Introdução
No módulo adicional RF-STEEL AISC, a encurvadura por flexão-torção (LTB) por defeito é considerada ao dimensionar as vigas de aço. Existem alguns métodos de análise de estabilidade entre os quais pode escolher. O primeiro método consiste em calcular a encurvadura por flexão-torção de acordo com a norma AISC 360-16 [1] Capítulo F. O segundo método é fazer o RFEM realizar uma análise de valores próprios para calcular as condições de estabilidade determinantes e o momento elástico crítico (Mcr ). Todos estes métodos ocorrem na Tabela 1.5 Comprimento efetivo - Barras e podem ser alterados no menu pendente.
Capítulo F
Na norma AISC 360-16 {%>b ) é calculado com base no momento máximo no meio do vão e em um quarto de ponto ao longo da viga utilizando eq. F1-1. O comprimento não contraventado (Lr ) e o comprimento lateral limite não reforçado (Lp ) também devem ser calculados. Por exemplo, referente a F.1-2b retirado dos problemas de verificação AISC {%>Figura 2. O material aço A992 será utilizado para a viga juntamente com as restrições laterais nas extremidades e num terceiro ponto. O peso próprio da viga não será considerado. Verificado com os cálculos manuais abaixo, o RF-STEEL AISC pode ser utilizado para calcular o momento de flexão nominal (Mn ). Este valor é então comparado com a resistência à flexão necessária (Mr,y ).
Primeiro, é calculada a resistência à flexão necessária.
Mu = (ω ⋅ L2 )/8
Mu = 266,00 kip ⋅ ft.
Agora, o fator de modificação da encurvadura por flexão-torção (Cb ) deve ser calculado para o segmento central da viga através da eq. F1-1 {%>
| Cb | Fator de modificação da encurvadura por flexão-torção para diagramas de momentos não-uniformes |
| Mmáx | Valor absoluto do momento máximo no segmento não contraventado |
| MA | Valor absoluto do momento no ponto a um quarto do segmento não contraventado |
| MB | Valor absoluto do momento na linha central do segmento não contraventado |
| MC | Valor absoluto do momento no ponto a três quartos do segmento não contraventado |
Cb = 1,01
O fator de modificação da encurvadura por flexão-torção (Cb ) deve ser calculado para a viga no final do vão utilizando a Eq. F1-1 {%>
Cb = 1,46
A resistência necessária mais alta e oCb mais baixo serão determinantes. Agora, pode ser calculado o comprimento lateral não contraventado (Lb ) para o estado limite da cedência.
| Lb | Limita o comprimento deslocável lateralmente para o estado limite de cedência |
| ry | Raio de giração em torno do eixo y |
| E | Módulo de elasticidade. |
| Fy | Tensão de cedência |
Lb = 21,0 pol. = 1,75 m.
Utilizar a eq. F2-6 {%>
| E | Módulo de elasticidade |
| Fy | limite de elasticidade |
| J | Constante de torção |
| [SCHOOL.NOTES]x | Módulo de secção elástica sobre o eixo x |
| ho | Distância entre os centros de massa dos banzos |
Lr = 203 polegadas
Agora, o estado limite de cedência por flexão e o estado limite de encurvadura por flexão-torção inelástico devem ser comparados para determinar qual é o determinante. Os controlos menores (Lp < Lb ≤ Lr ) que é utilizado no cálculo da resistência nominal (Mn ).
| Cb | Fator de modificação da encurvadura por flexão-torção para diagramas de momentos não-uniformes |
| Mp | Resistência à flexão plástica |
| Fy | limite de elasticidade |
| [SCHOOL.NOTES]x | Módulo de secção elástico assumido em torno do eixo x |
| Lb | Distância entre contraventamentos |
| [LinkToImage04]P | Comprimento lateral não contraventado para o estado limite da cedência |
| [LinkToImage04]r |
Comprimento limite lateral não contraventado para o estado limite da encurvadura por flexão-torção inelástica |
Mn = 339 kip-ft
Por fim, o fator de resistência para a resistência à flexão (φb ) é multiplicado porMn para obter a resistência à flexão disponível igual a 305 kip-ft.
Valores próprios
O segundo método de análise para analisar a encurvadura por flexão-torção é de acordo com a análise de valores próprios ou de encurvadura de Euler, que preve a resistência à encurvadura teórica de uma estrutura elástica ou, neste caso, de uma única barra de viga. Quando ocorre a encurvadura, são utilizados valores próprios para descrever os valores das cargas. De seguida, são utilizados os vetores próprios para determinar a forma dos valores próprios que foram calculados. Quando a rigidez resultante da estrutura atinge zero, ocorre a encurvadura. A rigidez causada por uma carga de compressão é removida da rigidez elástica para este cenário. Na maioria dos casos, os primeiros modos de encurvadura são os de maior interesse. [3]
Uma vez que a análise de encurvadura de valores próprios é teórica e permite prever a resistência à encurvadura de uma estrutura elástica, este método é uma abordagem mais exata e difere da norma AISC 360-16 {%>cr ).
Comparação
Quando compara os resultados entre o módulo adicional RF-STEEL AISC do RFEM e o exemplo de verificação F.1-2B {%>
Com o RF-STEEL AISC é possível realizar uma análise de valores próprios para o cálculo da encurvadura por flexão-torção. O exemplo F.1-2B {%>
O mesmo valor calculado a partir dos exemplos de dimensionamento AISC surgiu como:
φb Mn = 305 kip-ft
Mn de acordo com o Capítulo F {%>cr de uma análise de valores próprios. Basicamente, a norma AISC 360-16 {%>cr seja um valor maior e poderá ver que Mn é diferente de Mcr porque se a encurvadura por flexão-torção não é o controlo então Mn é igual ao valor de controlo entre a cedência ou a encurvadura local. Em última análise, cabe ao engenheiro escolher o método ou abordagem mais adequado para o dimensionamento da barra. Os cálculos do Capítulo F provavelmente serão necessários, mas uma análise de valores próprios pode proporcionar uma segunda perspetiva do dimensionamento de encurvadura por flexão-torção de um ponto de vista teórico para capacidade de barra adicional.
Os problemas de verificação de aço AISC do Capítulo F podem ser encontrados no site da Dlubal Software, onde são apresentados mais detalhes sobre a comparação dos cálculos manuais com os resultados no RF-STEEL AISC. Estes estão disponíveis na ligação abaixo com o modelo.
Base de dados de conhecimento