A norma de cálculo estabelece que se pode utilizar a análise de primeira ordem para a estrutura se o aumento dos esforços internos ou momentos relevantes, ou qualquer outra alteração do comportamento estrutural causada pelas deformações, puder ser desprezado.
Para avaliar se este aumento pode ou não ser desprezado, pode utilizar-se o fator crítico de encurvadura αcr . Podemos desprezar a encurvadura global dos elementos (incluindo a ligação) nos casos em que o fator de encurvadura é superior a 15 (no caso de cálculo plástico) ou superior a 10 (no caso de a tensão nas chapas se situar no ramo elástico).
A encurvadura local aplica-se a chapas individuais (enrijecedores, alma do pilar), e os fatores de encurvadura limite correspondentes são definidos de acordo com as normas de cálculo e ensaios experimentais. Os efeitos da encurvadura local são considerados desprezáveis quando o fator de encurvadura é:
- ≥ 2 - no caso de uma chapa apoiada em 4 lados
- ≥ 3 - no caso de uma chapa apoiada em 3 lados
- ≥ 4 - no caso de uma chapa apoiada em 2 lados (adjacentes)
- ≥ 15 - no caso de uma chapa apoiada em 2 lados (opostos)
No vídeo, pode ver diferentes tipos de encurvadura e como lidar com eles, tendo em conta os fatores de encurvadura e as configurações deformadas de encurvadura.
Para uma explicação mais completa sobre os tipos de encurvadura que podemos esperar no elemento analisado, consulte o nosso artigo sobre Análise de encurvadura linear (LBA).
Como avaliar os resultados da encurvadura em casos específicos?
Em primeiro lugar, temos de determinar o multiplicador mínimo das forças para atingir a encurvadura crítica elástica, αcr, através da análise de encurvadura. O IDEA StatiCa apresenta os fatores de encurvadura em tabelas de resultados e as configurações deformadas de encurvadura correspondentes a cada fator podem ser visualizadas numa vista 3D.
O valor limite para a análise global encontra-se na EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Exemplo 1
No primeiro exemplo, a força de compressão é aplicada à viga ligada por uma chapa de ligação.
São apresentados os resultados do cálculo geometricamente linear e o primeiro fator é 8,76. De acordo com a EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1, o valor limite é 15, porque esta junta é crítica para a estabilidade da própria viga, pelo que se conclui que a ligação não satisfez a análise de encurvadura. Acresce que esta chapa de ligação unilateral é perigosa neste contraventamento na configuração de compressão.
Leia mais aqui sobre como calcular a resistência à encurvadura de uma chapa de ligação.
Exemplo 2
Por outro lado, no caso da maioria das chapas em ligações, pode ocorrer encurvadura local e o valor máximo do fator crítico de encurvadura, αcr, que exige uma análise detalhada é geralmente menor. Foi verificado que, para enrijecedores e painéis de alma do pilar sujeitos a corte, não é necessário ter em conta a encurvadura se o fator crítico de encurvadura for superior a 3.
Temos de determinar o valor limite adequado para cada componente e decidir. Este exemplo mostra que o primeiro modo de encurvadura é o de um enrijecedor com fator αcr = 8,76 >> 3. Neste exemplo, este primeiro modo de encurvadura não é perigoso.
Ao realizar a análise de encurvadura e tratar os resultados, é necessário recorrer ao critério de engenharia. A questão está em saber quando utilizar os limites globais ou locais do fator crítico de encurvadura e, para dar a resposta correta, é fundamental conhecer a topologia e o sistema estrutural da estrutura projetada. Embora o IDEA StatiCa consiga fornecer as configurações deformadas de encurvadura e o fator crítico de qualquer parte da junta, não efetua a verificação normativa de encurvadura de acordo com a norma.
Quando os resultados das configurações deformadas de encurvadura apresentam valores negativos, tal não significa que o cálculo tenha falhado ou que o resultado esteja incorreto. O que acontece exatamente nestes casos é explicado neste artigo da base de conhecimento.
Um exemplo prático de avaliação da análise de encurvadura de um elemento foi apresentado neste vídeo de webinar:
Fundamentos Teóricos
Para uma compreensão mais aprofundada do tema da encurvadura e da solução do IDEA StatiCa, leia a informação essencial sobre a análise de encurvadura nos nossos artigos de Fundamentos Teóricos.
IDEA StatiCa Connection - Dimensionamento estrutural de ligações de aço
IDEA StatiCa Member - Estabilidade do elemento
Tutoriais
Criámos tutoriais passo a passo para configurar o modelo e executar a análise. Encontre as ligações para os mesmos abaixo:
Dimensionamento estrutural e verificação normativa de um pórtico de aço (EN)
Análise de encurvadura de uma ligação de aço (EN)
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