Contexto Teórico
Leia a informação essencial sobre o modelo de soldadura no nosso Contexto Teórico. A parte geral descreve o próprio modelo computacional:
Contexto Teórico: Análise de ligações soldadas
Partes específicas do Contexto Teórico para cada uma das normas nacionais suportadas:
Como funcionam as soldaduras no IDEA StatiCa?
Pode encontrar uma demonstração clara de como a tensão se desenvolve durante o carregamento, bem como a distribuição da tensão ao longo de uma soldadura longa, no artigo Como as soldaduras são modeladas no IDEA StatiCa.
Além disso, as soldaduras e ligações soldadas são discutidas nos nossos artigos de blog Ligações de aço soldadas – preocupar ou não preocupar? e Reduza os custos de soldadura com fabrico melhorado (onde é discutida uma combinação da transferência de carga através de uma soldadura e o contacto em compressão).
Tamanho e comprimento da soldadura
Existem diferentes formas de definir o tamanho da soldadura, dependendo da região. Leia o artigo Tamanho e comprimento da soldadura para descobrir como o IDEA StatiCa define o tamanho da soldadura ou caso precise de saber o comprimento exato da soldadura:
Verificações
No nosso Centro de Suporte, pode encontrar muitos estudos de verificação que descrevem o desempenho de diferentes modelos de ligações soldadas, bem como comparações com ensaios laboratoriais.
Estudos de verificação em modelos com soldaduras
Atualizações nas versões
As seguintes funcionalidades fazem parte das nossas notas de lançamento do IDEA StatiCa e podem estar relacionadas com as soldaduras. Leia mais sobre as funcionalidades nos artigos dedicados através dos links:
Verificação de soldaduras em falta (versão 20.1)
Adicionámos mais uma ferramenta útil para ajudar automaticamente o utilizador a encontrar partes não soldadas da ligação: o utilitário para analisar um modelo de ligação em busca de soldaduras potencialmente em falta.
Importação de soldaduras recomendadas (versão 20.1)
Ao importar uma ligação a partir de software CAD, existe agora uma opção para adicionar soldaduras recomendadas.
Modelo atualizado de soldaduras de topo (versão 20.1)
O tamanho das soldaduras de topo foi corrigido para soldaduras de topo aresta-superfície.
Especificidades da verificação de soldaduras de acordo com o Eurocódigo (EN) e a Norma Indiana (IS) (versão 21.1)
Para cumprir as normas e garantir a segurança do projeto, o valor de resistência considerado na verificação normativa de soldaduras é agora calculado a partir do valor de resistência do aço base para as normas EN e IS e do próprio material de soldadura.
Combinação de operações de soldadura e contacto (versão 22.1)
Desde a versão 22.1, as operações de soldadura e contacto podem ser combinadas.
Verificação de colisão entre chapas e soldaduras (versão 22.1)
As chapas e partes do modelo podem ser posicionadas de forma a colidir com outras chapas e elementos.
Verificação de soldaduras de secções soldadas (versão 23.0)
O IDEA StatiCa pode agora verificar as soldaduras longitudinais de elementos com secções transversais soldadas.
Visualização melhorada da verificação de soldaduras (versão 23.0)
A verificação de soldaduras utilizando o Método dos Elementos Finitos difere dos cálculos de projeto tradicionais. Nos cálculos tradicionais, pequenas excentricidades, deformações, torções, coeficiente de Poisson, etc., podem ser negligenciadas.
Melhorias de pormenorização para parafusos e soldaduras no Eurocódigo (versão 23.0)
A verificação de Pormenorização no IDEA StatiCa Connection foi melhorada. Os engenheiros podem ter uma melhor visão geral do projeto e da verificação normativa de parafusos e soldaduras graças a informações e recomendações detalhadas de acordo com o Eurocódigo, fornecidas nas tabelas de Verificação, bem como no Relatório.
Elétrodos de soldadura definidos pelo utilizador (versão 23.1)
O material de soldadura é um item editável na MPRL (Biblioteca de Materiais e Gama de Produtos). Isto significa que pode definir os elétrodos de soldadura de forma independente da classe de aço das chapas ligadas.
