Encurvadura lateral-torcional para vigas pré-fabricadas

A ELT é uma falha de estabilidade que ocorre em vigas esbeltas sob flexão, causando deslocamento lateral e torção. Afeta tipicamente vigas pré-fabricadas longas e esbeltas. A verificação da ELT é crucial para prevenir falhas súbitas, otimizar o dimensionamento estrutural e garantir a conformidade com os códigos de segurança. É essencial verificar todas as fases de construção, incluindo içamento e transporte. A solução é adequada para qualquer viga de betão pré-fabricada em betão armado e pré-esforçado (pré-tensionado).

O cálculo geometricamente e materialmente não linear disponibilizado na versão 24.1 permite capturar os efeitos mencionados e fornecer resultados de esforços internos incluindo efeitos de segunda ordem. Os esforços internos calculados para as secções selecionadas são agora automaticamente recolhidos e enviados para o RCS para verificações normativas detalhadas (disponível a partir da versão 25.0). 

ELT

A opção pode ser selecionada na secção Design 1D – Data junto às opções Simplified Check e Do Not Calculate. Todos os dados de entrada necessários pertencem à secção Lateral Stability. No caso de verificação simplificada, apenas as dimensões básicas precisam de ser introduzidas. Para análise avançada, é necessária uma entrada mais detalhada, incluindo historial de construção, imperfeições e outros parâmetros. 

Configuração da análise

Fases de construção

Cada situação de dimensionamento requer dados de entrada específicos devido às diferentes condições de fronteira e instantes para a verificação normativa. Os instantes para cada situação de dimensionamento podem ser definidos independentemente das fases de construção definidas no início. As propriedades do betão, como f_ck e E_cm, são calculadas automaticamente com base nos instantes especificados, mas podem ser definidas manualmente pelo utilizador se necessário.

Rigidez à torção

Na configuração, existe a opção (desde a v25.1.) de definir a rigidez à torção com maior precisão. No menu suspenso "Torsional stiffness of the beam", pode ser selecionado se a secção transversal da viga deve ser considerada não fendilhada ou fendilhada à torção.

• Não fendilhada à torção: a rigidez à torção é calculada como a rigidez torsional linear da secção transversal de betão armado.
• Fendilhada à torção: a rigidez à torção tem em conta a resistência à torção proporcionada pela armadura longitudinal (incluindo o pré-esforço), pelos estribo e pelas diagonais comprimidas, desprezando de forma conservadora a contribuição do betão.

A configuração pode ser aplicada separadamente para cada situação de dimensionamento, conferindo aos engenheiros flexibilidade para adaptar a abordagem de cálculo em função do estado limite ou da combinação de ações.

Recomendação de utilização: Como orientação, a opção Não fendilhada à torção é recomendada para elementos totalmente pré-esforçados onde a condição de descompressão é satisfeita. Em contrapartida, para vigas parcialmente pré-esforçadas em que, sob carregamento ULS, a tensão de tração nas fibras extremas excede o valor de cálculo da resistência à tração do betão (f_ctd), e para elementos de betão armado, recomenda-se a adoção da hipótese mais conservadora de Fendilhada à torção.

Imperfeição

Além disso, o valor de uma imperfeição lateral inicial pode ser definido separadamente para cada situação de dimensionamento. Existem duas opções para a definição da imperfeição lateral:

• Imperfeição geométrica – em que o IDEA StatiCa Beam calcula as deformações devidas à fluência e à retração. Mas primeiro, a imperfeição inicial precisa de ser definida. Pode ser a) Por norma – a imperfeição é assumida de acordo com a EN 1992-1-1, cap. 5.9 (2) como L/300 ou b) Definida pelo utilizador.
• Imperfeição global – a imperfeição lateral resultante tem de ser definida pelo utilizador.

Dados de entrada para içamento

Podem ser definidos dois tipos de içamento: cabos verticais ou cabos inclinados, cada um com condições de cálculo específicas. A posição dos pontos de içamento deve ser especificada tanto na direção longitudinal como na direção transversal da viga.

Dados de entrada para transporte

O transporte refere-se ao cenário em que a viga é carregada num camião com reboque. A deformação na direção Rx é restringida exclusivamente pelo reboque e tratada como apoio flexível com rigidez definida. O utilizador precisa de definir parâmetros como a posição do camião, as propriedades dos reboques, entre outros. 

Dados de entrada para apoios finais e fim da vida útil de projeto

O esquema estático para os apoios finais e o fim da vida útil de projeto é o mesmo, não existindo opção para definir apoios no cenário de fim da vida útil de projeto. A viga é sempre considerada simplesmente apoiada nas suas extremidades. Adicionalmente, a viga pode ser travada lateralmente em posições especificadas, se desejado.

Os apoios finais estão sempre posicionados nas extremidades da viga e podem ser representados por três tipos de apoio: Aparelhos de apoio elastoméricos / Garfos / Placas de apoio com pernos.

Ações

A secção "Loads" na árvore de entidades nas etapas de dimensionamento anteriores define todos os casos de carga, ações e coeficientes de ação. Na secção Lateral Stability, devem ser definidos os coeficientes dinâmicos para as fases de içamento e transporte, bem como as combinações ULS não lineares corretas para cada situação de dimensionamento.

Resultados

A análise avançada de encurvadura lateral-torcional (ELT) no IDEA StatiCa Beam fornece (para além de reações, esforços internos e deformações) uma avaliação sobre se a viga está em risco de colapso devido a problemas de estabilidade para cada fase de construção definida. Em caso de falha estrutural por ELT, o cálculo não será concluído e o utilizador verá uma mensagem de erro informando sobre esta situação.

O separador Check Settings permite definir os tipos de verificação normativa ULS para o elemento selecionado. No separador Check Positions, é possível especificar múltiplas localizações de secções onde serão realizadas verificações normativas detalhadas utilizando o RCS.

As verificações detalhadas do RCS para estabilidade lateral estão integradas diretamente na aplicação Beam (desde a v25.1).

Nota

Tenha em atenção que a análise avançada de ELT apenas funciona para modelos criados na versão v24.1 e superior. O cálculo não prosseguirá para projetos mais antigos, que terão de ser remodelados.

Lançado na IDEA StatiCa versão 24.1, melhorado para resultados detalhados e definição da rigidez à torção na IDEA StatiCa versão 25.1.