O método CBFEM (Component Based Finite Element Model) permite a análise rápida de juntas de várias formas e configurações. O modelo é constituído por elementos aos quais é aplicada a carga e por operações de fabrico (incluindo elementos de enrijecimento), que servem para ligar os elementos entre si. Os elementos não devem ser confundidos com operações de fabrico, pois as suas arestas de corte estão ligadas ao nó de ligação através de ligações rígidas, pelo que não se deformam corretamente se forem utilizados em substituição das operações de fabrico (elementos de enrijecimento).
O modelo MEF analisado é gerado automaticamente. O projetista não cria o modelo MEF, cria a junta utilizando operações de fabrico – ver figura.
Operações/itens de fabrico que podem ser utilizados para construir a junta
Cada operação de fabrico adiciona novos itens à ligação – cortes, chapas, parafusos, soldaduras.
Elementos de apoio e apoios
Um elemento da junta é sempre definido como "de apoio". Todos os outros elementos são "ligados". O elemento de apoio pode ser escolhido pelo projetista. O elemento de apoio pode ser "contínuo" ou "terminado" na junta. Os elementos "terminados" são apoiados numa extremidade, e os elementos "contínuos" são apoiados em ambas as extremidades.
Os elementos ligados podem ser de vários tipos, de acordo com a carga que o elemento pode suportar:
- Tipo N-Vy-Vz-Mx-My-Mz – o elemento é capaz de transferir todas as 6 componentes de esforços internos
- Tipo N-Vy-Mz – o elemento é capaz de transferir apenas cargas no plano XY – esforços internos N, Vy, Mz
- Tipo N-Vz-My – o elemento é capaz de transferir apenas cargas no plano XZ – esforços internos N, Vz, My
- Tipo N-Vy-Vz – o elemento é capaz de transferir apenas a força normal N e as forças de corte Vy e Vz
A ligação chapa a chapa transfere todas as componentes de esforços internos
A ligação com chapa de alma só pode transferir cargas no plano XZ – esforços internos N, Vz, My
Ligação com chapa de ligação – a ligação de elemento de treliça só pode transferir a força axial N e as forças de corte Vy e Vz
Cada junta encontra-se em estado de equilíbrio durante a análise da estrutura porticada. Se os esforços nas extremidades dos elementos individuais forem aplicados ao modelo CBFEM detalhado, o estado de equilíbrio também é satisfeito. Assim, não seria necessário definir apoios no modelo de análise. No entanto, por razões práticas, o apoio que resiste a todas as translações é definido na primeira extremidade do elemento de apoio. Este não influencia nem o estado de tensão nem os esforços internos na junta, apenas a apresentação das deformações.
Tipos de apoio adequados, respeitando o tipo dos elementos individuais, são definidos nas extremidades dos elementos ligados para evitar a ocorrência de mecanismos instáveis.
O comprimento predefinido de cada elemento é o dobro da sua altura. O comprimento de um elemento deve ser pelo menos 1× a altura do elemento após a última operação de fabrico (soldadura, abertura, enrijecedor, etc.), devido às deformações corretas após as ligações rígidas que conectam a extremidade cortada de um elemento ao nó de ligação.