Para adicionar um material de soldadura definido pelo utilizador, aceda ao separador Materiais, adicione um material Weld e Edite as suas propriedades.
Soldadura geral destacada na cena 3D (versão 23.1)
Existe uma simples melhoria na cena 3D da aplicação Connection para melhor orientação, especialmente em modelos de ligações maiores importados através de ligações BIM a partir de aplicações CAD.
Quando uma operação de soldadura geral ou contacto é selecionada, a soldadura na cena 3D é destacada a laranja (por predefinição).
Aviso para elétrodos mais resistentes do que as chapas (versão 23.1)
Quando a verificação de Pormenorização é ativada na Configuração normativa da aplicação Connection, os utilizadores recebem um aviso caso o material do elétrodo de soldadura seja mais resistente do que as chapas soldadas. Isto ajuda a garantir os padrões de segurança do projeto.
Isto aplica-se ao Eurocódigo (EN) e à norma indiana (IS), que contêm cláusulas que definem que a resistência da soldadura é determinada pela menor resistência última das chapas ligadas, e requisitos de que o material adicionado dos elétrodos de soldadura deve ser mais resistente do que o material base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 e IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).
Avisos para soldaduras e parafusos que ligam as mesmas chapas (versão 23.1)
O projeto de ligação combinando soldaduras e parafusos, ou parafusos e parafusos pré-esforçados, não é seguro e não é permitido pelas normas. A aplicação Connection informa automaticamente se tal fluxo de trabalho é utilizado num projeto, para garantir um projeto adequado e seguro.
Dimensionamento automático de soldaduras para ductilidade/resistência total/sobrerresistência (versão 24.0)
O dimensionamento automático de soldaduras elimina a introdução manual e verificação demorada e tediosa de cada soldadura. Com o algoritmo de automatização, o IDEA StatiCa proporciona uma modelação mais rápida e um projeto absolutamente seguro de ligações soldadas.
Dimensionamento automático de soldaduras por estimativa de capacidade (versão 24.0)
O dimensionamento automático de soldaduras resolve o desafio de ajustar manualmente o tamanho de cada soldadura, o que é tedioso e demorado. Ao automatizar este processo, o IDEA StatiCa ajuda significativamente a acelerar o processo de projeto e promove projetos de soldadura mais consistentes entre projetos.
Soldaduras de topo com penetração parcial (PJP) (versões 24.0, 24.1, 25.0)
A integração de soldaduras de topo com penetração parcial da junta, ou soldaduras de topo com penetração parcial, ou simplesmente soldaduras PJP, no IDEA StatiCa Connection responde aos requisitos específicos definidos para soldaduras de topo PJP, distintos dos aplicáveis a soldaduras de ângulo.
O tamanho de uma soldadura de penetração parcial é considerado na análise com o mesmo valor introduzido. O IDEA StatiCa não aplica quaisquer ajustes, tais como a redução do tamanho nominal da soldadura - esta responsabilidade é do utilizador antes da introdução dos dados.
Avisos relacionados com elementos de soldadura (versão 24.1)
Existem dois tipos de avisos incorporados:
- «Tipo de soldadura alterado para soldadura de topo devido a ligação aresta-a-aresta» (alteração do tipo de soldadura causada por uma ação de modelação)
- «A soldadura não foi criada devido a restrições geométricas» (abrange situações em que imprecisões na geometria impedem a criação bem-sucedida da soldadura)
Melhorias regionais (versão 25.0)
Para engenheiros locais, a versão 25.0 oferece várias melhorias, como soldaduras PJP no Eurocódigo, implementação da nova norma ACI (não apenas para engenheiros dos EUA), verificações de ancoragem para a norma chinesa, diferenciação da terminologia do Reino Unido e dos EUA, entre outras.
