Tema:
Dimensionamento de placas de base de acordo com AISC no RFEM 6
Comentário:
O dimensionamento da laje de base de acordo com as normas AISC 360 [1] e ACI 318 [2] está agora disponível no módulo Ligações de aço. Este artigo mostra como modelar facilmente uma ligação da laje de base e comparar os resultados com um exemplo do Guia de dimensionamento 1 do AISC [3].
Descrição:
Modelação de ligação de laje de base
1) No separador ''Geral'', atribua a nova ligação de aço ao nó relevante. Verifique na 'Configuração da resistência' se as configurações padrão são adequadas, efetuando os ajustes necessários (Figura 01).
2) No separador ''Componentes'', selecione 'Inserir componente no início' e clique em 'Laje de base' (Figura 02).
3) Em 'Configuração dos componentes', especifique os materiais, as dimensões e as posições para a laje de base, o bloco de betão, a argamassa, as ancoragens e as soldaduras. Estão também disponíveis as opções para considerar o betão fendilhado e a transferência de corte por atrito (Figura 03).
Verificações de acordo com AISC 360 e ACI 318
As forças nos varões de ancoragem são baseados na análise de elementos finitos (AEF), que tem em consideração a rigidez dos elementos de ligação (varões de ancoragem, lajes de base, blocos de betão etc.). Pode ocorrer um esforço de alavanca quando a flexibilidade da laje de base provoca uma deformação que aumenta a tensão nas barras de ancoragem. Estas forças de alavanca também são consideradas no cálculo do MEF.
A seguir, são apresentadas as seguintes verificações para varões de ancoragem encastrados:
- Capacidade resistente da laje de base em furos de parafusos, ϕ-bR-nb
- Resistência à tração do aço da âncora, ϕ-atN-sa
- Resistência à tração de rotura do betão, ϕ-cbtN-cbg
- Resistência ao corte do aço da âncora, ϕ-avV-sa
- Resistência ao corte da rotura do betão, ϕ-cbvV-cbg
- Resistência ao corte da alavanca do betão, ϕ-cpvV-cpg
As seguintes verificações serão adicionadas no futuro:
- Resistência à tração de rotura do betão para ancoragens com 11 in ≤ h-ef ≤ 25 in
- Resistência à tração do arrancamento
- Resistência à explosão da face lateral do betão
Também são fornecidas outras verificações, incluindo a resistência à compressão do betão, a resistência da soldadura e a extensão plástica das bases e das barras.
Exemplo
O exemplo 4.7-11 do Guia de dimensionamento AISC 1 é apresentado para verificar os resultados do modelo RFEM. Uma ligação de laje de base para um pilar W12x96 sujeito a compressão e momento é dimensionada neste exemplo. A laje de base tem 50 mm de espessura com uma espessura de argamassa assumida de 25 mm. O comprimento efetivo de embutimento h-ef é de 18,0 pol. As cargas e as propriedades do material são apresentadas na Figura 04.
No exemplo, a extensão real do betão não é dada e assume-se que existe área suficiente para os cones de libertação de tração da barra de ancoragem formarem em relação à distância da borda. Para satisfazer esta suposição, são utilizadas as dimensões do bloco de betão igual a 1,5h-ef + espaçamento das barras +1,5h-ef (66,0 x 20,50 m).
A entrada completa para a ligação de aço é apresentada acima na Figura 03.
'''Resultados'''
Após executar o cálculo de ligações de aço, o resultado para cada componente é apresentado no separador Relações de dimensionamento por componente. Em seguida, selecione a âncora 1,1 para visualizar os detalhes da verificação do dimensionamento (Figura 5).
Os detalhes de verificação do dimensionamento fornecem todas as fórmulas e referências às normas AISC 360 e ACI 318 (Figura 06). Também é apresentada uma nota sobre as verificações excluídas, para clarificação.
Em seguida, selecione 'Resultados nas ligações de aço' para visualizar os esforços internos das âncoras graficamente (Figura 7).
Os resultados do AISC e das ligações de aço são resumidos abaixo, incluindo as razões para as discrepâncias.
'''Âncoras'''
'''Betão (resistência ao carregamento)'''
A tensão de apoio de 2,21 ksi é retirada do exemplo 4.7-10 com a suposição de A-1 = A-2, providenciando a menor resistência possível. A área da laje de base é calculada com 22 x 24 in = 528 in2, verificando-se que a resistência à compressão portante de betão, ϕP-p =2,2 ksi x 528 in2 = 1166,9 kips, assumindo que toda a área da laje de base resiste à compressão.
No módulo Ligações de aço, ϕP-p é de 885,7 kips. Aqui, é assumido que A-2 A-1 cumpre a resistência à tracção de rotura. Além disso, a área efetiva da placa de base para compressão = 200,438 in2 é baseada no MEF com um limite de tensão de contacto definido para 5% na configuração de resistência. A redução deste limite (para apenas 1%) aumenta a área efetiva.
'''Placa de base'''
O dimensionamento da espessura da laje de base é regido pela interface do apoio ou da tração. De acordo com os cálculos do AISC, a espessura necessária com base no apoio é de 1,92 pol (arredondado para 2,0 pol), o que controla o dimensionamento, enquanto a espessura da tração é calculada como 0,755 pol.
Nas ligações de aço, o dimensionamento das placas é realizado através de uma análise plástica, comparando a deformação plástica real com o limite permitido de 5% especificado na configuração de resistência. A laje de base com 5 cm de espessura tem uma deformação plástica equivalente máxima de 0,09%, o que indica que ...