Encurvadura global vs. encurvadura local. O que significa?
O código de dimensionamento estabelece que a análise de primeira ordem pode ser utilizada para a estrutura se o aumento das forças internas ou momentos relevantes, ou qualquer outra alteração do comportamento estrutural causada por deformações, puder ser negligenciado.
Para avaliar se este aumento pode ou não ser negligenciado, pode ser utilizado o fator de encurvadura crítico αcr. Podemos negligenciar a encurvadura global para elementos, (incluindo a ligação) nos casos em que o fator de encurvadura seja superior a 15 (no caso de dimensionamento plástico) ou superior a 10 (no caso em que a tensão nas chapas se encontra no ramo elástico).
A encurvadura local aplica-se a chapas individuais (enrijecedores, alma do pilar), e os correspondentes fatores de encurvadura limite são definidos de acordo com os códigos de dimensionamento e ensaios de investigação. Os efeitos da encurvadura local são considerados negligenciáveis quando o fator de encurvadura é:
- ≥ 2 - no caso de uma chapa apoiada em 4 lados
- ≥ 3 - no caso de uma chapa apoiada em 3 lados
- ≥ 4 - no caso de uma chapa apoiada em 2 lados (adjacentes)
- ≥ 15 - no caso de uma chapa apoiada em 2 lados (opostos)
No vídeo, pode ver diferentes tipos de encurvadura e como lidar com eles, considerando os fatores de encurvadura e os modos de encurvadura.
Para uma explicação mais abrangente sobre os tipos de encurvadura que podemos esperar no elemento analisado, consulte o nosso artigo sobre Análise linear de encurvadura (LBA).
Como avaliar os resultados de encurvadura em casos específicos?
Em primeiro lugar, temos de determinar o amplificador mínimo de força para atingir a encurvadura crítica elástica, αcr, utilizando a análise de encurvadura. O IDEA StatiCa fornece os fatores de encurvadura em tabelas de resultados e os modos de encurvadura para cada fator podem ser visualizados em vista 3D.
O valor limite para a análise global pode ser encontrado em EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Exemplo 1
No primeiro exemplo, a força de compressão é aplicada à viga ligada por uma chapa de ligação.
Os resultados do cálculo geometricamente linear são apresentados e o primeiro fator é 8,76. De acordo com EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1, o valor limite é 15 porque esta junta é crítica para a estabilidade do próprio elemento e a conclusão é que a ligação não passou na análise de encurvadura. Sem mencionar que esta chapa de ligação unilateral é perigosa neste contraventamento em configuração de compressão.
Leia mais aqui sobre como calcular a resistência à encurvadura de uma chapa de ligação.
Exemplo 2
Por outro lado, no caso da maioria das chapas em ligações, pode ocorrer encurvadura local e o valor máximo do fator de encurvadura crítico, αcr, que requer uma análise aprofundada é geralmente menor. Foi verificado que para enrijecedores e o painel da alma do pilar ao corte, não é necessário ter em conta a encurvadura se o fator de encurvadura crítico for superior a 3.
Temos de determinar o valor limite correto para cada componente e decidir. Este exemplo mostra que o primeiro modo de encurvadura é o de um enrijecedor com fator αcr = 8,76 >> 3. Neste exemplo, este primeiro modo de encurvadura não é perigoso.
Ao realizar a análise de encurvadura e ao tratar os resultados, é necessário recorrer ao julgamento de engenharia. A questão é quando utilizar os limites globais ou locais do fator de encurvadura crítico e, para a resposta correta, o conhecimento da topologia e do sistema estrutural da estrutura dimensionada é crucial. Embora o IDEA StatiCa tenha capacidade para fornecer os modos de encurvadura e o fator crítico de qualquer parte da junta, não fornece a verificação normativa de encurvadura de acordo com a norma.
Quando os resultados dos modos de encurvadura apresentam valores negativos, isso não significa que o cálculo tenha falhado ou que o resultado seja incorreto. O que acontece exatamente nestes casos é explicado neste artigo da base de conhecimento.
Um exemplo prático da avaliação da análise de encurvadura de elementos foi apresentado neste vídeo de webinar:
Enquadramento Teórico
Para uma compreensão mais aprofundada do tema da encurvadura e da solução IDEA StatiCa, leia as informações essenciais sobre a análise de encurvadura nos nossos artigos de Enquadramento Teórico.
IDEA StatiCa Connection - Dimensionamento estrutural de ligações de aço
IDEA StatiCa Member - Estabilidade de elementos
Tutoriais
Criámos tutoriais passo a passo para configurar o modelo e executar a análise. Encontre os respetivos links abaixo:
Dimensionamento estrutural e verificação normativa de um pórtico de aço (EN)
Análise de encurvadura de uma ligação de aço (EN)