Potentes E Úteis Funcionalidades Adicionais De Análise Em Advance Design FEM Software

O maior problema no projeto de estruturas de edifícios quando se utiliza FEM é a representação do comportamento real da estrutura.

O projetista tem a difícil tarefa, de selecionar a malha FEM de forma que os resultados não sejam sub\sobre estimados. Picos de valores em locais críticos da estrutura podem também ser perigosos (por exemplo no topo dos pilares em superestruturas do tipo pilar – laje).

Outra tarefa desafiante é a caracterização das ligações nos pontos de interseção dos elementos, bem como a indicação da elasticidade adequada a cada ligação. Frequentemente este é um tema subestimado; no entanto, em alguns casos pode causar problemas ao nível das forças na secção.

Neste artigo, vamos demonstrar como esses problemas podem ser resolvidos utilizando o software Advance Design. De facto, é bastante simples com este FEM software.

Criar um vínculo num nó

Imagine uma situação em que temos uma estrutura simples composta por várias vigas primárias e secundárias. As vigas secundárias são elementos contínuos.

No software FEM, só podemos especificar as ligações de elementos lineares nas suas extremidades.

Como podemos então explicar o apoio articulado na viga primária central? Como representamos o funcionamento real da estrutura, onde a viga secundária não transmitirá um momento fletor para a torção da viga primária?

O projetista pode dividir as vigas secundárias em dois elementos e adicionar ligações nas suas extremidades. No entanto, esta não é uma boa abordagem, uma vez que o esquema estático irá mudar. As vigas funcionarão então como vigas de vão único.

Estamos interessados em fazer com que as vigas funcionem como vigas contínuas de dois vãos.

Advance Design tem uma função dedicada para estes casos, que é chamada Criar um vínculo no nó.

Uma vez que a função tenha sido selecionada, o utilizador deve indicar onde o vínculo do nó será criado. Isto pode ser feito através da inclusão de um ponto ou da seleção de elementos primários e secundários.

Depois de inserir o vínculo no nó, o utilizador vê um ‘ponto’ na interseção dos elementos e, em seguida, tem de definir o vínculo existente.

Uma carga assimétrica é incluída na estrutura para ilustrar melhor o problema.

Agora, o “momento fletor” nas vigas secundárias tem esta aparência:

Onde foi definido o vínculo do nó, o gráfico é ‘suave’, enquanto onde não existe um vínculo, o momento fletor apresenta um valor maior e descontinuidade (torsor para a viga inferior).

Vínculos em nós são frequentemente utilizados em treliças de coberturas.

Estrutura Pilar – Laje

O software FEM para engenharia civil caracteriza-se pelo facto de os elementos lineares não terem dimensão. Imaginamos a secção transversal de um elemento linear da seguinte forma:

Em contrapartida, em FEM, esses elementos lineares são tratados como uma única linha («modelo analítico»). Não têm, portanto, uma dimensão.

Se tal elemento linear estiver conectado a um elemento planar, isso ocorrerá apenas em um nó e não em relação a toda a área do pilar.

Isto resultará numa concentração de forças em um nó e na ocorrência de um pico característico nesse nó.

Advance Design tem uma solução para este problema. A solução é função Restrição DOF, que permite que as dimensões do pilar sejam consideradas e o pico de tensões eliminado.

Uma vez selecionada esta função, o utilizador deve indicar o nó primário (a conexão entre o pilar e a laje), bem como os nós secundários (o contorno da dimensão do pilar). É uma boa ideia usar a base DXF neste momento.

O nó primário é marcado em vermelho e o nó secundário em verde.