Métodos comuns
Todo o engenheiro estrutural está habituado a utilizar a tensão de cedência como valor limite da verificação normativa, uma vez que praticamente todas as normas e códigos de dimensionamento se baseiam nesta abordagem.
No entanto, isto aplica-se ao comportamento puramente elástico do material. Esta abordagem pode conduzir a um dimensionamento conservador e, por vezes, a um sobredimensionamento desnecessário da estrutura, resultando num maior consumo de material.
Contudo, o comportamento real do aço é diferente, e é aceitável assumir o comportamento plástico do material após a tensão de cedência ter sido ultrapassada.
IDEA StatiCa e o método CBFEM
O Método dos Elementos Finitos Baseado em Componentes (CBFEM) é uma sinergia entre o Método das Componentes e a análise por Elementos Finitos.
A verificação normativa de uma junta pelo método padrão baseado em componentes e pelo CBFEM utilizado no IDEA StatiCa Connection baseia-se na verificação de todas as partes da junta – as componentes. As componentes podem ser parafusos, âncoras, soldaduras, chapas e betão na sapata.
O CBFEM divide a junta completa nas componentes separadas acima mencionadas. O modelo de análise é então criado automaticamente pelo software a partir de cada componente.
Todas as chapas de aço, como banzos ou almas de secções transversais, enrijecedores, nervuras, mísulas, etc., são modeladas por elementos finitos. O Método dos Elementos Finitos é amplamente aceite na engenharia estrutural e produz resultados muito bons e fiáveis.
As chapas são modeladas com material elasto-plástico com um declive nominal do patamar de cedência de acordo com a EN 1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1 (E/1000).
O comportamento do material baseia-se no critério de cedência de von Mises. Assume-se comportamento elástico antes de atingir o valor de cálculo da tensão de cedência fyd.
O critério de estado limite último para regiões não suscetíveis à encurvadura é atingir o valor limite da deformação principal de membrana. Recomenda-se um valor de 5% (por exemplo, EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Nota 1).
Para saber mais sobre o método, leia o artigo CBFEM - como funciona, conformidade normativa, validação e verificação.
Leia as informações essenciais sobre a teoria no nosso Enquadramento Teórico.
Validação e verificação
O método CBFEM, com todos os seus pressupostos e abordagens, como o limite de 5% de deformação plástica, foi devidamente validado e verificado. O que significam exatamente validação e verificação? O processo de validação e verificação confirma que os resultados do software são corretos.
Com base nos resultados, pode afirmar-se que se trata de um método absolutamente fiável, comprovado e seguro.
No nosso Centro de Suporte, pode encontrar numerosos estudos de verificação, bem como comparações com ensaios laboratoriais. Encontre-os através do link abaixo.
Os exemplos de verificação e validação mais importantes foram publicados no livro "Component-based finite element design of steel connections."
Conclusão
Com base na validação dos resultados com modelos sólidos 3D noutros programas científicos, em ensaios experimentais reais e, por último mas não menos importante, seguindo as recomendações do Eurocódigo, foi definido o valor de 5% de deformação plástica como o valor limite de verificação normativa.
Este valor é suficiente para atingir o comportamento real da estrutura, obter um dimensionamento económico e manter-se do lado seguro do dimensionamento.
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