Comprimentos efetivos no RFEM 6
Para que as verificações de estabilidade sejam incluídas nos resultados do dimensionamento de aço, é importante atribuir comprimentos efetivos às barras antes de realizar o dimensionamento. No RFEM 6, o comprimento efetivo não é uma configuração local de apenas uma barra. Assim, cada comprimento efetivo definido no programa pode ser atribuído a várias barras ou conjuntos de barras ao mesmo tempo.
Assumindo que o módulo Dimensionamento de aço está ativado nos dados gerais do modelo, novos comprimentos efetivos podem ser definidos através do separador Dados do navegador (Figura 1). Em alternativa, é possível definir comprimentos efetivos através do separador Tipos de cálculo da janela da barra (Figura 02).
Independentemente da abordagem como é determinado, o comprimento efetivo pode ser considerado para a encurvadura por flexão em torno dos eixos maior e menor, bem como para a encurvadura por torção e encurvadura por flexão-torção (Figura 3).
1. Definição do comprimento efetivo através de apoios de nós e coeficientes de comprimento efetivo
Primeiro, iremos mostrar como definir o comprimento efetivo com base na consideração dos apoios nodais e dos fatores de comprimento efetivo em relação às condições de apoio da barra (Figura 4).
Dadas as condições de apoio do pilar 1, os apoios nodais do tipo de apoio fixo nas duas direções principais z/v e y/u, bem como a torção (restrição em torno de x) devem ser definidos apenas no início e no final desta barra. Uma vez que não existem apoios intermédios a dividir a barra em segmentos de diferentes comprimentos, os coeficientes de comprimento efetivo devem ser calculados manualmente e ajustados para todo o comprimento da barra como um segmento único.
Neste exemplo, o pilar de interesse está ligado a uma viga horizontal como um pórtico e, portanto, o comprimento de encurvadura esperado para o eixo principal y é aproximadamente 3,5, enquanto o fator de comprimento efetivo para encurvadura fora do plano é 1.
2. Importar o comprimento efetivo da análise de estabilidade
Contudo, o RFEM 6 oferece outra opção para definir o comprimento efetivo das barras: importando-os diretamente da análise de estabilidade. Para isso, é necessário ativar o módulo Estabilidade da estrutura (Figura 5).
Com esta abordagem, a análise de estabilidade deve ser realizada para obter as formas próprias relevantes e os comprimentos efetivos associados das barras separadas. Mais tarde, os comprimentos efetivos podem ser atribuídos às barras de interesse e podem ser considerados para o dimensionamento de aço.
No RFEM 6, a consideração da análise de estabilidade é realizada em termos de casos de carga e combinações separados, conforme apresentado na Figura 6. Neste exemplo, a análise de estabilidade será considerada para a combinação de cargas 2 (peso próprio e neve) devido à compressão associada.
As configurações da análise de estabilidade podem ser definidas facilmente na janela apresentada na Figura 7. Por exemplo, o tipo de análise de estabilidade (método dos valores próprios, método incremental com análise de valores próprios, método incremental sem análise de valores próprios), o número de valores próprios mais baixos e a possibilidade de considerar efeitos favoráveis devido à tração devem ser ajustados se um dos métodos de valores próprios for preferido (Lanczos, raízes de polinomial característico, iteração de subespaço ou iteração ICG).
De forma semelhante, os parâmetros para o carregamento aumentado por incrementos devem ser definidos quando é preferível um método incremental.
Quando o cálculo é executado, os resultados são exibidos graficamente e na tabela Resultados da análise de estabilidade. O comprimento de encurvadura para o qual o pilar encurva no plano do pórtico é o comprimento correto para a verificação da respetiva situação de carga. Neste exemplo, a forma própria que representa a encurvadura na direção X global é a forma própria 8 (Figura 8).
Na verdade, agora é possível importar o comprimento efetivo da análise de estabilidade. Quando a opção é selecionada na janela Comprimento efetivo (Figura 9), o caso de carga/combinação, o modo próprio e a barra a partir da qual o comprimento efetivo deve ser importado podem ser definidos num separador associado. Uma vez que o comprimento efetivo será atribuído à coluna 1, estas são a combinação de cargas 2, o modo 8 e a barra 1, respetivamente (Figura 10).
No RFEM 6, também é possível apresentar o comprimento atribuído graficamente, como apresentado na Figura 11.
Ao definir as configurações do comprimento efetivo, é realizado um equilíbrio entre os comprimentos de encurvadura e as configurações da propriedade de encurvadura por flexão-torção. Com as verificações do apoio, o elemento é dividido em segmentos para os processos de encurvadura. Ao mesmo tempo, as verificações do apoio servem para descrever as condições de fronteira para o cálculo relacionado com o valor próprio do momento de torção lateral crítico (Mcr ).
Verificações de estabilidade em termos de dimensionamento de aço
Uma vez que o comprimento efetivo tenha sido atribuído à barra de interesse, o dimensionamento de aço pode ser calculado. Como mostra a Figura 12, as verificações de estabilidade estão entre os resultados exibidos na tabela Resultados. O comprimento de encurvadura está incluído nos detalhes da verificação de dimensionamento (Figura 13). Conforme esperado, a verificação de estabilidade é realizada com base no comprimento efetivo calculado pela análise de estabilidade.
Considerações finais
O comprimento efetivo para o dimensionamento de uma barra equivalente no RFEM 6 pode ser determinado manualmente ou pode ser importado de uma análise de estabilidade. Na primeira abordagem, o comprimento efetivo é determinado através da atribuição de apoios nodais e o ajuste manual dos coeficientes de comprimento efetivo em função das condições de apoio da barra.
Por outro lado, na segunda abordagem, o comprimento efetivo é uma saída da análise de estabilidade e, portanto, pode ser atribuído diretamente à barra para fins de dimensionamento. A vantagem desta abordagem é que os coeficientes de comprimento efetivo e o próprio comprimento efetivo são calculados automaticamente. Isto é muito conveniente para determinadas condições de apoio que, de outra forma, teriam requerido um cálculo manual exaustivo.
No entanto, é importante considerar o comprimento efetivo correto em termos de modo de encurvadura e respetiva situação de carga ao importá-lo da análise de estabilidade.