifen und Profile an.

Cálculo da mola empenada

Se for aplicada uma tensão de empenamento, esta corresponde à restrição completa do empenamento da secção, por exemplo através de uma placa de extremidade rígida. Na realidade, no entanto, esta restrição total geralmente não é dada porque as placas de extremidade não são infinitamente rígidas, mas também deformáveis. Ao introduzir os apoios nodais, os módulos de dimensionamento para estruturas em aço e alumínio permitem um cálculo direto das molas de empenamento a partir das variantes apresentadas abaixo de acordo com [1].

Chapa de extremidade

Restrição de empenamento através da placa de extremidade

A restrição ao empenamento da placa de extremidade resulta da rigidez à torção da placa ligada.

C_{ω} = \frac{1}{3} \cdot G \cdot b \cdot h \cdot t ³

C_ω	mola de empenamento
G	módulo de corte
B	largura da chapa de extremidade
[SCHOOL.]	Altura da placa de extremidade
t	Espessura da placa de extrem.

Mola de empenamento para restrição de empenamento através da placa de extremidade

Canais e secções em ângulo

Restrição de empenamento através da secção de canal soldada

Restrição de empenamento através de secção angular soldada

A restrição ao empenamento por anteparas transversais de rigidez à torção é significativamente maior do que pelas chapas de extremidade e o balanço da viga, devido à maior rigidez à torção. Os reforços em U ou em L soldados num lado juntamente com a alma formam uma viga em forma de caixão; se disposta em ambos os lados, resulta uma viga em caixa com dimensões maiores.

C_{ω} = G \cdot h_{m} \cdot \frac{4 \cdot A_{m}^{2}}{\sum \frac{l_{i}}{t_{i}}}

C_ω	mola de empenamento
G	módulo de corte
h_m	Distância entre os planos centrais dos banzos da viga
A_m	Área delimitada pela linha central
l_i	Comprimento lateral
t_i	Espessura de placa

Mola de empenamento para restrição de empenamento através de canal soldado ou secção angular

Pilar de conexão

Restrição de empenamento através do pilar de ligação

A restrição ao empenamento por um pilar ligado resulta da rigidez à torção da secção do pilar. O pré -requisito para a sua eficácia é a disposição dos reforços como uma extensão dos banzos no pilar.

Cω = G \cdot I_{T} \cdot h_{m}

C_ω	mola de empenamento
G	módulo de corte
I_T	momento de inércia de torção
h_m	Distância entre as linhas centrais do banzo

Mola de empenamento para restrição de empenamento através do pilar de ligação

Parte em consola

Restrição de empenamento através da viga em consola

C_{ω} = G \cdot I_{T} \cdot \frac{1}{λ} \cdot \tan h (λ \cdot l_{k})

C_ω	mola de empenamento
G	módulo de corte
I_T	Momento de inércia de torção da viga estendida
λ	√ [(G ⋅ I_T )/(E ⋅ I_ω )]
l_k	Excesso de comprimento
I_ω	Resistência ao empenamento da viga estendida

Mola de empenamento para restrição de empenamento através da viga em consola

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Ligações

Software para o dimensionamento de estruturas de aço

Referências

Petersen, C. (1982). Statik und Stabilität der Baukonstruktionen , (2ª ed.). Wiesbaden: Vista por exemplo

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