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2024-07-12

Metódo dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM) no RFEM 6

O que é o método dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM)?


Resposta:

O método dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM) é um método para o cálculo e dimensionamento de ligações de aço assistido por computador. Adota a ideia base do método de componentes especificado na EN 1993-1-8, no qual as propriedades de uma ligação são determinadas com base na rigidez (não linear) e na capacidade de carga dos componentes base individuais. O método de componentes também pode ser utilizado para estimar com boa precisão o comportamento estrutural de ligações parcialmente apoiadas e deformáveis. Em muitos casos, isto permite um dimensionamento mais económico do que assumindo uma ligação puramente articulada ou criando uma ligação rígida.

Enquanto no método convencional as rigidezes e resistências dos componentes base têm de ser calculadas com base em fórmulas semiempíricas e depois sobrepostas de forma correspondente, no CBFEM os componentes base são representados de forma discreta por elementos finitos adequados e ligados entre si. A rigidez da ligação e a distribuição exata das forças nos componentes base individuais são então obtidas através do cálculo de elementos finitos (não linear). A capacidade de carga dos componentes base pode ser verificada tendo em conta as regras de dimensionamento relevantes (por exemplo, EN 1993-1-8 ou AISC 360). As vantagens do método baseado em elementos finitos em relação ao método de componentes convencional incluem, entre outras:

  • Maior flexibilidade na definição de componentes base, bem como da sua geometria e das propriedades do material
  • Maior flexibilidade na definição das condições de contacto e acoplamento entre os componentes base
  • Maior flexibilidade no dimensionamento de ligações; os componentes base podem ser facilmente transferidos para geometrias de ligação complexas
  • Sem restrições relativamente ao carregamento da ligação; a distribuição da força interna nos componentes base individuais resulta do cálculo no modelo de elementos finitos detalhado
  • Melhor compreensão dos mecanismos de rotura através da análise de deformações, forças, tensões e alongamentos em todas as partes da ligação

O módulo Ligações de aço, disponível como extensão para o RFEM 6, utiliza o método dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM) e liga na perfeição o dimensionamento da ligação à análise estática de toda a estrutura, de maneira a assegurar em qualquer momento a compatibilidade e a interação entre o modelo da ligação e o modelo da estrutura de barras.


Autor

O Eng. Bien é responsável pelo desenvolvimento de produtos para a área de estruturas de aço e fornece apoio técnico aos nossos clientes.



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