Anfangssteifigkeiten S_j,ini berechnen und automatisch in die Gesamtstruktur übertragen

O dimensionamento de pórticos de acordo com a AISC 341-16 já é possível no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico é categorizado em duas secções: requisitos das barras e requisitos das ligações. Este artigo cobre a resistência necessária da ligação. É apresentado um exemplo de comparação dos resultados do RFEM e do AISC Seismic Design Manual [2].

Neste artigo, a ligação com sobreposição de uma madre ZL numa cobertura de uma água foi modelada, dimensionada com o módulo Ligações de aço e comparada com uma tabela de capacidade de carga do fabricante.

As ligações de aço no RFEM 6 podem ser criadas através da introdução de componentes predefinidos no módulo Juntas de aço. A coleção destes componentes é constantemente melhorada para facilitar ainda mais o seu trabalho, mesmo na modelação de ligações em aço. Neste artigo, o componente Placa de ligação é apresentado como um componente adicionado recentemente na biblioteca do módulo.

O módulo Ligações de aço permite classificar as rigidezes das ligações.

Além da rigidez inicial, a tabela também apresenta os valores limite para ligações articuladas e rígidas para os esforços internos selecionados N, My e/ou Mz. A classificação resultante é então apresentada como "articulado", "semirrígido" ou "rígido".

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No módulo "Ligações de aço", pode considerar o pré-esforço dos parafusos no cálculo para todos os componentes. O pré-esforço pode ser ativado facilmente através da caixa de seleção nos parâmetros dos parafusos e tem impacto na análise tensão-deformação e na análise da rigidez.

• Módulo "Ligações de aço"
• Vídeo explicativo: Parafusos pré-esforçados para ligações de aço

Os parafusos pré-esforçados são parafusos especiais utilizados em estruturas de aço para gerar uma força de aperto elevada entre os componentes estruturais ligados. Esta força de aperto provoca atrito entre os componentes estruturais, o que permite a transferência de forças.

Funcionalidade
Os parafusos pré-esforçados são aplicados com um determinado binário, alongando-os e gerando uma força de tração. Esta força de tração é transferida para os componentes ligados e gera uma elevada força de aperto. A força de aperto evita que a ligação se solte e garante uma transmissão fiável da força.

Vantagens

• Capacidade de carga elevada: os parafusos pré-esforçados permitem transferir forças elevadas.
• Baixa deformação: minimizam a deformação da ligação.
• Resistência à fadiga : são resistentes à fadiga.
• Simplicidade de montagem: são relativamente fáceis de montar e desmontar.

Cálculo e dimensionamento
O cálculo dos parafusos pré-esforçados é realizado no RFEM utilizando o modelo de análise EF gerado pelo módulo "Ligações de aço". Considera a força de aperto, o atrito entre os componentes estruturais, a resistência ao corte dos parafusos e a capacidade de carga dos componentes estruturais. O dimensionamento é realizado de acordo com DIN EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3) ou a norma dos EUA ANSI/AISC 360-16. O modelo de análise criado, incluindo os resultados, pode ser guardado e utilizado como um modelo independente do RFEM.

A rigidez inicial S_j,ini é um parâmetro decisivo para avaliar se uma ligação pode ser caracterizada como rígida, não rígida ou articulada.

No módulo "Ligações de aço", é possível calcular a rigidez inicial S_j,ini de acordo com o Eurocódigo (EN 1993-1-8, Secção 5.2.2) e a AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) em relação aos esforços internos N, M_y e/ou M_z.

A transferência automática opcional das rigidezes iniciais permite uma transferência direta como rigidez de articulação de extremidade de barra no RFEM. Em seguida, toda a estrutura é recalculada e os esforços internos resultantes são adotados automaticamente como cargas no cálculo e dimensionamento dos modelos de ligação.

Este processo de iteração automatizado elimina a necessidade de exportar e importar dados manualmente, reduzindo a quantidade de trabalho e minimizando possíveis fontes de erro.

Vídeo explicativo: Cálculo da rigidez inicial Sj,ini