Tema:
Dimensionamento de um nó de secção oca do tipo K entre secções CHS de acordo com EN 1993-1-8
Anotação:
As secções circulares fechadas são ideais para estruturas treliçadas soldadas. A arquitetura destas estruturas é frequentemente utilizada para a construção de coberturas transparentes. Este artigo apresenta as características especiais ao dimensionar ligações de secções ocas.
Descrição:
Geral
Estruturas de treliça esbeltas feitas de secções transversais fechadas são populares na arquitetura. Devido à produção assistida por computador de cortes e geometrias de ligação, também são possíveis nós espaciais complexos. Este artigo técnico trata do dimensionamento de um nó K. Especialmente a definição do nó e o dimensionamento são descritos em detalhe.
Detalhes do modelo
Material: S355
Secção da corda: RO 108x6.3 | DIN 2448, DIN 2458
Secção das escoras: RO 60.3x4 | DIN 2448, DIN 2458
Dimensões: veja o gráfico
Atribuir nó ao tipo de ligação
O tipo de ligação para um nó de secção oca não é definido apenas pela geometria, mas também pela orientação das forças axiais nas escoras. No nosso exemplo, existe uma força de tração na barra 35 (escora 1) e uma força de compressão na barra 36 (escora 2) no nó 28 a ser dimensionada. Dada esta distribuição de forças internas e momentos, o tipo de ligação é um nó de K. Se houvesse compressão ou tração nas duas escoras, o tipo de ligação seria um nó em Y.
Verificação dos limites de validade
O cumprimento dos limites de validade é crucial para qualquer dimensionamento. A relação dos diâmetros das escoras e das cordas é importante. Se não estiver no intervalo de 0,2 ≤ di/do ≤ 1,0, o dimensionamento não pode ser realizado. A relação diâmetros di/do também é designada por β. A norma europeia EN 1993-1-8 [1] especifica na tabela 7.1 os limites de validade para escoras, barras de corda, bem como uma limitação da sobreposição das escoras. Se pretende ter um espaçamento entre as escoras, também deve ser observada uma dimensão mínima de g ≥ t-1 + t-2. t é a respetiva espessura de parede das escoras. Os componentes estruturais sujeitos a compressão também têm de ser classificados nas classes de secção 1 ou 2. É realizada uma verificação correspondente de acordo com a EN 1993-1-1 [2], secção 5.5.
Processo de dimensionamento
No nosso exemplo, a ligação cumpre os limites de validade de acordo com a Tabela 7.1. Portanto, é suficiente de acordo com a EN 1993-1-8, secção 7.4.1 (2), analisar a barra de corda para rotura do banzo e punçoamento.
Rotura de banzo da corda devido a força axial de acordo com EN 1993-1-8, Tabela 7.2, linha 3.2:
Determinação da relação diâmetro-parede γ
γ = 8,57
Determinação do fator kg
kg = 1,72
Determinação do coeficiente de tração da corda kp
fp é a tensão da corda resultante da força axial inicial Np e o momento adicional da excentricidade. Uma vez que existe compressão e tração na corda, assume -se que Np = 0. Além disso, a excentricidade da ligação é tão pequena que não tem de ser considerado um momento adicional de qualquer ligação excêntrica das escoras. Assim, o fator auxiliar fp é zero. A convenção de sinais para as forças de compressão e tração no RFEM e no RSTAB difere da norma europeia EN 1993-1-8. Portanto, a fórmula para kp foi ajustada.
kp = 1,0
Determinação da força interna limite permitida N-Rd
N-1, Rd = N-2, Rd = 257,36 kN
N-1, Ed/N-1, Rd = 197,56/257,36 = 0,77