Cálculo de Vigas e Colunas mistas aço-concreto
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- Dalila Ferrão Figueiroa
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1 mcalc_ac Cálculo de Vigas e Colunas mistas aço-concreto Apresentamos a ferramenta que o mercado de estruturas metálicas aguardava: o programa mcalc_ac. O mcalc_ac contempla o cálculo de vigas e colunas mistas em dois módulos distintos. 1. VIGAS MISTAS No módulo Viga Mista foram implementados dois programas: um programa para geração e análise de vigas isostáticas e outro programa para o dimensionamento de vigas mistas. 1.1 Programa de geração e análise de vigas: Fornecem-se alguns parâmetros vão, intervigas, e carregamento - e o programa gera a viga e 4 estados de ações, separando-os em: ação permanente antes da cura, sobrecarga antes da cura, ação permanente após a cura e sobrecarga após a cura. A figura ao lado apresenta a janela onde se informam os dados de geometria e cargas da viga. A figura abaixo apresenta o ambiente após a geração da geometria e os estados de ações da viga. Salienta-se que a programa aceita, além das cargas geradas, cargas concentradas e outras cargas distribuídas, inclusive cargas com variação linear.
2 Clicando no botão Calcular será exibida a janela abaixo, onde se declararam as combinações de ações e os coeficientes de ponderação: Esse programa analisará a viga fornecendo as solicitações e deslocamentos principais com diagramas que se apresentam abaixo. Diagrama de Cortantes: ---- Combinação 1 Dimensionamento ---- Combinação 2 Dimensionamento ---- Ação final Diagrama de Momentos: ---- Combinação 1 Dimensionamento ---- Combinação 2 Dimensionamento ---- Ação final
3 Diagrama de deslocamentos com Contra flecha: = 10 mm = mm fap0 = mm flecha máxima devido à ação permanente no lançamento. fo = 6.5 mm flecha máxima devido à sobrecarga no lançamento. fap2 = 9.22 mm flecha máxima relacionada à ação permanente após a cura. f2 = 5.95 mm flecha máxima relacionada à sobrecarga após a cura fap f fap f ft Contra flecha 1.2 Dimensionamento de vigas mistas Esse programa recebe os resultados da análise momentos antes e depois da cura e o cortante máximo e dimensionará a viga mista.
4 O programa dimensiona vigas mistas usando perfis laminados, soldados e formados a frio: perfis I da Açominas, perfis I padrão americano, perfis I soldados (PS e VS), perfis I e I enrijecidos formados a frio e perfis caixa formado a frio. Como lajes de concreto é possível configurar-se: lajes maciças, lajes com formas steel-deck (usando Metform e Perfilor) e pré-lajes. A biblioteca de conectores do programa contempla: conectores em U (laminados e formados a frio), conectores tipo stud bolt e conector perfobond. Apresenta-se, a seguir parte da memória de cálculo gerada pelo programa de dimensionamento: 5.Avaliação da posição da linha neutra plástica na laje de concreto (Afy)a: é o produto da área da seção da viga de aço pela sua resistência ao escoamento. = kgf Força de plastificação da laje de concreto. = kgf Força de plastificação do perfil de aço. VhRd = kgf Força resistente de cisalhamento longitudianl. = kgf = 4.22 cm Espessura comprimida da laje. Cd = kgf Resistência de cálculo da região comprimida da laje. = kgf Resistência de cálculo da região comprimida do perfil de aço. = kgf Resistência de cálculo da região tracionada do perfil de aço. 6.Determinação do momento resistente de cálculo coeficiente dado conforme a capacidade de rotação da ligação. Para vigas biapoiadas é igual a 1,00. yp = 8.33 cm distância da linha neutra da seção plastificada até a face superior da viga de aço. yc = 1.63 cm distância do centro de gravidade da parte comprimida da seção da viga de aço até a face superior dessa viga. yt = cm distância do centro de gravidade da parte tracionada da seção da viga de aço até a face inferior dessa viga. d = 52.5 cm Altura do perfil de aço. = kgf.cm OK! = 0.7 < 1.0 OK! 8.Cálculo do número de conectores Conector: STB 75x19 Acs = 2.84 cm2 Área da seção transversal dos conectores. = MPa Módulo de elasticidade do concreto.
5 Cred = 1 Coeficiente de redução. = kgf = 14 Número de conectores ; Distância interconectores = cm Conectores STB 75x19 a cada cm 9.Armadura adicional 9.1.Armadura de retração Recomendações do fabricante da fôrma metálica hf+tc = 140 mm a = 150 mm b = 150 mm = 3.8 mm 9.2.Armadura de fissuração Recomenda-se uma malha de mesmas proporções que a de retração sobre as vigas de apoio. = Largura de influência da armadura de fissuração 10.Determinação da inércia da viga mista: Análise elástica simplificada = MPa Módulo de elasticidade do concreto. = 2 Coeficiente que leva em conta a fluência do concreto no cálculo da relação modular.
6 = 9.63 Relação modular para ações de curta duração. = Relação modular para ações de longa duração. Para ações de curta duração Itr = cm4 Momento de inércia da seção mista homogeneizada. = cm4 Momento efetivo de inércia. Para ações de longa duração Itr = cm4 Momento de inércia da seção mista homogeneizada. = cm4 Momento efetivo de inércia. 2. COLUNAS MISTAS Ao se carregar o módulo Colunas Mistas será exibido a janela ao lado No módulo Colunas Mistas foram implementados os seguintes tipos de colunas: Preenchendo-se os dados do pilar o programa fará a verificação e apresentará a memória de cálculo completa com dados de entrada e com o formulário utilizado a verificação do pilar.
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