Notas de versão IDEA StatiCa Concrete 7.0

Classificação de Carga em Pontes

A maioria das inovações únicas foi introduzida pelo facto de o ser humano ser preguiçoso e querer tornar a sua vida mais fácil do que antes. Sem dúvida, a classificação de carga em pontes é um processo iterativo manual moroso, especialmente quando se trata de pontes em betão armado e/ou pré-esforçado. O engenheiro pode passar dias e semanas em tentativas e erros na estimativa da capacidade de carga da ponte. O problema reside na determinação da capacidade resistente da secção transversal sujeita à combinação de forças normais e de corte, momentos fletores e de torção. Devido ao efeito diferente das cargas permanentes e variáveis e ao comportamento não linear do betão, o problema torna-se não linear e a sua solução requer a utilização de um método iterativo adequado.

É provavelmente por isso que o meu amigo, excelente engenheiro de pontes e utilizador do IDEA StatiCa, me veio pedir ajuda a mim e aos seus colegas para esta tarefa fastidiosa…

Uma solução iterativa otimizada foi implementada no software IDEA StatiCa e resulta num novo módulo disponível na versão 7.

A classificação de carga em pontes é o cálculo para determinar a capacidade de carga variável segura da ponte. Devido ao facto de os esquemas de carga diferirem habitualmente das cargas de tráfego definidas nas normas de projeto e os materiais poderem sofrer deterioração, são utilizados diferentes coeficientes parciais de segurança dos materiais e das ações, bem como diferentes coeficientes de combinação.

Exemplo de referência

Um exemplo de referência de classificação de carga foi realizado numa ponte de vigas-caixão pré-fabricadas em betão pré-esforçado KA61, simplesmente apoiada, com um vão de 12 m e com a secção transversal apresentada acima.

A análise das cargas móveis nas vigas da ponte foi realizada no software SCIA Engineer. Com base nesta análise, o efeito crítico das cargas móveis numa viga específica da ponte foi identificado e as forças internas nos casos de carga móvel críticos foram exportadas para o IDEA StatiCa. O modelo estrutural da viga da ponte foi criado na aplicação IDEA Beam, incluindo o projeto do tendão e da armadura.

As combinações para a análise de classificação de carga em pontes são geradas automaticamente com base nos grupos de carga da ponte. O programa executa um cálculo iterativo automático respeitando as definições da análise. Os resultados da análise aparecem automaticamente após o cálculo. Os resultados da análise são apresentados como resumo para as verificações e secções críticas, e também para cada tipo de capacidade de carga da análise de classificação de carga em pontes - V_n – normal, V_r – reservada, V_e – excecional.

Restrição no plano à flexão fora do plano

A opção pode ser ativada/desativada em Fases de construção – definições.

Resultados da análise estrutural (TDA)

Deformação da viga devido ao peso próprio na fase Parque de armazenamento (Apoios nas extremidades)

u_y – extremo 0,424 mm

u_z – extremo -0,605 mm

Deformação na fase Apoios finais devido a carga uniforme -10 kN/m

Apenas deformação u_z

Deformação u_y e rotação j_x fixas

u_y = 0

u_z – extremo -1,124 mm

Resultados em RCS – verificação de secções

As definições em Fases de construção no RCS espelham as definições no módulo Beam.

Os efeitos das forças internas extremas calculadas na fase Parque de armazenamento:

• Flexão 3D
• rotação r_x e j_z não são nulas

Os efeitos das forças internas extremas calculadas para a fase Apoio final:

A flexão fora do plano é impedida a partir desta fase de construção. Por conseguinte, as verificações da secção transversal ignoram quaisquer incrementos do momento Mz que ocorram desde essa fase de construção. Naturalmente, os efeitos totais podem resultar em flexão fora do plano, que ocorreu nos incrementos anteriores à aplicação da restrição no plano.

• Flexão 3D
• Incremento de j_z é nulo

Os efeitos das forças internas extremas calculadas para a fase Fim da vida útil de projeto:

• Flexão 3D
• Incremento de j_z é nulo

Tabelas de relaxação

A relaxação total do aço de pré-esforço no tempo infinito e o desenvolvimento da perda por relaxação ao longo do tempo foram frequentemente fornecidos pelo fabricante da armadura de pré-esforço sob a forma do que se designa por tabelas de relaxação. E sempre trabalhámos com tabelas de relaxação na nossa vida profissional antes de o Eurocódigo introduzir uma fórmula em alternativa. Pareceu ser um grande avanço – programação fácil, trabalho fácil. O problema é que a fórmula não se ajusta ao comportamento real da armadura de pré-esforço fabricada por diferentes produtores. É também por isso que a utilização dessa fórmula simples não é permitida na Alemanha. E é por isso que introduzimos tabelas de relaxação definidas pelo utilizador no IDEA StatiCa versão 7.

Gerador de combinações de pontes em BIM

Os utilizadores do IDEA StatiCa elogiaram o gerador de combinações de pontes, que foi implementado no IDEA StatiCa Beam na versão 6. Afirmaram repetidamente que é melhor do que nos programas dos nossos concorrentes. É por isso que solicitaram a implementação do gerador no módulo BIM, para que possam utilizá-lo após importarem os resultados dos casos de carga de programas 3D ligados.

É por isso que a possibilidade de definir grupos de carga de pontes e gerar combinações de ações foi implementada no software IDEA StatiCa na versão 7. Além disso, as combinações podem ser exportadas para o Midas Civil através de ficheiro mct.

Estruturas de retenção e contenção de líquidos – melhorias

A verificação de fendilhação de acordo com a EN 1992-3 é melhorada de modo a que o programa determine automaticamente se as profundidades da zona comprimida de betão dos lados opostos se sobrepõem ou não. Isto ocorre no caso de a secção transversal ser carregada de ambos os lados (alternadamente para diferentes combinações).

Secção transversal solicitada unilateralmente

Secção transversal solicitada em ambos os lados, profundidades da zona comprimida de betão sobrepõem-se

Secção transversal solicitada em ambos os lados, profundidades da zona comprimida de betão não se sobrepõem

RCS - possibilidade de verificar apenas um extremo da secção

Rigidez - melhorias

Novas possibilidades de calcular a rigidez e as curvaturas de secções transversais pré-esforçadas foram introduzidas na versão 7 – tanto a rigidez a curto prazo como a longo prazo podem ser calculadas. As curvaturas causadas pela retração também podem ser calculadas.

Ligação ao SAP2000

Interface simplificada do RCS

A nova interface de utilizador está otimizada para ser mais intuitiva e simples. A barra de navegação foi reduzida para disponibilizar as funções básicas do programa e as verificações são acessíveis através do comando Resultados.