Calcular extremos de carga

Introdução

Era prática comum os projetistas de ligações escolherem os componentes extremos de força e momento de todas as combinações e aplicá-los simultaneamente para realizar a verificação normativa da ligação. Esta abordagem poderia funcionar em casos simples, mas quando a ligação se torna ligeiramente mais complexa, o projetista corre o risco de sobredimensionar ou subdimensionar a ligação.

A única forma de evitar tais erros é verificar as ligações para todas as combinações disponíveis, o que é agora simples utilizando as ferramentas disponíveis no Checkbot, ou utilizando a opção de importação XLS para importar os efeitos de ações a partir de uma folha de cálculo XLS.

No entanto, estes métodos introduzem um novo conjunto de problemas. Embora a transferência de cargas da análise global para o modelo local da ligação tenha sido resolvida, o cálculo para centenas de combinações aumenta significativamente o tempo de análise.

Para acelerar o processo de verificação, faz sentido reduzir o número de combinações a um subconjunto que contenha as potencialmente críticas. No entanto, selecionar as combinações críticas antecipadamente não é uma tarefa trivial, pois não existe uma regra matemática estrita que possa ser aplicada ao processo de seleção. Como tal, o fluxo de trabalho proposto consiste em reduzir o número inicial de combinações para iniciar o processo de verificação, verificar e corrigir a ligação em relação a essas combinações e, finalmente, uma vez satisfeitas todas as verificações, executar o cálculo para o conjunto completo de combinações.

Critérios de seleção

No IDEA StatiCa, podemos selecionar o subconjunto de combinações a aplicar na verificação normativa da ligação com base nos seguintes critérios, que são aplicados a cada um dos elementos que convergem para o nó em análise:

1. A combinação contém o componente extremo de força/momento para qualquer um dos 6 componentes de esforços internos/momentos por elemento (para n elementos podemos obter até 12∙n combinações).
2. A combinação contém o resultante máximo de corte  (até n combinações)
3. A combinação contém o resultante máximo de momento  (até n combinações)
4. Combinação contendo esforços axiais internos extremos (ver abaixo – até 2∙n combinações)
5. Combinação contendo esforços de corte internos extremos (ver abaixo – até n combinações)
6. Combinação contendo resultantes de esforços internos extremos (ver abaixo – até n combinações)
7. Combinações contendo tensões normais extremas nos cantos da caixa delimitadora da secção transversal, derivadas de  (até 2∙n combinações)

Como resultado, o subconjunto de combinações pode conter até 20∙n combinações, onde n é o número de elementos convergentes.

Alguns pontos a considerar são:

• Uma única combinação pode satisfazer mais do que um dos critérios acima, resultando num número de combinações selecionadas inferior ao esperado.
• Relativamente aos pontos (4), (5) e (6) acima: foram reportados casos de combinações que apresentam esforços axiais extremos em localizações internas (por exemplo, tração em chumbadouros posicionados internamente). Para capturar estes casos, os esforços axiais, de corte e resultantes  nas localizações internas designadas por TL, TR, BL e BR na imagem abaixo são calculados:

Selecionar os extremos e executar a análise 

Para selecionar os extremos a analisar, utilize o botão direito do rato sobre os Efeitos de ações e selecione a opção Calcular extremos de carga.

Isto desmarca os efeitos de ações irrelevantes (não extremos) da lista. O motivo de cada efeito de ação extremo selecionado é apresentado na descrição abaixo da tabela.

Importação XLS de extremos

Também pode utilizar a seleção de extremos ao importar os valores de carga a partir de uma folha Excel. Marque a caixa Importar apenas extremos. É imediatamente apresentado o número de efeitos de ações considerados extremos.

Os efeitos de ações extremos são importados e os restantes são ignorados.

Definição das tolerâncias

Para ignorar os valores irrelevantes (pequenos) dos extremos, pode definir os limites/tolerâncias para cada componente dos esforços internos. O valor da força (valor absoluto) inferior ao limite definido não será considerado na avaliação dos extremos.

Quando estes valores são alterados para valores superiores, é apresentado um aviso e os motivos da seleção do efeito de ação em causa.

Pode guardar os seus valores personalizados entre os modelos e utilizá-los noutro projeto carregando-os ou definindo o modelo como predefinido.

A funcionalidade foi lançada na versão 22.1.3 e atualizada na versão 23.0.1.

Seleção de cargas extremas via Checkbot (ligação BIM)

Existe também outra possibilidade de filtrar os extremos de carga caso esteja a utilizar a ligação BIM (IDEA StatiCa Checkbot). Abra o Configurador de cargas no Checkbot e aceda a Classes de resultados para verificações na coluna central. Selecione a classe de resultados pretendida e no campo da direita especifique se as cargas devem ser filtradas. Quando a caixa de verificação Avaliar efeitos críticos* está selecionada, os extremos de força são filtrados. (É necessário executar a Atualização de cargas após fechar a janela do Configurador de cargas.)

Note que o algoritmo de filtragem difere do procedimento acima mencionado: Leia mais no artigo Avaliar efeitos críticos para cargas importadas via ligações BIM.

* A função Avaliar efeitos críticos foi removida e substituída pela função Calcular extremos de carga desde a versão 25.1.2.