Área de distribuição da soldadura (versão 25.0)
A área de distribuição da soldadura sofreu uma ligeira alteração na versão 25.0. No artigo seguinte, é explicado claramente como funciona agora a distribuição de forças de uma chapa para outra através de soldaduras.
A área de distribuição da soldadura difere consideravelmente entre soldaduras de topo e soldaduras de ângulo. A área de distribuição desde a aresta da chapa até à superfície de outra chapa é definida de acordo com a figura seguinte:
A força proveniente da chapa da aresta é depois distribuída pelos nós da chapa de superfície, com base na proximidade do nó à área de distribuição da soldadura.
O que implica a alteração na versão 25.0?
- A área de distribuição foi reduzida para soldaduras de topo
- A área de distribuição das soldaduras de ângulo reflete agora com maior precisão o tamanho da soldadura de ângulo
- A espessura da chapa de superfície deixou de ser relevante para a área de distribuição da soldadura
Porque foram feitas as alterações?
- Recentemente, realizámos um projeto conjunto com a Universidade de Coimbra e o ISISE. O objetivo do projeto era criar uma série de modelos numéricos no Abaqus (pacote de software geral de elementos finitos com elementos finitos sólidos) e comparar os resultados com o IDEA StatiCa Connection (elementos finitos de casca). O foco está em ligações soldadas viga-coluna resistentes a momento. A comparação mostra que:
- Os resultados de colunas laminadas sem uma força de compressão significativa na coluna estão em boa concordância
- Os resultados de colunas com soldadura de topo são ligeiramente do lado inseguro (em 5,8 %). É por este motivo que esta alteração – redução da área de distribuição da soldadura para soldaduras de topo – foi feita.
Soldadura de chapa circular (versão 26.0)
As chapas de enrijecimento circulares são normalmente utilizadas para reforçar almas finas, mas antes da versão 26.0 não era possível definir soldaduras diretamente para estas chapas.
Como resultado, os utilizadores tinham de recorrer a soluções alternativas, normalmente importando a chapa como um polígono a partir de DXF, o que adicionava passos desnecessários e reduzia a eficiência da modelação.
Com esta atualização, as soldaduras podem agora ser definidas diretamente para chapas de enrijecimento com forma circular. A chapa é internamente discretizada em segmentos, de forma semelhante às secções ocas circulares, garantindo um comportamento de análise preciso. O número de segmentos respeita as Definições do projeto globais, garantindo consistência em todo o modelo.
Webinars e vídeos
No passado, realizámos vários webinars sobre a modelação de ligações soldadas. Pode encontrar inspiração nas seguintes gravações:
Soldaduras e Parafusos no IDEA StatiCa (AISC)
A sessão de webinar aborda a teoria por trás dos parafusos e soldaduras e a forma como são modelados no IDEA StatiCa. Além disso, serão detalhadas as operações destes dois componentes e algumas dicas. Por fim, será explicada a interpretação dos resultados e as fórmulas utilizadas para verificar se cumprem os requisitos da AISC.
Compreender os resultados de soldaduras para o Eurocódigo
A tabela detalhada com resultados pode ser vista em todas as fórmulas, mesmo com valores. As tensões direcionais também são fornecidas. A utilização da soldadura é evidente. Mas a utilização global Utc é calculada a partir da capacidade de toda a soldadura. Veja como funciona.
Conseguimos encontrar uma correspondência entre a tensão na soldadura e os meus cálculos manuais?
A tensão numa soldadura é calculada nas direções principais de acordo com o EC e os resultados são fornecidos nos separadores de resultados. Embora a análise no IDEA StatiCa Connection se baseie no CBFEM, em casos simples a tensão pode ser comparada com cálculos manuais para verificar os valores resultantes.
Definir soldaduras de ângulo juntamente com uma alma SHS e uma superfície de chapa
As secções ocas, e principalmente os cantos curvos das suas secções transversais, são por vezes difíceis de tratar em termos de soldadura, etc. Veja como definir corretamente uma soldadura de ângulo simples em ambos os lados de um elemento SHS, juntamente com os seus cantos que têm de ser ligados a uma superfície de uma chapa.
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