1 MANUAL DE UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE STEELPERFIL O SteelPerfil é um programa gratuito, desenvolvido como trabalho de conclusão de curso para obtenção do grau de engenheiro pela faculdade IMED. O software realiza a verificação de perfis de aço formados a frio nas seções U simples, U costacosta, U caixão e Ue simples de acordo com os critérios estabelecidos pela ABNT NBR 14762 (2010) e permitindo para as dimensões das seções, que se faça uso dos perfis padronizados pela ABNT NBR 6355 (2012) ou possibilita atribuir uma seção variável. Este manual inicia apresentando, na figura A-1, a tela inicial do programa desenvolvido. Figura A-1 - Tela inicial do programa SteelPerfil
2 Para facilitar o entendimento do usuário acerca de como utilizar o programa, divide-se o mesmo em 20 partes conforme a figura A-2. Figura A- 2 - Numeração dos componentes do programa 1 Botão Configurações, permite ao usuário alterar algumas configurações iniciais adotadas pelo programa. Clicando no mesmo, será aberta a janela contida na figura A-3. 1.1 Permite a alteração das variáveis raio interno (ri), módulo de elasticidade do aço (E) e o módulo de elasticidade transversal do aço (G). 1.2 Permite a alteração dos métodos utilizados para verificação da seção, podendo ser utilizado método da seção efetiva (MSE) e/ou método da largura efetiva (MLE). Essa configuração apenas é válida para perfis com seção transversal simples. 1.3 Botão OK, utilizado para confirmar as modificações ou apenas para fechar a tela. 1.4 Botão Redefinir, utilizado para redefinir as configurações inicias do programa.
3 Figura A- 3 - Tela de configurações 2 Botão Limpar, permite limpar todos os campos preenchidos e alterações realizadas. 3 Escolha do perfil, neste local é possível escolher o tipo de perfil, podendo ser no formato U ou Ue. Pode-se utilizar os perfis cadastrados, com dimensões padronizadas pela ABNT NBR 6355 (2012), ou há a possibilidade de optar por uma seção variável. 4 Possibilita a configuração da seção transversal para perfis U, compreende seção simples, composta costa-costa e composta caixão. 5 Caso seja utilizado um perfil cadastrado, as dimensões do mesmo serão preenchidas automaticamente, já em caso de ser utilizada uma seção variável, os campos devem ser preenchidos pelo usuário com as dimensões do perfil. 6 Permite atribuir um afastamento entre os perfis U no caso de ser utilizada uma seção composta. 7 Para perfis Ue não cadastrados, ou seja, com seção variável, deve ser verificada a flambagem distorcional do mesmo. Clicando no botão Verificar flambagem distorcional será aberta a janela contida na figura A-4. 7.1 Apresenta as dimensões atribuídas pelo usuário, conforme o item 3.
4 7.2 Botão para realizar a verificação do perfil quanto à flambagem distorcional. 7.3 Botão para utilizar outro perfil, ao ser clicado, o usuário é direcionado à janela inicial onde é possível fazer a alterações das dimensões ou utilizar outro perfil. 7.4 São apresentadas as relações das dimensões do perfil, necessárias para utilizar as Tabelas 11 e 14 da ABNT NBR 14762 (2010) para a verificação se Ndist e/ou Mdist podem ser dispensados. 7.5 Relações verificadas pelas tabelas do item 7.4, relações fora destas faixas automaticamente requerem que o usuário atribua o valor de Ndist e/ou Mdist. 7.6 Relação Largura nominal do enrijecedor/ largura nominal da alma (D/bw) mínima para a compressão e flexão, devendo a relação D/bw do item 7.4 ser superior à estas para que Ndist e Mdist sejam dispensados. 7.7 Resultado da verificação, podendo ser dispensados ou necessários os valores de Ndist e/ou Mdist. Caso seja necessário verificar apenas a resistência de cálculo do perfil quanto à compressão e na verificação da flambagem distorcional concluiuse que Mdist é necessário, basta aplicar o valor 0 (zaro) no campo de Mdist (item 7.8) para prosseguir com a verificação. Essa consideração também é válida caso seja necessário verificar apenas a resistência de cálculo do perfil apenas quanto à flexão. 7.8 Caso Ndist e/ou Mdist sejam necessários, deve-se atribuir seus valores em seus respectivos campos possibilitando passar para o item 7.9. Caso Ndist e/ou Mdist sejam necessários, mas o usuário não dispõe dos valores dos mesmos, basta clicar no botão do item 7.3 e alterar as dimensões. Caso a verificação realizada no item 7.7 dispense os valores de Ndist e Mdist basta passar para o item 7.9. 7.9 Realizada a verificação e preenchidos os valores, caso necessários, clica-se no botão 7.9 para liberar o botão de calcular as propriedades geométricas da seção e prosseguir com a verificação.
