Análise de encurvadura de uma ligação de aço (AISC)

1 Novo projeto

Vamos iniciar a aplicação IDEA StatiCa Connection (descarregue a versão mais recente). Crie um novo projeto selecionando o modelo mais próximo do projeto pretendido e preencha o nome e a descrição do projeto. Após escolher as propriedades necessárias, confirme com Create project.

Uma vez que estamos a utilizar o código AISC, defina as unidades imperiais (consulte Como alterar o sistema de unidades).

2 Geometria

Comece pela modificação da geometria da junta. Clicar com o botão direito do rato na alma da viga contínua abre o menu de contexto com todas as ações disponíveis para os elementos. Utilize o botão Plus para adicionar uma nova secção transversal.

Escolha o perfil I, a categoria W(AISC 15.0) e a secção transversal W8X31.

Prossiga com a alteração da secção transversal no elemento perpendicular. Selecione o elemento B1 na árvore de entidades e clique no ícone de adição para a secção transversal. Selecione a secção transversal HSS3X3X.188 com a biblioteca correta indicada abaixo. Certifique-se de que a nova secção transversal HSS também tem o material correto selecionado.

Agora pode ajustar as propriedades do elemento B1 com secção transversal quadrada. Siga a imagem abaixo.

Leia mais sobre o tipo de modelo e as forças nos parâmetros nos artigos Como modelar uma ligação com um único parafuso (tipo de modelo) e Como definir a posição correta da carga (Forças em).

3 Efeitos das ações

Vamos continuar com os efeitos das ações. Desative Cargas em equilíbrio na faixa de opções superior. Ao desativar Cargas em equilíbrio, o elemento de apoio contínuo B fica apoiado em ambas as extremidades e as cargas não são definidas no elemento de apoio (a tabela de forças desequilibradas é removida e não é verificada). Introduza a força normal de –15 kip no separador do elemento B1.

4 Dimensionamento

Defina agora a operação de fabrico. Clique no ícone Operação na faixa de opções superior para abrir a janela de operações de fabrico. Das operações disponíveis, escolha a operação Connecting plate e prossiga com a escolha do conjunto de parafusos pretendido, A490 5/8.

Defina agora as propriedades da chapa de ligação. Siga os valores na imagem abaixo.

5 Cálculo e verificação

Agora pode mudar para o separador Check no topo da faixa de opções e iniciar o cálculo da análise de encurvadura através do botão de comando Calculation.

Quando a análise estiver concluída, ative a vista Buckling shape, Mesh e Deformed. Uma tabela de fatores críticos de encurvadura é apresentada no separador Buckling.

Ao clicar em cada linha no separador dos fatores críticos de encurvadura, pode visualizar as formas deformadas na janela 3D e analisá-las visualmente. O fator crítico de encurvadura pode ser comparado com os requisitos normativos. 

Como interpretar os resultados de encurvadura?

Para compreender os resultados da análise, leia os documentos recomendados, como o Enquadramento Teórico ou o artigo Análise de encurvadura segundo o AISC.

Ao observar a forma deformada e os fatores de encurvadura, identifique onde ocorre a encurvadura: 

• Encurvadura global: afeta a estabilidade da junta
• Encurvadura local: não afeta a estabilidade da junta, mas influencia as chapas noutras partes da ligação

Geralmente, a encurvadura pode ser considerada segura quando os valores do fator crítico de encurvadura são superiores a 13 para encurvadura global e a 3 para encurvadura local. Uma vez que este é um caso de encurvadura global e o fator de encurvadura é inferior a 13, as recomendações são as seguintes: 

• Reforçar a ligação e recalcular a análise de encurvadura para garantir que o fator crítico de encurvadura é superior a 13,
• ou utilizar uma análise ou abordagem diferente para garantir que a encurvadura não é perigosa para a ligação dimensionada.

6 Reforço da ligação

Volte ao separador Design e altere os seguintes valores na Operação CPL1: 

Vá ao separador Check e clique no menu pendente Calculate e selecione Stress/strain - Buckling.

Reveja as formas e os fatores de encurvadura. O fator do primeiro modo de encurvadura é agora superior aos requisitos normativos mínimos.

7 Relatório

Por fim, vá ao separador Report. O IDEA StatiCa oferece um relatório totalmente personalizável para imprimir ou guardar em formato editável.

Projetou, otimizou e efetuou a verificação normativa de uma junta de aço estrutural de acordo com o AISC.