A rigidez inicial representa a inclinação da curva carga-deslocamento para uma ligação e indica a capacidade da ligação para resistir à deformação com cargas reduzidas. Este parâmetro é essencial para compreender a distribuição da força dentro de uma estrutura, o seu comportamento sob cargas de utilização e a estabilidade do sistema global. Por isso, a análise de rigidez inicial em ligações de aço é um dos tópicos cruciais na engenharia estrutural, principalmente para a compreensão do comportamento das ligações sob carga.
Muitas normas de dimensionamento, incluindo o Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) e AISC, definem linhas auxiliares para a análise da rigidez inicial das ligações de aço. Frequentemente, as ferramentas de análise estrutural incorporam também opções para a modelação da rigidez de ligações. Os programas RFEM e RSTAB da Dlubal são uma das soluções líderes na área da análise de rigidez de ligações, que permite modelar ligações e especificar propriedades de ligação que se integram perfeitamente com o MEF. Esta capacidade suporta uma estimativa precisa da rigidez e aumenta o realismo dos modelos estruturais.
Neste contexto, o artigo seguinte esclarece como é que a análise de rigidez inicial pode ser realizada no módulo Ligações de aço da Dlubal utilizando como exemplo a ligação de chapa de extremidade de um pilar e uma viga contínuos (como apresentado na Figura 1). O foco é no cálculo da rigidez à rotação para momentos sobre o eixo y. O artigo demonstra como iniciar e realizar a análise no software, seguido de uma breve discussão sobre o conceito subjacente.
Análise de rigidez inicial no módulo Ligações de aço
A análise de rigidez é oferecida como uma função de análise adicional no módulo Ligações de aço. Pode definir a configuração de análise aqui ou, caso tenha sido criada uma configuração anteriormente, pode selecioná-la no menu pendente (Figura 2). Tenha em atenção que as configurações existentes também podem ser alteradas nesta fase. Os parâmetros de dimensionamento disponíveis para configuração são apresentados na Figura 3.
A análise de rigidez inicial pode ser realizada para barras selecionadas em relação aos esforços internos N,My eMz. No separador Barras do diálogo de entrada do módulo, é possível selecionar os esforços internos desejados utilizando as caixas de seleção com a possibilidade de escolher vários esforços ao mesmo tempo (Figura 4). A análise de rigidez pode então ser realizada para estes esforços internos com valores positivos e negativos.
Conceito por trás
Conforme descrito acima, o módulo Ligações de aço permite uma análise de rigidez inicial em apenas alguns passos simples, fornecendo resultados de forma rápida e eficiente. Para os interessados na metodologia, o foco está na análise da deformação da viga selecionada na ligação enquanto se suportam as outras vigas de forma rígida. Vale a pena notar que, para além do modelo de superfície, também é utilizado um modelo de barra correspondente (Figura 5). Em ambos os modelos, as extremidades de barra estão totalmente apoiadas; no entanto, o modelo de barra utiliza barras análogas às do submodelo de superfície e apresenta ligações rígidas entre si. Esta configuração compensa os efeitos de deformação, considerando eficazmente a deformação da própria viga dentro da ligação.
