Paredes são elementos essenciais em quase todas as estruturas. As outras partes resistentes das estruturas, como vigas, lajes, etc., dependem delas. A subestimação do dimensionamento de paredes pode causar deformação inadmissível ou até mesmo o colapso de toda a estrutura. Vamos descobrir qual abordagem para cálculo e verificação de norma está escondida no IDEA StatiCa.
As paredes podem ser classificadas de acordo com vários critérios, como material, finalidade ou função resistente. Se focarmos no ponto de vista do material, as paredes podem ser construídas em aço, madeira ou compostas, mas vamos nos concentrar em paredes de concreto, seus benefícios e seu dimensionamento na prática.
Paredes de concreto fazem parte de quase todas as estruturas, como pontes, edifícios ou estruturas de contenção e tanques. Para a preservação a condição de serviço de longo prazo da estrutura, é importante considerar a abertura de fissuras, deformações admissíveis, o ponto de vista da estabilidade ou o efeito da reologia do concreto. Os efeitos mencionados devem ser envolvidos nos esforços internos, que serão avaliados de acordo com as normas. Vamos ver como os aplicativos da família IDEA StatiCa podem ajudar.
Paredes no RCS
A evolução do método dos elementos finitos nos permite calcular qualquer forma de estrutura. A principal questão é: como interpretar os resultados da análise e fazer corretamente a verificação das normas de cascas/paredes.
Para elementos ou partes da estrutura usados com frequência, a maioria dos engenheiros usa suas próprias planilhas Excel codificadas por eles mesmos. Mas o que acontecerá se um novo projeto surgir e a planilha Excel parecer insuficiente?
Neste momento, há duas opções disponíveis: ter outra ferramenta para verificação de norma ou começar a buscar um novo software que não tenha as desvantagens de uma planilha Excel.
Com a análise global realizada, os esforços internos na parede podem ser inseridos 1:1 no IDEA StatiCa RCS. Os esforços internos da análise global são automaticamente recalculados de acordo com a teoria de Baumann para os esforços internos de cálculo, onde é considerado o efeito do fluxo de tensão de cisalhamento na parede para o dimensionamento da armadura. As etapas finais são colocar a armadura, selecionar a norma e executar a análise.
A verificação de estabilidade deve ser realizada na análise global de elementos finitos para evitar a flambagem da parede. Esta verificação não está no menu das verificações de norma no IDEA StatiCa RCS. Mais informações sobre o método e a análise de paredes estão no background teórico do RCS para elementos 2D.
A mesma abordagem foi usada por um de nossos clientes em um projeto no Reino Unido, onde os esforços internos foram integrados ao longo da altura da parede. Devido a isso, o processo deve verificar a parede como um elemento 1D no RCS. O fluxo de trabalho detalhado da análise e verificação de norma está publicado no estudo de caso Curved shear wall design, United Kingdom.
Paredes no BIM
Neste momento, provavelmente todos vocês diriam: “Por que deveríamos nos preocupar em copiar os esforços internos se pudéssemos usar a solução elegante via BIM?”
BIM é um dos grandes tópicos há muitos anos e nós, no IDEA StatiCa, também acompanhamos essa corrente. Softwares como Midas Civil e AxisVM suportam a exportação de cascas/paredes 2D via BIM link para o IDEA StatiCa. O fluxo de trabalho começa no cálculo dos esforços internos no programa global de elementos finitos e, subsequentemente, vem a exportação via BIM link para o IDEA StatiCa BIM, onde parte ou toda a estrutura é exportada.
A interface BIM serve para a seleção da norma desejada, anexo nacional, e a última etapa é a verificação de norma do estado limite último (ELU) e do estado limite de serviço (ELS). A atualização e restauração dos resultados no IDEA devido à mudança das cargas no software de elementos finitos está disponível e fornece um processo rápido de otimização. Todas as configurações dos cortes, armadura ou norma são preservadas. O processo economiza tempo e dinheiro nos projetos.
Paredes no IDEA StatiCa Detail
Como podemos lidar com paredes que não se encaixam no padrão comum, como paredes com grandes aberturas ou formato não padronizado?
De fato, temos a resposta, e é nosso IDEA StatiCa Detail. O novo método CSFM (Compatible Stress Field Method – Método do Campo de Tensões Compatível) usado neste aplicativo introduz uma solução única para as chamadas regiões D, também conhecidas como regiões de descontinuidade. Extremidades em dente gerber, cantos de pórticos, paredes com aberturas se enquadram nas regiões D. A solução fisicamente não linear 2D para estado plano de tensão sob a proteção do CSFM traz ao engenheiro uma ferramenta poderosa para análise e principalmente verificação de norma da estrutura. A empresa https://www.betkoprojekt.sk/ usou o CSFM em uma área onde outras ferramentas eram insuficientes.
Um desafio do projeto foi a análise e verificação de norma do local crítico onde as forças eram transferidas da estrutura treliçada de aço para a parede de concreto. O problema ocorreu na parte superior esquerda da parede, onde a verificação de norma para ruptura do cone de concreto não foi aprovada. O cálculo foi realizado no aplicativo IDEA StatiCa Connection, onde é usado um modelo de concreto fissurado e não armado baseado na teoria de Winkler. As forças nos chumbadores foram transferidas para a parede no IDEA StatiCa Detail, onde foi aplicada a armadura, assim, essas forças foram transferidas por telas soldadas e armadura adicional. Devido ao modelo complexo, a área de ancoragem e todo o modelo foram verificados de acordo com o ELU e ELS. A análise avançada CSFM confirmou a confiabilidade da ancoragem e de toda a estrutura.
Todo o fluxo de trabalho foi mapeado e usado no webinar Cast in situ wall – Ruzomberok (Eslováquia). A gravação está disponível gratuitamente no link mencionado acima.
Resumo
Paredes de concreto são um grande tópico complexo que incentiva os engenheiros a mostrarem paixão pelo dimensionamento e o melhor de suas habilidades de engenharia. Nosso objetivo foi mostrar a vocês várias abordagens para o cálculo e verificação de norma desses elementos, usando diferentes aplicativos IDEA StatiCa, onde as paredes podem ser resolvidas de um ponto de vista abrangente.
Sinta-se à vontade para testar as paredes no IDEA StatiCa por conta própria. Experimente nossa versão mais recente do IDEA StatiCa Concrete por 14 dias totalmente GRATUITA. E, com certeza, deixe-nos saber seu feedback! Estamos sempre ansiosos para ouvir sobre sua experiência.
