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001626

2020-07-22

Pórtico em aço com consideração da rigidez das ligações

Este artigo técnico analisa os efeitos da rigidez de ligações na determinação das forças internas, bem como no dimensionamento das ligações utilizando o exemplo de uma estrutura de aço de dois andares com vão duplo.

O modelo deste artigo técnico é baseado no exemplo 5.5.3 na literatura técnica {%>

Carga

As cargas resultantes de uma largura de alimentação de quatro metros são aplicadas de acordo com {%>

Φ = Φ_{0} \cdot α_{h} \cdot α_{m}

Imperfeições da oscilação inicial global

Onde

α_{h} = \frac{2}{\sqrt{h}} = \frac{2}{\sqrt{9.50}} = 0.649 < 0.667

Fator de redução para altura

α_{m} = \sqrt{0.5 \cdot (1 \frac{1}{3})} = 0.816

Fator de redução para número de pilares

Até

Φ = \frac{1}{200} \cdot 0.667 \cdot 0.816 = \frac{1}{367}

Cálculo de inclinações iniciais globais

1 Cargas de dimensionamento e imperfeições para análise estrutural

Geometria de ligações e características de momento-rotação

As ligações das vigas na laje intermédia assim como na cobertura são formadas com chapas de extremidade aumentadas sem reforços nos pilares. Este dimensionamento apresenta vantagens económicas no presente caso.

2 Geometria de ligação

De acordo com {%>j,ini para as ligações. O módulo adicional RF-/JOINTS Steel Rigid é utilizado aqui.

3 Berechung der elastischen Anfangssteifigkeit S,j,ini für den Anschluss des IPE 240

4 Berechung der elastischen Anfangssteifigkeit S,j,ini für den Anschluss des IPE 300

A aplicação da rigidez da mola de torção no modelo é simplificada de acordo com a EN 1993-1-8 secção 5.1.2 (4) e é definida para um ajustamento rápido no sistema no caso de alterações através da parametrização.

IPE 240: S_j,Modelo = S_j,ini/η = 16.304/2 = 8.152 kNm/rad
IPE 300: S_j,Modelo = S_j,ini/η = 26.372/2 = 13.186 kNm/rad

5 Definition der Parameter für die Stabendgelenke

6 Zuweisung des Parameters "S_j_ini_IPE240" zum Stabendgelenk 1

Esforços internos e dimensionamento de ligações

A determinação da primeira forma própria no plano do pórtico com os módulos adicionais RSBUCK ou RF-STABILITY resulta num fator de carga crítica a_cr de 12,6. Isto permite calcular os esforços internos de acordo com a Equação 5.1 em {%>

O cálculo do caso de carga com articulações de barra modeladas de forma rígida resulta nas seguintes forças internas.

7 Distribuição das forças internas M, y com ligações de cedência

Com base nestes esforços internos, a ligação é dimensionada de acordo com a norma EN 1993-1-8 no módulo adicional RF-/JOINTS Steel Rigid.

8 Nachweis der Verbindungen im System mit nachgiebigen Anschlüssen

O cálculo do caso de carga com articulações de barra rígidas resulta nas seguintes forças internas.

9 Distribuição das forças internas M, y com ligações rígidas

Com estes esforços internos mais elevados nas ligações entre a viga e o pilar, já não é possível dimensionar as ligações.

10 Nachweis der Verbindungen im System mit biegesteifen Anschlüssen

Conclusão

A consideração da rigidez da ligação na análise estrutural permite o dimensionamento não reforçado das ligações, bem como uma utilização mais homogénea das vigas na atual estrutura de aço de dois andares em aço com vão duplo.

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Ligações

Referências

Kindmann, R.; & Kraus, M. Finite-Elemente-Methoden im Stahlbau. Berlin: Ernst & Sohn, 2007
EC 3. (2009). Eurocódigo 3: Eurocódigo 3: Dimensionamento de estruturas de aço – Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios. (2010). Berlim: Beuth Verlag GmbH

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Modelo do artigo técnico | Ficheiro do RFEM 5

4,94 MB

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