Encurvadura de chapas de ligação

A melhor abordagem para determinar a resistência à encurvadura de um subsistema constituído por junta-elemento-junta é utilizar GMNIA (análise geometricamente e materialmente não linear com imperfeições) na aplicação IDEA StatiCa Member. 

O IDEA StatiCa Connection não dispõe do contexto da estrutura envolvente. Além disso, a não linearidade geométrica é utilizada apenas para juntas de secções ocas e as imperfeições não podem ser definidas. A análise linear de encurvadura fornece um fator – um multiplicador das cargas definidas para atingir o ponto de bifurcação de uma estrutura perfeita e elástica. A estrutura real encurvará geralmente sob uma carga menor, e não é claro qual o limite do fator a utilizar na análise linear de encurvadura de chapas de ligação, ou seja, um fator acima do qual a encurvadura deixa de ser uma preocupação. 

O Eurocode EN 1993-1-1 fornece uma recomendação geral:

\[\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ for plastic analysis}\]

O AISC 360-22 no Capítulo J4.4 fornece um limite semelhante:

\[ L_c/r \le 25 \]

O que pode ser traduzido num limite de \(\alpha_{cr}\) que depende da tensão de cedência, sendo o limite mais conservador 12,7 para o aço de grau A36.

Estes limites são muito elevados. Fatores abaixo destes limites devem desencadear um aviso e o estado limite de encurvadura deve ser verificado. No entanto, \(\alpha_{cr}\) dificilmente pode ser traduzido em resistência à encurvadura.

Note-se também que as ligações com chapas de ligação aparafusadas fornecem fatores de encurvadura razoáveis, enquanto as ligações com pinos fornecem fatores de encurvadura extremamente baixos. Isto deve-se ao modelo de análise do pino, que consiste em muitos elementos especiais (elementos de corpo rígido, elementos de viga, elementos de contacto...) e fornece bons resultados em termos de resistências do pino ao corte, flexão e pressão de contacto. Por isso, descreve-se abaixo um procedimento simplificado. 

Verificação da resistência à encurvadura

Esta verificação simplificada da resistência à encurvadura deve ser realizada quando o fator de encurvadura for inferior ao limite \(\alpha_{cr}\) mencionado acima.

• O tipo de modelo do elemento ligado pela chapa de ligação deve ser definido como N-Vy-Vz.
• As forças devem ser definidas em Parafusos.

• Adicionar uma força de corte fictícia atuando no centro dos parafusos ou do pino que flexa a chapa de ligação, com magnitude de 1/10 da força de compressão: \(V_z=N/10\).

• Calcular a análise materialmente não linear. 

A força fictícia tem em conta quaisquer excentricidades causadas por imperfeições e não linearidade geométrica. A validação com ensaios experimentais encontra-se no artigo associado.