E se não for na direção certa?

Todo o projetista de estruturas metálicas conhece esta situação. O modelo de análise estrutural global tem todos os eixos dos elementos a convergir diretamente no nó estrutural de forma organizada. E o sistema estrutural é simples e limpo. Mas a estrutura real é uma história diferente.

Um exemplo típico é uma ligação viga-coluna com elementos de contraventamento nas proximidades. Nesta ligação, a coluna é o único elemento cuja posição do eixo coincide com o modelo estrutural. As vigas têm os banzos superiores alinhados, pelo que, quando as alturas das vigas diferem, os eixos ficam a níveis diferentes.

E o que é ainda mais comum, os eixos dos elementos de contraventamento apresentam excentricidades em relação à direção ideal no nó. As razões para tal variam – devem-se ao processo de fabrico, à construtibilidade ou a fins estéticos. Com bastante frequência, a direção ideal dos elementos de contraventamento implicaria chapas de ligação desproporcionalmente grandes ou colisões com outros elementos. Por vezes, outras tecnologias ou equipamentos podem ser a razão para deslocar os elementos de contraventamento do nó.

E então surge a questão padrão n.º 1:

Este deslocamento terá algum impacto na estrutura resistente?

A resposta é simples – sim, terá. São induzidas forças internas secundárias adicionais nos elementos estruturais. Estas são forças de corte, momentos fletores e momentos de torção. Por vezes reduzindo e outras vezes aumentando as tensões nos elementos.

Depois surge a questão n.º 2:

Vale a pena introduzir estas excentricidades no modelo estrutural global original?

Essa é a difícil!

Diria que na maioria dos casos, estas excentricidades nos pormenores são desprezadas no modelo global. E é compreensível. A situação teria de ser bastante atípica para causar problemas significativos. Mas pode acontecer. E muitas vezes não é óbvio. Se não for óbvio, é potencialmente perigoso. E os engenheiros estruturais gostam de estar do lado seguro.

Assim, um exemplo de cenários seguros:

1. O engenheiro estrutural calcula a estrutura resistente principal e transfere o modelo de trabalho em Método dos Elementos Finitos para o Projetista de Pormenores.
2. O Projetista de Pormenores importa o modelo (através da exportação/importação BIM ou manualmente) para a aplicação CAD, onde projeta todas as ligações necessárias para o fabrico e montagem.
3. De seguida, necessita de confirmação do Engenheiro de que as ligações propostas estão em conformidade com os requisitos do código de projeto específico. Assim, devolve o modelo CAD ao Engenheiro.
4. O Engenheiro identifica as diferenças entre a geometria original e a geometria de construção do Projetista de Pormenores. E agora surge a encruzilhada.

          a)   Faz uma revisão rápida do projeto e avalia-o com base na sua experiência.

          b)   Aplica as forças originais à nova geometria do Projetista de Pormenores e analisa as ligações.

          c)   Altera o modelo original de Método dos Elementos Finitos de acordo com o modelo CAD, recalcula tudo,
e analisa as ligações.

E onde se posiciona o IDEA StatiCa nesta história?

As opções 4 b) e 4 c) são precisamente onde o Checkbot e a aplicação IDEA StatiCa Connection têm os seus maiores pontos fortes. E isso deve-se à capacidade do Checkbot de reconhecer e processar modelos estruturais de vários programas de ambos os ambientes – soluções de Método dos Elementos Finitos e CAD.

(exemplo de modelo de Método dos Elementos Finitos com excentricidades)

Uma vez importado o modelo, é muito fácil selecionar um nó estrutural específico e avaliá-lo na aplicação Connection.

As situações em que os elementos convergem para uma ligação mas não exatamente no mesmo nó não podiam ser resolvidas facilmente até à introdução da versão 22. Estas eram avaliadas como ligações separadas, e o utilizador tinha de se socorrer de edição manual. A partir do IDEA StatiCa Connection v22, a situação melhorou consideravelmente para o utilizador. O Checkbot reconhece automaticamente que os nós muito próximos pertencem à mesma ligação, ou o utilizador pode selecionar manualmente quais os elementos a incluir.

Desta forma, podemos definir um conjunto específico de elementos envolvidos no modelo de ligação particular.

Esta foi talvez uma pequena melhoria na interface do utilizador, mas um passo bastante importante em direção ao objetivo de analisar estruturas reais e não apenas as teóricas.

Assim, independentemente da escolha do Engenheiro entre os caminhos 4 b) ou 4 c), em ambos os casos, a análise da ligação pode ser rápida, e o receio de uma solução insegura pode ser eliminado. E é isso que apreciamos.

Se também estiver interessado noutras melhorias introduzidas no IDEA StatiCa 22, pode consultar o nosso artigo de lançamento aqui.