Já não tem de lutar com o dimensionamento de ancoragens

De acordo com uma investigação publicada na revista New Civil Engineer, que inquiriu mais de 100 engenheiros civis em exercício, 55% afirmaram gastar até 4 horas a dimensionar uma ligação típica aço-betão e a gerar o respetivo relatório. É bastante tempo, tendo em conta tudo o que precisa de ser tratado num projeto. 

Se é um daqueles que tem dificuldades com os detalhes, preste atenção. A IDEA StatiCa traz boas notícias. Esta luta chegou ao fim, pois estamos a introduzir o poder combinado do IDEA StatiCa Detail e do IDEA StatiCa Connection, a ferramenta definitiva para o dimensionamento de ancoragens. Isto torna o dimensionamento de ancoragens simples e requer uma fração do tempo que costumava ser necessário.

Por que razão o dimensionamento de ancoragens é tão difícil para a maioria de nós?

Antes de analisarmos mais detalhadamente as nossas opções, vamos definir como as coisas têm sido feitas até agora. E pense nisso por um momento. 

Quer nos centremos no Eurocódigo, no AISC ou em qualquer outra norma ou especificação para o dimensionamento de ancoragens, todas concordam em alguns princípios fundamentais sobre como lidar com ligações aço-betão. 

• Em primeiro lugar, especificam vários modos de rotura para âncoras e sapatas de betão, que são ainda categorizados pelo tipo de carregamento. Cada condição é avaliada separadamente. 

Figura 1: Esquema dos modos de rotura – imagem de Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• De seguida, propõem uma solução utilizando o método das componentes, em que a junta deve ser dividida em configurações e componentes individuais e avaliada um a um. 

Figura 2: Modelos de componentes – imagem de Design of Steel-to-Concrete Joints Design Manual II

• Para tornar as coisas ainda mais complicadas, algumas normas carecem completamente de um procedimento adequado para avaliar o betão ou recomendam um dimensionamento excessivamente conservador, sugerindo estribos e armadura adicional sem recorrer a um cálculo preciso para a junta específica. Em vez disso, é frequentemente substituído por um conjunto de regras de pormenorização.

Não há nada de errado com a abordagem acima mencionada. Foi comprovada ao longo de anos de prática, mas existem alguns "mas":

1. Dimensionar mesmo os tipos mais simples de ancoragem pode demorar um tempo relativamente longo.
2. Uma abordagem conservadora pode tornar-se bastante desafiante (quando possível) no caso de ancoragens não normalizadas ou menos típicas.
3. O mesmo se aplica a casos especiais, como ancoragem próxima da borda ou transferência de corte através de chavetas de corte, etc. 

Figura 3: Caso de Estudo – Dimensionamento de ancoragens de reservatórios esféricos de aço, Canadá

Isto conduz a desperdício excessivo de material, perda significativa de tempo, ou mesmo à rejeição de casos. Mas porquê, se não for absolutamente necessário? O Método dos Elementos Finitos está disponível há alguns anos e o seu desenvolvimento continua a avançar. Na IDEA StatiCa, utilizamos os métodos CBFEM e CSFM, que alguns poderão considerar inovadores, mas que na realidade existem há algum tempo e se baseiam em pressupostos ou métodos que têm sido eficazes durante décadas.

Ao utilizá-los no ambiente atual de ritmo acelerado, em que o processo de dimensionamento está sob pressão, podemos obter uma vantagem extraordinária. Podemos poupar tempo e, simultaneamente, obter resultados mais precisos. Isto não só traz tranquilidade, como também nos permite otimizar significativamente os materiais, conduzindo a poupanças de custos. Então, o que nos oferecem as ferramentas mais recentes?

IDEA StatiCa como solução completa para um problema complexo

A IDEA StatiCa avança à medida que as aplicações continuam a evoluir e começa a cobrir quase todos os casos de detalhes. Já não é necessária uma ferramenta para ligações de aço, com cálculos manuais adicionais, ou outra ferramenta para betão. Podemos agora tratar tudo e ligar eficientemente o fluxo de trabalho. Como?

Antes da versão 24.1, no IDEA StatiCa Connection, era possível avaliar as partes de aço com algumas limitações e avaliações básicas da sapata de betão (apenas betão simples). Eram necessários cálculos manuais adicionais, bem como cálculos completos quando se utilizava betão armado. As avaliações insatisfatórias devem-se principalmente ao bloco de betão, causando dores de cabeça a mais do que um engenheiro.

Isto está a mudar com o lançamento da versão completa do IDEA StatiCa 3D Detail, especificamente atualizado com funcionalidades completas, como a transferência de corte através de âncoras ou chavetas de corte, concebido para casos de ancoragem. Adequado para quem enfrenta problemas como roturas por arranque ou cone de betão e ficou frustrado pela impossibilidade de incorporar armadura no Connection, agora pode facilmente modelar a armadura e realizar uma análise no 3D Detail. A utilização de armadura cobre estes modos de rotura que de outra forma ocorreriam em betão simples. A partir do 3D Detail, podemos obter resultados para a verificação normativa do ULS para betão, armadura e âncoras à tração.

Figura 4: Modos de rotura cobertos no IDEA StatiCa Connection e 3D Detail

Depois, no Connection, pode continuar a avaliar âncoras, chavetas de corte, placa de base, etc., ou seja, simplesmente todos os componentes de aço como antes. Embora ambas as aplicações funcionem de forma independente, a verdadeira vantagem surge para quem combina o poder do Connection e do Detail. As aplicações complementam-se mutuamente e, apenas em conjunto, fornecem um pacote abrangente de verificações. 

Um leque inteiramente novo de possibilidades 

Mas chega de conversa. Vejamos alguns exemplos práticos adequados para a nossa solução e descubramos o que está agora disponível: 

Figura 5: (1) Viga de aço a viga de betão (2) Coluna de aço a coluna de betão (3) Ancoragem pesada com chavetas de corte (4) Ancoragem em paredes de betão armado 

Tirar o melhor partido de ambos os mundos

Grandes ferramentas seriam inúteis sem um fluxo de trabalho simples. Ninguém quer gastar tempo a modelar o mesmo detalhe duas vezes. Por isso, ligar o Detail e o Connection foi uma necessidade absoluta para nós. Com apenas um clique, a importação do modelo, incluindo as ações, está pronta. O único passo extra que precisa de ser feito é adicionar a armadura, e o modelo está preparado para o cálculo final. Todo o processo pode ser concluído em apenas alguns minutos, veja por si mesmo:

Mais informações sobre a importação em si podem ser encontradas no artigo de nota de versão: Importação de ancoragem do Connection para o Detail.

Conclusão

O que dizer nesta conclusão? Se o dimensionamento de ligações é uma dificuldade para si e demora um tempo excessivo, agora pode ser o momento certo para fazer algo a esse respeito. Descarregue a nova versão, experimente-a e diga-nos se estamos a seguir a direção certa. Algo nos diz — talvez esses milhares de clientes satisfeitos — que já estamos.

Nota: Para uma compreensão adequada, recomendo a leitura das Limitações Conhecidas para o 3D Detail, bem como aprofundar o Enquadramento Teórico ou uma descrição mais prática das funcionalidades para uma visão mais aprofundada.