Questão de pesquisa
Geralmente, os edifícios não são construídos de uma só vez, mas por fases. Do ponto de vista estrutural, as partes estruturais individuais são combinadas em um edifício durante a construção. A estrutura dimensionada para o estado final encontra -se disponível, o mais tardar, após a conclusão do processo de construção. A estrutura passa por várias fases de construção antes de chegar ao estado final.
Quando as partes estruturais são adicionadas à estrutura durante a construção, o seu peso próprio está ativo. O peso próprio efetivo tem de ser derivado da própria estrutura ou das estruturas auxiliares e implementado no terreno do edifício. Isto também se aplica a cargas limitadas no tempo, que podem ocorrer devido ao método de construção ou às condições ambientais durante a construção. As partes estruturais que são eficazes e em que sistema estrutural também dependem dos métodos de construção e do processo de construção. Dependendo se a estrutura ou as partes individuais são utilizadas para aplicação de carga durante a construção, as partes estruturais de um edifício já estão sujeitas a carregamento antes da fase final, o que resulta em deformações.
Opções no RFEM
O RFEM oferece duas opções básicas para a visualização ou consideração das fases da construção. Primeiro, está disponível o módulo adicional RF-STAGES. Em segundo lugar, o RFEM oferece a opção de desativar os elementos estruturais individuais em casos e combinações de cargas.
O módulo adicional RF-STAGES analisa a estrutura nas fases de construção individuais através de um cálculo MEF não linear. Este método permite considerar não linearidades e redistribuições devido à remoção dos elementos estruturais. É criado um sistema de equações que é depois modificado e calculado nas fases individuais, dependendo das configurações efetuadas. Este é um cálculo iterativo. As condições de equilíbrio devem ser cumpridas para cada fase.
[K (u)] ∙ {u} = {F}
K ... matriz de rigidez
{u} ... vetor de deformação
{F} ... vetor de força
No RFEM, é possível desativar os elementos estruturais individuais (barras, superfícies, sólidos, apoios nodais, apoios de linha, apoios de superfície) para um caso de carga ou combinação de cargas. Esta opção permite visualizar fases de construção simples; por exemplo, um sistema de construção linear. Para cada fase de construção a ser considerada, é necessário criar um caso de carga permanente separado ou um caso de carga com cargas permanentes. No RFEM, pode selecionar a caixa de seleção "Desativar" nos parâmetros de cálculo do caso de carga. No último separador, as partes estruturais individuais podem ser desativadas, o que não será eficaz no momento da construção.
Os resultados das fases individuais podem ser sobrepostos posteriormente numa combinação de resultados. Com esta abordagem, tenha em atenção que se trata de uma sobreposição linear dos resultados das fases individuais, que são calculados num sistema não deformado.
Comparação das duas opções no exemplo
Agora, é apresentada uma comparação dos dois métodos num exemplo geral de construção civil. O exemplo é uma estrutura de betão armado de quatro andares, que foi dimensionada em quatro fases. Os pisos individuais são construídos um após o outro e nenhuma parte estrutural é removida durante o andamento da construção.
Resultado (max uZ [mm] | Modelo):
7,06 | Modelo no RF-STAGES
7,06 | Modelo do RFEM com fases de construção
7,89 | Modelo do RFEM sem fases de construção
Conclusão
O exemplo mostra que é possível visualizar fases simples da construção no RFEM através da desativação de elementos estruturais. Apesar de métodos basicamente diferentes, o RFEM e o RF-STAGES resultam nas mesmas deformações da estrutura. Além disso, o exemplo mostra que a consideração das fases de construção para um edifício de quatro andares tem um efeito evidente nas deformações devido a cargas permanentes e fixas. Ao considerar as fases de construção, as deformações resultantes são cerca de 10% mais baixas do que as deformações resultantes do cálculo em todo o modelo.
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