Novidades Novo Metal 3D versão 2008.1

ÍNDICE

• Cálculo e dimensionamento de ligações
• Tipologias de ligações implementadas
• Dimensionamento de ligações
• Consulta de ligações
• Listagens de ligações
• Desenhos de ligações
• Cálculo e dimensionamento de diagonais
• Condicionantes do método aplicado
• Aplicação do método

Cálculo e dimensionamento de ligações

Novo Metal 3D incorpora no seu novo módulo Ligações I: Naves com perfis laminados em Duplo T. da versão 2008.1, o cálculo e dimensionamento de ligações soldadas de perfis “duplo T” pela parte 1-8 do Eurocódigo 3 cujas tipologias se especificam a seguir.

Tipologias de ligações implementadas

Ligação Pilar-Lintel encastrada, com cartelas	Ligação Pilar-Lintel encastrada com vigas ortogonais articuladas
Ligação Pilar-Lintel encastrada com uma viga ortogonal articulada	Ligação Pilar-Lintel encastrada
Ligação Pilar-Lintel articulado com viga ortogonal articulada	Apoio intermédio de viga de formação de pendente, o lintel deve ser uma peça e o nó articulado
Apoio na cumeeira das vigas de formação de pendente	Ligação em cumeeira
Unión de vigas en cumbrera con cartelas	Ligação Pilar-Lintel articulada
Ligação Pilar-Lintel articulada na alma	Ligação intermédia Pilar-Lintel encastrada com vigas ortogonais articuladas
Ligação intermédia Pilar-Lintel encastrada com viga ortogonal articulada	Ligação intermédia Pilar-Lintel articulada com viga ortogonal articulada
Ligação intermédia Pilar-Lintel articulada	Ligação intermédia Pilar-Lintel articulada na alma
Pormenor do tirante	Ligação de peças de igual perfil em prolongamento recto mediante chapa divisória

 

Dimensionamento de ligações

Se durante o processo de cálculo da estrutura se detectam nós cuja ligação está resolvida no programa, este dimensionará as ligações e dará como resultado um desenho de pormenor da mesma.

O programa dimensionará nas ligações as espessuras do cordão das soldaduras e o comprimento das mesmas, e incorporará rigidificadores no caso de serem necessários para a transmissão de tensões na ligação.

Os esforços transmitidos ao cordão de soldadura por unidade de comprimento decompõem-se em cada uma das componentes de tensão normal e tangencial ao plano do cordão, supondo que a distribuição de tensões é uniforme ao longo do mesmo.

Segundo o ponto 4.5.3.2 Método direccional do Eurocódigo 3, a soldadura é suficiente se cumprir:

Onde:
: Tensão normal perpendicular ao eixo do cordão.
: Tensão tangencial perpendicular ao eixo do cordão.
: Tensão tangencial paralela ao eixo do cordão.
: Tensão última da peça mais fraca a ligar.
: Coeficiente de correlação.
: Coeficiente de segurança parcial (1.25)

A espessura das soldaduras em ângulo terá como mínimo 4 mm. E não será maior que 0.7 vezes a espessura menor das peças a unir.

O programa decomporá os esforços do nó, determinando as tensões em cada um dos cordões de soldadura da ligação, devendo verificar-se em cada um deles a relação anterior.

 

No caso de uma ligação encastrada, obtêm-se três tipos de cordões distintos.

O programa determinará as características mecânicas dos cordões de soldadura.

O cálculo das tensões normais actuantes sobre os cordões de soldadura será:

Nos cordões de soldadura 1 as tensões normais máximas obter-se-ão para:

Nos cordões de soldadura 2:

Nos cordões de soldadura 3:

Para o cálculo das tensões tangenciais devido aos esforços transversos, o programa, no caso do esforço transverso horizontal, distribuirá o mesmo entre os cordões 1 e 2 de forma proporcional à sua área resistente. Ao contrário, o esforço transverso vertical será resistido pelos cordões 3.

O torsor decompõe-se num par de forças que incrementam ou diminuem as tensões tangenciais nos cordões 1 e 2, em função do sinal deste.

Uma vez obtidas as tensões normais e tangenciais em cada cordão, deverá verificar-se em cada um deles a seguinte relação:

Consulta de ligações

Depois do cálculo poderá consultar as ligações que foram dimensionadas pelo programa, através das opções Calcular e Consultar do menu Ligações.

Calcular
Calcula e dimensiona as ligações que podem ser resolvidas pelo programa. No final mostra uma informação por ecrã que indica o número de nós resolvidos e não resolvidos.

Consultar
Ao activar esta opção, aparece um círculo sobre os nós da estrutura com diferentes cores:

• Verde: Todas as ligações foram dimensionadas
• Laranja: Foram dimensionadas algumas ligações
• Vermelho: Não se dimensionou nenhuma ligação

Se se aproximar de um nó no qual há ligações dimensionadas, aparecerá uma informação na qual se indicam os tipos de ligações dimensionadas associadas a esse nó, premindo sobre a ligação mostrar-se-ão os desenhos de pormenores das respectivas ligações.

Se premir sobre um nó no qual não se dimensionou nenhuma ligação, o programa mostrará uma vista 3D com as barras que chegam à ligação para poder ver se há alguma interferência entre elas de tal forma que não se possa resolver a ligação.

