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2018-05-16

Dimensionamento para o banzo inferior de gruas de suspensão de acordo com a norma DIN EN 1993-6

Para gruas suspensas, a corda inferior da viga de pista está sujeita a uma flexão local do banzo devido às cargas das rodas, além da capacidade de carga principal. Devido a essas tensões de flexão locais, o banzo inferior se comporta como uma laje e tem uma condição de tensão biaxial [1].

Estado limite último

Tem de ser verificado que as cargas de roda podem ser absorvidas pela corda inferior. Em [2] , Capítulo 6.7, Equação 6.2, é dada a seguinte fórmula:

F_{f, Rd} = \frac{l_{eff} \cdot t_{f}^{2} \cdot \frac{f_{y}}{γ_{M 0}}}{4 \cdot m} \cdot [1 - {(\frac{σ_{f, Ed}}{\frac{f_{y}}{γ_{M 0}}})}^{2}]

Fórmula 1

Onde
l_eff = comprimento efetivo de acordo com [2] , Tabela 6.2
m = braço de alavanca da carga da roda na transição banzo-alma de acordo com [2] , Equação 6.3
σ_f,Ed = tensão de flexão no eixo do centro de gravidade do banzo devido a carregamento global

Belastung des Unterflansches durch Radlasten

A seguinte condição tem de ser satisfeita:
F_z,Ed ≤ F_f,Rd

A localização a ser dimensionada na viga da pista, assim como a base por eixo das cargas nas rodas têm de ser consideradas, em particular para o cálculo do comprimento efetivo de acordo com [2] , Tabela 6.2.

Einflussparameter für die Berechnung der effektiven Länge nach [2], Tab. 6.2

Estado limite de utilização/fadiga

Para o dimensionamento de gruas suspensas no estado limite de utilização de acordo com [2] , é necessário determinar as tensões de flexão locais no banzo inferior devido a cargas de roda de acordo com [2] , capítulo 5.8. O cálculo dos coeficientes necessários é realizado de acordo com [2] , Tabela 5.2. Além disso, na análise estrutural é necessário sobrepor as respetivas tensões globais com as tensões locais devido às cargas de roda.

De acordo com a NCI (Alemanha) no capítulo 5.8 da EN 1993-6, é permitida uma redução das tensões locais para 75% para esta sobreposição. Este dimensionamento verifica o comportamento elástico do banzo inferior.

Tensões locais no banzo inferior

Existem diferentes métodos para a determinação das tensões locais no banzo inferior, que também são apresentados em [3]. Em [2] , o cálculo de acordo com a diretriz 9.341 FEM "Tensões de vigas locais" foi assumido. As tensões são calculadas aqui nos pontos locais 0, 1 e 2, como apresentado na Figura 01.

As tensões são calculadas a partir das seguintes fórmulas:

Direção longitudinal da viga:

σ_{ox, Ed, ser, i} = c_{x, i} \cdot \frac{F_{z, Ed}}{t_{f}^{2}}

Fórmula 2

Direção transversal da viga:

σ_{oy, Ed, ser, i} = c_{y, i} \cdot \frac{F_{z, Ed}}{t_{f}^{2}}

Fórmula 3

Onde
cx,i e cy,i de acordo com [2], Tabela 5.2

m a t h r m m u = f r a c 2 c d o t m a t h r m n l e f t (m a t h r m b - {m a t h r m t}_{} m a t h r m w r i g h t)

Fórmula 4

de acordo com [2], Capítulo 5.8 (4), Equação 5.7

De notar que as tensões de cada roda devem ser sobrepostas nos casos de base de eixo pequena xw ≤ 1,5 b (ver Figura 02). Ver [2] , Capítulo 5.8 (8)

Sobreposição com tensões globais

De acordo com [2] , Capítulo 7.5, as tensões locais no banzo mais comprido têm de ser sobrepostas com as tensões globais da análise estrutural:

σ_{v, Ed, ser} = \sqrt{{(σ_{x, Ed, ser})}^{2} + {(σ_{y, Ed, ser})}^{2} - (σ_{x, Ed, ser}) (σ_{y, Ed, ser}) + 3 {(τ_{Ed, ser})}^{2}} \leq \frac{f_{y}}{γ_{M, s e r}}

Fórmula 5

Onde

σ_{Σx, Ed, ser} = σ_{x, Ed, ser} + 0, 75 \cdot σ_{ox, Ed, ser}

Fórmula 6

σ_{Σy, Ed, ser} = 0, 75 \cdot σ_{oy, Ed, ser}

Fórmula 7

Resumo

Vários fatores devem ser considerados para o dimensionamento do banzo inferior. A localização dimensionada na viga da pista desempenha um papel especialmente importante para a determinação do comprimento efetivo. Além disso, a base do eixo das rodas é importante porque as cargas sobre as rodas e as suas tensões locais podem ser sobrepostas em casos de pequenas distâncias.

Literatura

[1]	Seeßelberg, C. Kranbahnen: Bem-vindo e Gestaltung konstruktive nach Eurocódigo, 5º ed. Berlin: Bauwerk, 2016
[2]	Eurocódigo 3: Dimensionamento de estruturas de aço - parte 6: Estruturas de apoio de gruas; EN 1993-6:2007 + AC:2009
[3]	Petersen, C. (1982). Stahlbau, 4º ed. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2013

Ligações

Software para o dimensionamento estrutural de gruas e pontes rolantes

Downloads

Ficheiro de modelo do CRANEWAY

3,14 MB

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