Utilize a análise de rigidez no IDEA StatiCa Connection para determinar se as juntas são articuladas, semirrígidas ou rígidas. Como resultado da análise de rigidez, obterá o diagrama momento-rotação e uma tabela com valores importantes. Com base na curva e numa norma nacional selecionada, a junta é classificada como:
- articulada
- rígida
- semirrígida
Definição adequada da carga
Para obter resultados adequados da análise de rigidez, pode calcular a rigidez para cada rotação separadamente, introduzindo um caso de carga separado para My, Mz (alternativamente N e Mx).
Ou pode aplicar um conjunto completo de esforços internos atuantes no elemento analisado, uma vez que todos os outros esforços internos também influenciam os resultados de cada componente de rigidez (rotação). Para uma explicação detalhada, leia o artigo Influência do esforço transverso e do esforço normal na rigidez rotacional.
As forças aplicadas devem ser superiores a 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft
Informação necessária para a classificação da rigidez da junta
- comprimento teórico do elemento
- distinguir entre sistema estrutural contraventado e não contraventado (para a abordagem EN)
O comprimento teórico para My e Mz [m] é definido como a distância nó a nó do elemento analisado e é utilizado apenas para classificação (não para o cálculo dos valores reais de rigidez).
A opção sistema contraventado (pórtico contraventado) está disponível para projetos em Eurocódigo, conforme a EN 1993-1-8, uma vez que existem condições de classificação diferentes para sistemas contraventados e não contraventados.
Resultados obtidos na análise de rigidez
São obtidos dois tipos de resultados: uma tabela de valores numéricos e o diagrama de rigidez, que pode ser exportado para CSV ou DXF.
Para cada componente de esforço interno avaliado para a rigidez rotacional, a tabela lista os valores numéricos correspondentes a cada combinação de cargas de cálculo em linhas individuais. Dependendo da linha selecionada, o diagrama de rigidez será referente a um ou outro componente.
- MEd: Momento fletor de cálculo introduzido na combinação de cargas, relevante apenas para a rigidez secante
- Mj,Rd: Resistência ao momento da ligação, para efeitos de cedência da ligação
- Sj,ini: Rigidez rotacional inicial, descrevendo o comportamento de rigidez linear que é considerado até ao valor de 2/3 Mj,Rd
- Sjs: Rigidez rotacional secante, definida como a interseção do momento fletor de cálculo MEd e a curva de rigidez da ligação Sj, relevante quando MEd > 2/3 Mj,Rd
- : Deformação rotacional obtida para o momento fletor de cálculo
- c: Capacidade de rotação da ligação, o limite é definido pela rotura dos parafusos, rotura das soldaduras ou 15% de deformação plástica das placas
- Sj,R: Valor de rigidez para o limite entre Rígida e Semirrígida
- Sj,P: Valor de rigidez para o limite entre Semirrígida e Articulada
Nota: Se a rigidez inicial Sj,ini e a rigidez secante Sj,s apresentarem rigidez infinita, isso significa que a curva de rigidez é tão íngreme que corresponde na realidade a 90° no diagrama, pelo que a tangente resulta em infinito. Isto significa sempre uma ligação rígida, longe do limite da classe semirrígida, pelo que os valores exatos são inúteis. Por outras palavras, a ligação é absolutamente rígida.
O que utilizar no seu modelo estrutural global em análise FEA?
A informação principal necessária para o seu modelo global é a classificação, para definir a condição de fronteira entre os elementos como articulada (rótula ideal), rígida (idealmente rígida) ou semirrígida (com alguma rigidez).
Para a classe semirrígida, é necessário encontrar o valor que representa a rigidez rotacional da junta entre elementos. Este é representado pelo valor Sj,ini no separador de resultados da análise de rigidez.
No entanto, deve sempre utilizar o julgamento de engenharia para determinar o valor de rigidez adequado para o seu modelo estrutural global.
Sj,ini depende do valor Mj,Rd da junta e da forma da curva de rigidez. Além disso, o modelo CBFEM para a análise de rigidez difere do utilizado na análise EPS, o que pode resultar num Mj,Rd diferente da junta e num ajuste adicional do modelo de ligação para a análise de rigidez.
Para mais detalhes, leia o artigo Rigidez da ligação e a sua utilização na análise global.
