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2024-07-10

Rigidez das ligações de aço e a sua influência no cálculo estrutural

No planeamento estrutural, a compreensão da rigidez das ligações de aço é crucial. Frequentemente, as ligações são tratadas como estritamente articuladas ou rígidas, mas isso pode resultar em dimensionamentos ineficazes ou até mesmo perigosos. Descubra como é que o módulo RFEM e Ligações de aço da Dlubal Software ajudam a verificar a rigidez de ligações e a resistência ao momento, garantindo dimensionamentos mais seguros e económicos.

Geralmente, não é prático garantir que uma ligação de aço se comporte estritamente como articulada ou rígida, e os engenheiros de estruturas geralmente adotam uma dessas classificação por hábito. Em muitos casos, esta abordagem é completamente compreendida e aceite. No entanto, em outras situações, isso pode levar a problemas graves.

Vamos 'examinar uma ligação resistente ao momento padronizada (IM) e analisar como a escolha exclusivamente entre ligações articuladas e rígidas pode resultar em dimensionamentos ineficazes, mas também, mais crítica, em perigos.

No programa RFEM da Dlubal Software, utilizamos o módulo Ligações de aço para verificar primeiro se os resultados para a rigidez inicial e a resistência ao momento correspondem aos encontrados no módulo "Ligações de aço padronizadas em estruturas de aço segundo a DIN EN 1993-1-8". publicação. Os resultados mostram uma semelhança considerável.

E agora, passando ao dimensionamento estrutural de uma viga carregada continuamente ligada a um pilar através da nossa ligação:

Caso (A) – Dimensionamento ineficaz

Numa ligação completamente rígida, a ligação transmite um grande momento de flexão. Esta abordagem de dimensionamento alivia a tensão de flexão na viga, mas pode resultar numa ligação sobredimensionada.
Por outro lado, com uma ligação articulada, a ligação em si pode ser adequada, mas é provável que a viga entre em rotura devido à ocorrência de um momento significativo no meio do vão.

No nosso exemplo, a ligação semi-rígida reduz idealmente o momento na ligação sem aumentar demasiado o momento no meio do vão para um nível inaceitável. Consequentemente, tanto a ligação como a viga foram dimensionadas de forma satisfatória.

CASO (B) – Dimensionamento perigoso (adição de força normal de tração)

Tratar uma ligação semi-rígida como articulada negligencia o momento fletor que realmente ocorre. Este descuido pode resultar num dimensionamento perigoso, onde a capacidade da ligação é significativamente aumentada apenas por forças normais e de corte. Os momentos de flexão subsequentes aumentam a utilização da ligação, podendo levar à rotura da ligação.

CASE (C) - Dangerous Design (Longer Beam More Prone to Deflection)

Assumir uma ligação semi-rígida como rígida implica que a ligação é mais rígida do que realmente é. Esta suposição melhora erroneamente as condições da viga, que então flexão menos e produzem um momento fletor menor ao longo do seu vão. No entanto, na realidade, a ligação não é tão rígida como se supõe. A viga é então sujeita a flechas e momentos a meio do vão superiores, o que pode resultar num resultado insatisfatório no estado limite de utilização ou numa influência indesejável para as estruturas sobre as quais a viga atua.

Informação

Existem muitos outros exemplos semelhantes na prática da engenharia. Subestimar a importância de considerar corretamente a rigidez da ligação no seu modelo estrutural pode resultar em custos. A Dlubal Software oferece ferramentas sólidas para considerar isto na sua solução de software tudo em um.