A partir da versão 2008.1.d, quando se colocar o cursor num nó em que haja ligações não dimensionadas, mas que pertençam a algum tipo de ligações reconhecidas pelo programa, é mostrada a informação sobre as causas que impediram o dimensionamento da ligação.

Listagens de ligações

Às listagens disponíveis depois do cálculo, incorporou-se a listagem de ligações. Esta listagem oferece os seguintes dados:

• Especificações das ligações soldadas
• Norma
• Materiais
• Disposições construtivas
• Verificações
• Referências e simbologia
• Verificações em placas de amarração
• Relação de ligações listadas
• Memória de cálculo
• Pormenor construtivo de cada tipo de ligação
• Resultados de verificações de cada tipo de ligação
• Medição de soldaduras e chapas por cada tipo de ligação
• Medição conjunta de soldaduras e chapas de todas as ligações dimensionadas

Desenhos de ligações

Os pormenores construtivos das ligações calculadas e dimensionadas pelo programa podem fazer parte dos desenhos da estrutura graças ao novo tipo de desenhos de ligações.

Os desenhos de Ligações incluem os seguintes elementos:

• Pormenor construtivo da ligação
• Quadro com especificações das ligações soldadas em estrutura metálica
• Norma
• Materiais
• Disposições construtivas
• Verificações
• Quadro de referências e simbologia
• Quadro de medição conjunta de soldaduras e chapas de todas as ligações dimensionadas

Cálculo e dimensionamento de diagonais

A versão 2008.1 de Novo Metal 3D permite calcular e dimensionar diagonais cuja secção transversal seja formada por perfis do tipo cantoneira laminada, chapa laminada, redondo maciço ou quadrado maciço.

No quadro de diálogo Descrever perfil o utilizador pode seleccionar o novo tipo Tirante. Quando se selecciona, aparece no diálogo uma explicação do método utilizado e das condicionantes necessárias para o seu dimensionamento.

Condicionantes do método aplicado

Pelo facto das diagonais serem barras de eixo recto que apenas admitem esforços de tracção na direcção do seu eixo (biarticuladas), implica que a sua modelação só seja estritamente exacta se se fizer uma análise não linear da estrutura para cada combinação de acções, na qual deveriam suprimir-se em cada cálculo todas aquelas diagonais cujos esforços axiais sejam de compressão.

Para avaliar o comportamento sísmico da estrutura, sem permitir compressões nas diagonais, seria necessário realizar uma análise no domínio do tempo, introduzindo a carga de sismo mediante acelerogramas.
Como aproximação ao método exacto, propomos um método alternativo, cujos resultados, nos casos que cumprem todas as condições que se pormenorizam a seguir, são suficientemente aceitáveis para a prática habitual do dimensionamento de diagonais.

O método tem as seguintes limitações, cujo cumprimento o programa verifica:

• A diagonal faz parte de um contraventamento em forma de cruz ligado nos seus quatro bordos, ou em três, se a rigidificação chega a duas ligações exteriores. Cada plano deve formar um rectângulo (os quatro ângulos interiores rectos).
• A área transversal das diagonais é menor que 10% da área do resto de elementos (vigas e pilares) que completam o plano contraventado.

As duas diagonais de um mesmo contraventamento devem ter a mesma secção transversal, ou seja, o mesmo tipo de perfil e o mesmo tipo de aço.

Aplicação do método

O método de cálculo é linear e elástico com formulação matricial. Cada diagonal é introduzida na matriz de rigidez unicamente com o termo de rigidez axial (A·E/L), que se considera igual a metade da rigidez real de cada diagonal. Desta maneira obtêm-se deslocamentos no plano da rigidificação similares aos que se obteriam se a diagonal comprimida se tivesse suprimido da análise matricial considerando a área real da secção da diagonal traccionada.

Para cada combinação de acções, obtêm-se os esforços finais em cada diagonal e naquelas em que o esforço axial resulte da compressão procede-se da seguinte maneira:

1. Anula-se o esforço axial da diagonal comprimida.
2. O referido valor do esforço soma-se ao esforço axial da outra diagonal que faz parte do contraventamento.
3. Com a nova configuração de esforços axiais nas diagonais, procede-se a restituir o equilíbrio nos nós.

Dado que o método compatibiliza esforços e não deslocamentos, é importante considerar a restrição de rigidezes axiais das secções que constituem o plano rigidificado indicada no ponto anterior, já que o método ganha maior exactidão quanto menores forem os encurtamentos e os alongamentos relativos das barras que contornam a cruz. Em todos os casos analisados pela CYPE Ingenieros, as discrepâncias entre os resultados obtidos por este método e os obtidos por análise não linear, são desprezáveis.

Na figura seguinte esquematiza-se o processo acima descrito.

Esforços provenientes de cada uma das combinações em estudo.

• T: esforço axial na diagonal traccionada
• C: esforço axial na diagonal comprimida

No manual de Novidades da versão 2008.1 ou na memória de cálculo do Novo Metal 3D pode encontrar mais informações sobre o método de cálculo das diagonais aplicado pelo programa.

 

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