ACI 318-19 Secção 8.4.1.5 e 8.4.1.6 recomendam a utilização de pilares e faixas medianas para o dimensionamento de lajes em duas direções. As tiras do pilar incluem uma largura de 0,25 lmin de cada lado da linha central do pilar. É colocada uma faixa no meio entre duas faixas do pilar. Da mesma forma, a norma CSA A23.3:19 também especifica a largura da faixa de pilar como 0,25 lmin, enquanto a faixa do meio é a área delimitada por duas faixas de pilar.
Abordagem do RF-CONCRETE Surfaces
A abordagem do dimensionamento padrão no módulo RF-CONCRETE Surface é o dimensionamento de lajes de duas direções. O principal programa do MEF, o RFEM efetua uma análise completa dos elementos finitos para determinar as forças internas básicas, tais como mx e my para todos os elementos de superfície 2D dentro do modelo. As forças internas básicas definidas pelos eixos locais das superfícies (x, y e z) são posteriormente transformadas em forças internas principais, tais como m1 e m2, relacionadas com os eixos principais 1 e 2. Pode encontrar mais informação sobre esta transformação no Manual Online do RFEM:
O RF-CONCRETE Surfaces calcula adicionalmente os momentos de dimensionamento finais para os lados superior e inferior da placa orientados ao longo das direções definidas da armadura. Consulte o Manual online do RF-CONCRETE Surfaces 2.4.1 Forças internas de cálculo para obter informações detalhadas sobre o processo de cálculo:
Os momentos de dimensionamento finais são considerados em cada ponto da malha de EF como uma faixa de largura de 1 ft (ou 1 m) na direção da armadura longitudinal. A armadura ao longo desta faixa é determinada com base neste momento de cálculo, juntamente com considerações da norma de dimensionamento, tais como a armadura mínima. As unidades para a armadura dada são [área/largura da armadura] que é em in²/ft (ou cm²/m). A armadura necessária em cada ponto da malha de EF é fornecida na representação gráfica utilizando linhas de contorno coloridas.
Os engenheiros podem estar interessados em considerar uma largura de dimensionamento maior em vez do valor padrão de 1 ft (ou 1 m), tal como acontece com a ACI 318-19 ou a CSA A23.3:19 para uma abordagem mais simplificada troca de dados.
As tiras de dimensionamento com vigas resultantes no RF-CONCRETE Members
As vigas resultantes têm a capacidade de somar todas as forças internas de um elemento de laje sobre um comprimento e largura selecionados. As vigas resultantes não contribuem para a rigidez da estrutura nem influenciam a distribuição da carga. Pelo contrário, podem ser utilizadas como ferramenta de avaliação de resultados. Consulte o Manual de ajuda online do RFEM 4.17 Barras para uma explicação detalhada sobre este tipo de barra:
Uma viga resultante pode ser desenhada diretamente sobre o elemento da laje. O tipo de secção e o material podem ter qualquer seleção arbitrária. O tipo de barra tem de ser definido como "viga resultante". A opção "Dentro do cuboide – geral" deve ser selecionada com a largura Y definida para a largura total da faixa de dimensionamento desejada e a altura Z definida para abranger a espessura da superfície. As superfícies nas quais a faixa de dimensionamento se estende devem ser listadas em "Objetos incluídos".
Veja o seminário web 2 do RFEM: Avance a modelação para as 38:14 para ver um exemplo semelhante de uma viga resultante aplicada sobre um elemento da laje.
As vigas resultantes podem ainda ser dimensionadas no módulo RF-CONCRETE Members como um elemento de viga típico.
A armadura longitudinal será fornecida de acordo com as normas ACI 318 ou CSA A23.3 com base no momento fletor médio ao longo do comprimento da viga.
Podem ser criadas múltiplas vigas resultantes nas duas direções longitudinais e dimensionadas no módulo RF-CONCRETE para aplicar o método de faixa de dimensionamento unidirecional para elementos de laje. Consulte a Superfície 7 e a barra 6 no modelo de download no final do artigo para obter este exemplo da viga resultante.