5 Figura A- 4 - Tela de verificação da flambagem distorcional 8 Calcula as propriedades da seção, devendo para os perfis Ue com seção variável passar pelo item 7 primeiro. 9 Quadro onde são apresentadas as propriedades geométricas da seção. 10 Aplicação dos esforços solicitantes de cálculo pelo usuário. 11 Atribuição dos comprimentos teóricos de flambagem para os eixos x, y e z. 12 Escolha do aço e suas propriedades, tendo cadastrados os aços mais utilizados por perfis formados a frio. Caso utilizar um perfil cadastrado, os valores das resistências ao escoamento (fy) e à ruptura (fu) são preenchidos automaticamente, caso utilizar um aço variável, o usuário deverá preencher suas propriedades manualmente. 13 Coeficiente de modificação para momento fletor não uniforme, para momento em torno do eixo x (Cb) é calculado conforme o item 9.8.2.2 da ABNT NBR 14762 (2010) e para momento em torno do eixo y (Cm) é calculado de acordo com o item E.2 da mesma norma. 14 - Distância entre travejamentos (Ltrvj.), habilitado para seções compostas do perfil U. Para distância igual a 0 (zero), o programa considera uma união contínua ao longo de toda a seção, considerando apelas a flambagem da seção composta, caso contrário o programa entende que a união é realizada por travejamentos em quadro, sendo verificadas as flambagens da seção simples e da seção composta.
6 De acordo com Carvalho, Grigoletti e Barbosa (2014) a distância entre travejamentos deve ser menor ou igual à L/3 (L = comprimento de flambagem em torno do eixo x do perfil) ou menor que 50rmin, ainda há uma força cortante fictícia (Qi) que deve ser neutralizada pelo dispositivo de travejamento calculada por: Q i = 0,20A (A1) Para perfis com afastamento e > 20r1, a força cortante fictícia será: Q i = 0,20A[1 + [5(e/r 1 20)]/100] (A2) Onde: Qi = Força cortante fictícia (kn); A = Área bruta da seção composta (cm²); e = Distância entre os baricentros dos perfis (cm); r1 = Raio de giração em torno do eixo de menor inércia de um perfil isolado (cm); Como o SteelPerfil não verifica ligações, Qi e a resistência do dispositivo de travejamento devem ser verificados por outros meios. 15 - Apenas para seções simples, permite verificar o deslocamento da seção em torno do eixo x do perfil utilizando o método da largura efetiva e comparar com o deslocamento máximo permitido pela ABNT NBR 14762 (2010). Clicando no botão Aplicação abrirá a janela contida na figura A-5. 15.1 - Escolher a aplicação do perfil verificado. 15.2 - Aplicação das variáveis vão teórico, carga distribuída e momento máximo conforme a figura ao lado esquerdo do item. Somente é verificado o deslocamento em torno do eixo x do perfil. 15.3 - Botão para considerar as modificações realizadas na janela, permitindo prosseguir com a verificação.
7 Figura A- 5 - Tela de verificação do deslocamento do perfil Caso seja configurado para verificar o deslocamento, o resultado do mesmo será apresentado no item 15 quando o botão Calcular, item 18, for pressionado. 16 - Após clicar no botão Calcular, item 18, as resistências de cálculo à tração, compressão, flexão em torno do eixo x, flexão em torno do eixo y, cortante em x e cortante em y, são aplicadas nos campos com sua nomenclatura. Ao lado dos campos apresenta-se a relação esforço solicitante de cálculo/esforço resistente de cálculo (Sd/Rd), variando sua cor conforme o valor da relação, tendo seus extremos na cor cyan, significando que a seção está sendo superdimensionada e vermelho quando a seção não atende os critérios de segurança (Sd > Rd). Como as seções compostas são verificadas apenas quanto à tração e à compressão, os valores apresentados nestes campos são para os respectivos esforços.
8 17 - Também após clicar no botão Calcular, item 18, são apresentadas as relações de interação compreendendo tração + momento, compressão + momento e a combinação de cortante e momento para os eixos x e y. Como as seções compostas são verificadas apenas à tração e à compressão, as equações não são apresentadas para estes casos. 18 Botão para realizar as verificações quanto aos esforços resistentes da seção, compreendendo tração, compressão, momento em torno do eixo x, momento em torno do eixo y, cortante em x, cortante em y e verificação da flecha para os perfis com seção simples. Os perfis compostos restringem-se à tração e à compressão pelo MLE. Ao clicar no botão Calcular, a janela tende a ficar como mostrado na figura A-6. Figura A- 6 Tela apresentada ao se concluir a fase de dimensionamento
9 19 Após serem realizadas as verificações, o botão Relatório, ao ser clicado, abre uma nova janela contendo o resultado dos cálculos realizados possuindo a opção de ser impresso ou copiado manualmente, conforme se observa na figura A-7. Figura A- 7 - Tela de relatório após serem realizadas todas as verificações 20 Botão para sair do programa. Por fim, segue os fluxogramas para a rotina de possibilidades para o usuário realizar a verificação dos diferentes perfis e seções abordados. Na Figura A-8 têm-se a rotina específica para o perfil U simples. Já na figura A-9 a rotina apresentada é a relativa ao perfil Ue. Por fim, têm-se na figura A-10 a rotina para o perfil U composto.
10 Figura A- 8 Rotina para o perfil U simples
11 Figura A- 9 - Rotina para o perfil Ue
12 Figura A- 10 - Rotina para perfis U compostos