Estabilidade de colunas esbeltas de betão armado pré-fabricado com consolos

Problema de engenharia

Imagine que tem de dimensionar uma coluna de betão armado. O investidor do projeto diz que a coluna deve ser o mais esbelta possível, com consolos que permitam suportar as vigas adjacentes. A secção transversal da coluna é retangular, as dimensões são... a classe do betão é... A coluna está sujeita a ações variáveis provenientes da cobertura (sobrecarga, neve e vento), ao peso próprio e a cargas concentradas excêntricas provenientes das vigas adjacentes através dos consolos curtos.

Como resolver a estabilidade de colunas esbeltas de betão armado pré-fabricado com consolos?

Pode seguir o caminho dos cálculos manuais, mas morosos. Pode também utilizar ferramentas simples na forma de folhas de cálculo Excel. Ou pode utilizar uma ferramenta moderna concebida para resolver tarefas semelhantes em minutos. IDEA StatiCa Member é precisamente essa ferramenta. 

Graças a análises avançadas, pode dimensionar e verificar colunas de betão esbeltas em minutos. O fluxo de trabalho foi desenvolvido de forma a que possa criar facilmente o sistema estrutural, submetê-lo a todas as ações que atuam nos elementos, dimensionar a armadura e executar imediatamente as análises e verificações. Ao mesmo tempo, as análises não lineares avançadas (GMNIA) capturam o comportamento real de elementos esbeltos, que tendem a perder a sua estabilidade antes de atingir a resistência última do material.

Comecemos pelo início:

• Crie a geometria através de uma definição geral. Graças à numeração dos nós, define o esquema estrutural de forma muito simples.

• Como se orientar rapidamente no modelo? As juntas são apresentadas com um cubo em redor que fica destacado quando a junta é selecionada, quer na árvore de navegação quer na cena 3D. Ao clicar em Juntas na faixa de opções, as etiquetas também podem ser apresentadas. Alterne entre os modos de visualização sólido, transparente e em wireframe.

• Utilize elementos relacionados se necessário. Se existir um elemento relacionado, recomenda-se a sua modelação para capturar o comportamento real ou as condições de fronteira do elemento analisado. Verifique se as restrições estão em conformidade com o modelo global de toda a estrutura.

• Como ser rápido e eficaz na criação do modelo? Utilize o botão direito do rato. Adicione facilmente um efeito da ação ou uma armadura.

• Pode adicionar uma carga linear ou pontual em todos os elementos, analisados e relacionados. Os valores das ações devem ser majorados.

• Otimize a disposição da armadura utilizando as caixas de verificação, ativando-as e desativando-as. Ou edite a armadura diretamente na janela de propriedades em vez de abrir o editor de armadura.
• Execute todos os tipos de análises não lineares e consulte os resultados e as verificações.

Elemento isolado ou estrutura completa?

Gosta do fluxo de trabalho mencionado acima, mas prefere modelar o modelo global de toda a estrutura em software de elementos finitos (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, Robot Structural Analysis, SAP2000, etc.) em vez de resolver apenas o elemento isolado? 

Sem qualquer problema. O IDEA StatiCa Member pode ser ligado ao seu modelo global de elementos finitos através do Checkbot e pode importar a coluna crítica incluindo a geometria, o material e as ações. De seguida, apenas é necessário definir as condições de fronteira e executar uma análise GMNIA. Verifique se o seu software de elementos finitos está ligado ao IDEA StatiCa!

E quanto ao dimensionamento do consolo?

O consolo é uma região de descontinuidade bem conhecida onde a teoria clássica de vigas não pode ser aplicada. Para isso, existe o Método do Campo de Tensões Compatível (CSFM) desenvolvido e implementado no IDEA StatiCa Detail. Se estiver interessado no dimensionamento e verificação do consolo curto, consulte o nosso tutorial ou o webinar dedicado a este tema.

Porquê o IDEA StatiCa Member?

O IDEA StatiCa Member para betão foi desenvolvido com o objetivo de proporcionar um fluxo de trabalho de engenharia simples para tarefas complexas, tais como a consideração de cálculos não lineares, a estabilidade de colunas esbeltas, tendo em conta as não linearidades materiais e geométricas incluindo as imperfeições iniciais e a conformidade normativa (até ao momento, o Eurocódigo). Utilize a análise complexa integrada num fluxo de trabalho simples e num ambiente intuitivo!