Cálculo e verificação da norma de ligações
Após a modelação da ligação, já é possível realizar o cálculo e a verificação, para isso, no separador “Cálculo”, dispomos das seguintes opções:
Gerar a partir do modelo BIM
Esta opção estará disponível quando a obra tenha sido criada a partir de um modelo BIM, com os respetivos esforços. A partir desta opção geram-se os casos de carga e as cargas dos perfis que intervêm na ligação.
Esta geração possibilita o filtro das combinações de esforços que se vão ler. Nem todas as combinações de esforços, possuem valores significativos, portanto pode ser recomendável filtrar o número de combinações a importar. Por defeito, apresenta-se um filtro para cada um dos 6 esforços. Para cada esforço, serão lidas as combinações nas quais esse determinado esforço supere uma percentagem do valor máximo, para o sinal positivo e sinal negativo. Além do filtro por percentagem de esforço, pode-se estabelecer um valor mínimo para ler ou não as combinações.
Nesta opção também se incluem opções para importar cargas para a análise da rigidez rotacional. Além das cargas, também se importam os comprimentos elásticos das barras no modelo estrutural, estes comprimentos são necessários para a correta classificação da ligação. Disponibilizam-se 5 opções para importar os casos de carga em função dos esforços:
- Momentos máximos, com os seus esforços concomitantes
Importa os casos de carga que tenham os momentos My ou Mz maiores, com sinal positivo ou negativo, além dos restantes esforços concomitantes. - Momentos máximos, sem os outros esforços
Dos casos de carga com momentos máximos, só importa os valores de My e Mz. - Momentos máximos por plano, com os seus esforços concomitantes
Importa os casos de carga com momentos máximos e com os seus esforços concomitantes por plano, ou seja, cria casos de carga com esforços por plano (XY e XZ). - Todos
Importa todos os casos de carga. - Ninguno
Não importa nenhum caso de carga.
Casos de carga
A partir desta opção podem-se definir os casos de carga que se querem considerar no cálculo da ligação. Estes casos de carga podem gerar-se a partir do modelo BIM ou manualmente pelo utilizador. Para cada caso de carga serão definidos os seguintes parâmetros:
- Número de patamares de carga.
- Tolerância permitida para considerar que foi alcançada a convergência.
- Número máximo de iterações em cada patamar de carga.
- Número máximo de tentativas.
Cargas
Esta ferramenta abre o diálogo “Cargas”, onde se definem as cargas atuantes em cada perfil, para cada caso de cargas (é possível copiar e colar tabelas diretamente de folhas de cálculo). Um dos perfis deve ser o perfil portante.
Além das cargas, para cada perfil é possível definir a posição do ponto de aplicação dos esforços. Esta distância também será lida no modelo BIM, sempre e quando a estrutura tenha sido calculada considerando a dimensão finita dos nós.
Além disso, também é possível selecionar as barras relativamente às quais se deseja calcular a rigidez rotacional da ligação. Na parte central desta janela, existem dois separadores para definir as tabelas de cargas, por caso de carga. O separador “Rigidez rotacional” solicita uma lista de cargas, os comprimentos da barra elástica no modelo estrutural (utilizada para estabelecer as rigidezes limite de ligações rígidas ou articuladas) e o fator kb.
No painel de definição de cargas, a representação das cargas pode ser visualizada numa vista 3D. Para cada barra da ligação, são desenhadas as cargas definidas no caso de carga selecionado.
Elementos dissipativos
É possível efetuar a análise de ligações com elementos dissipativos. Desta forma, é possível projetar ligações estruturais sismo-resistentes, nas quais se prevê a dissipação de energia através da formação de rótulas plásticas, quer num dos elementos da ligação, ou nas barras da ligação.
No separador “Cálculo”, permite selecionar os elementos dissipativos, oferecendo a opção de escolha entre perfis e chapas. As propriedades do material dos elementos dissipativos transformam-se nos casos de carga marcados como “Dimensionamento por capacidade” e consideram-se os efeitos da sobrerresistência do material.
Para o Eurocódigo e normas similares, o programa solicitará o coeficiente de sobrerresistência do material, 𝛾ov, que amplifica tanto a tensão de cedência como a tensão de rotura dos elementos dissipativos. Para as normas americanas, tais como AISC360, NSR10, NTC-2023 e outras normas similares, o programa incluirá na biblioteca de materiais os fatores de sobrerresistência específicos para cada tipo de aço, Ry e Rt.
Para analisar a ligação tendo em conta a sobreresistência nos elementos dissipativos, é necessário, para além de selecionar os elementos dissipativos, selecionar os casos de carga do tipo “Dimensionamento por capacidade” na lista de casos de carga.
Isto permite que as ligações sejam projetadas de forma a que a capacidade da ligação seja superior à do elemento dissipativo, tendo em conta a sobrerresistência. Nestes casos, os elementos dissipativos sofrerão grandes deformações plásticas, o que dificulta a convergência do modelo. Por conseguinte, outro parâmetro relevante nos elementos dissipativos é a inclinação do tramo plástico.
O diagrama constitutivo para chapas e perfis segue um modelo bilinear, em que a inclinação do tramo plástico é tan⁻¹ (E/1000). Para elementos dissipativos, além de incorporar o coeficiente de sobrerresistência como multiplicador da tensão de cedência, ajusta-se a inclinação do tramo plástico. Nestes elementos, para uma deformação de 5 %, a tensão atingirá o limite elástico do material, amplificado pelo coeficiente de sobrerresistência (𝛾ov ou Ry, segundo a norma aplicada) e pelo coeficiente de reserva de resistência devido ao endurecimento por deformação, que é igual a 1.1. Esta inclinação, superior a tan⁻¹ (E/1000), contribui para melhorar a convergência da análise.
Opções de cálculo
Neste ponto é possível definir:
- O tamanho máximo de discretização para os elementos.
- O comprimento para o cálculo das tensões médias dos cordões de soldadura.
- O método de cálculo multiprocesso do motor de cálculo OpenSees©.