Onde encontrar mais informações sobre a análise de rigidez
Existem várias fontes de informação sobre este tipo de análise. Recomendamos a leitura da parte geral do Theoretical Background, do artigo do blog Porque nos preocupamos com a rigidez da ligação e/ou assistir a um dos nossos webinars sobre o tema (ver abaixo).
Para combinar os resultados de rigidez com o seu modelo FEA global, veja o vídeo Como introduzir a rigidez rotacional no seu modelo FEA.
No final do artigo, pode encontrar vários tutoriais passo a passo.
Modelo para avaliação da rigidez
Para avaliar a rigidez rotacional kjoint da própria ligação e a rotação correspondente θ2, subtraímos a parte da rigidez atribuída à deformação dos elementos θ1 da deformação global θtot.
A rotação dos elementos θ1 é avaliada no modelo com ligações idealmente rígidas entre todos os elementos. A rotação global θtot é avaliada no modelo com operações de fabrico reais.
Os resultados obtidos a partir da análise de rigidez correspondem a kjoint e θ2.
Theoretical Background
Leia a informação essencial sobre a análise de rigidez no nosso Theoretical Background. As definições acima mencionadas são descritas na parte geral do mesmo.
A parte geral do Theoretical Background sobre a análise de rigidez e os seus resultados:
Análise de rigidez e capacidade de deformação de juntas de aço
Partes específicas do Theoretical Background para cada uma das normas nacionais suportadas:
Outros artigos sobre a rigidez de ligações e verificações
Pode encontrar informação mais detalhada e alguns estudos de verificação nos artigos seguintes. Alguns deles fazem parte do livro "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" escrito pelo prof. Wald e a sua equipa.
- Porque nos preocupamos com a rigidez da ligação (artigo do blog)
Webinars e vídeos
No passado, realizámos vários webinars sobre o tema da rigidez da ligação. Além disso, alguns outros vídeos descrevem como trabalhar na aplicação. Pode encontrar inspiração em projetos reais, bem como sugestões para configurar corretamente os seus modelos de cálculo.
Connection Wednesdays - Classificação de rigidez
Neste webinar, revemos brevemente os requisitos normativos relacionados com a classificação da rigidez. Depois, procuramos projetar as ligações de um pórtico real que será inicialmente concebido como resistente a momento. Utilizamos uma configuração semirrígida e, posteriormente, aplicamos o comportamento previsto à estrutura de análise global. Ao longo deste processo, exploramos questões comuns e avaliamos o seu impacto no projeto.
Connection Wednesdays - Análise de rigidez de juntas que muda o jogo
Durante o webinar, verá todo o fluxo de trabalho de modelação, carregamento e verificação normativa de uma junta de aço interessante.
Connection Wednesdays - Junta da residência em Ružomberok
As juntas de plataforma devem, normalmente, ser articuladas, mas e se a realidade não for assim tão simples? Como introduzir corretamente a análise de rigidez da junta? Veja a análise de rigidez da junta do pórtico e as consequências da rigidez no modelo FEM.
Como introduzir a rigidez rotacional no seu modelo FEA
A rigidez da junta é um fator significativo e indispensável no projeto da estrutura global para ligações semirrígidas. A questão é: onde posso calcular a rigidez da junta e que rigidez devo utilizar no meu projeto?
Projeto e verificação normativa da junta do velódromo de Jakarta
A gravação do webinar seguinte explica como é construído o diagrama de análise de rigidez, quais são as definições e que resultados irá obter.
Atualizações nas versões
As seguintes funcionalidades fazem parte das nossas notas de lançamento do IDEA StatiCa e podem estar relacionadas com a análise de rigidez. Leia mais sobre as funcionalidades nos artigos dedicados através do link.
Capacidade de rotação limitada pela rotura de parafusos e soldaduras (Análise de rigidez) (versão 21.0)
Exportação da curva momento-rotação para CSV e DXF (versão 22.0)
Tutoriais
Criámos tutoriais passo a passo para configurar o modelo e executar a análise. Encontre os links para eles abaixo:
Análise de rigidez de uma ligação de aço (EN)
Análise de rigidez de uma ligação de aço (AISC)
Rigidez rotacional de uma viga com mísula
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Por que se preocupar com a rigidez da ligação
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Rigidez da ligação e a sua utilização na análise global
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