Tiras de dimensionamento com regiões médias no RF-CONCRETE Surfaces
A alternativa às vigas resultantes é aplicar regiões médias sobre a largura de faixa de cálculo especificada. As regiões médias representam a média das forças internas sobre a área designada num elemento de superfície que podem ser consideradas para o dimensionamento no RF-CONCRETE Surfaces. Leia mais sobre as regiões médias no Manual de ajuda online do RFEM 9.7.3 Regiões médias:
As regiões médias são benéficas para situações em particular. Consulte artigos adicionais sobre "regiões médias" na base de dados de conhecimento:
Estas também podem ser consideradas no módulo RF-CONCRETE Surfaces para suavizar picos elevados de forças internas e tensões que não ocorreriam em situações da vida real devido à melhor distribuição de carga que um software MEF não pode registar por defeito. Consulte o seminário web CSA A23.3: 19 Concrete Design no RFEM às 56:10 para ver um exemplo de regiões e singularidades médias do dimensionamento de betão armado.
Além disso, a superfície 9 no modelo de download aplica o uso de regiões médias apenas ao redor do pilar nas intersecções com a laje para evitar requisitos de armadura de pico elevado. As forças internas são médias em todas as direções numa área de 2 ft ⋅ 2 ft.
As regiões médias também podem ser utilizadas para replicar as tiras de dimensionamento para considerações de armadura. A superfície 8 é idêntica à superfície 9 no modelo para download. No entanto, as tiras de dimensionamento são aplicadas ao longo de toda a largura e comprimento da laje nas direções X e Y em vez de apenas nas posições de singularidades. A largura da faixa de dimensionamento seria definida pelo utilizador e provavelmente deverá considerar as recomendações da ACI 318 e da CSA A23.3.
Também é extremamente importante dar uma atenção especial aos detalhes "Direcções e forças para cálculo da média" na caixa de diálogo Editar região média. As faixas de dimensionamento destinam-se ao dimensionamento unidirecional. Portanto, as regiões médias devem considerar apenas a média da força interna na direção correspondente. Isto pode ser definido através do alinhamento do eixo local da região média com o eixo local perpendicular da superfície (por exemplo, região média's do eixo u com o eixo y da superfície's). Essas configurações dependem da orientação dos elementos no modelo utilizado. Será aplicada a média das forças internas relevantes sobre a largura da faixa de dimensionamento.
A apresentação das' forças internas básicas da superfície, tais como os momentos fletores no eixo x (mx), mostra uma diferença significativa para os valores padrão ao longo de uma secção que inclui forças de pico altas (superfície 9) versus os valores de corte da secção calculados com uma média largura da região (superfície 8).
O dimensionamento da armadura no RF-CONCRETE Surfaces pode considerar as regiões médias selecionando esta opção nas configurações "Detalhes" no módulo. O dimensionamento considerará as regiões médias implementadas na superfície. Com isto dito, embora as regiões médias afetem diretamente as forças internas básicas ao longo dos eixos x e y da superfície, estes não são os valores utilizados para o dimensionamento final. Em vez disso, são utilizadas as forças internas de dimensionamento finais que foram derivadas dos momentos de flexão máximos e mínimos não necessariamente orientados ao longo dos eixos x e y. Não é possível eliminar o dimensionamento de duas direcções no módulo. As zonas de suavização utilizadas como faixas de dimensionamento proporcionam uma melhor uniformidade ao dimensionamento da armadura, mas não são um dimensionamento unidirecional estrito.
Conclusão
O RF-CONCRETE Surfaces é um módulo de dimensionamento de lajes em duas direcções por defeito. A armadura necessária a partir da análise será fornecida na saída numérica e gráfica em cada ponto de malha do elemento finito com base nas forças internas de dimensionamento finais calculadas dentro do módulo. The optimal way to consider the design strip method for true one-way reinforced concrete design over a user-defined width is with the use of result beams and the add-on module <nobr>RF-CONCRETE Members</nobr>. A alternativa é aplicar regiões médias no modelo RFEM e ativar esta consideração no RF-CONCRETE Surfaces. A última opção melhorará a média da força interna sobre a largura de uma faixa de dimensionamento, mas o dimensionamento em duas direcções ainda será considerado no processo de dimensionamento da armadura.
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