PROGRAMA AUTOTRUSS 2.0 Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Departamento de Estruturas LabMeC Autores: Prof. Dr. João Alberto Venegas Requena requena@fec.unicamp.br Eng. M.Sc. Gustavo Camargo Longhin longhin@labmec.fec.unicamp.br Eng. M.Sc. Tiago Luís Duarte Forti fortiago@labmec.fec.unicamp.br Introdução O programa AutoTruss é uma ferramenta de otimização do projeto de coberturas por estruturas planas e multiplanares em aço. A aplicação analisa uma grande variedade de propostas estruturais indicando o peso final de cada proposta. A aplicação fornece à equipe de engenharia de projetos um conjunto reduzido de casos que certamente são os mais econômicos para o problema 1
em questão. Desse modo, o usuário é capaz de comparar rapidamente diversas soluções e decidir pela proposta mais viável. A versão 2.0 apresenta novas funcionalidades de geração de geometria, carregamentos e arranjos estruturais trazendo maior flexibilidade ao usuário projetista. Considerações de cálculo O procedimento adotado neste trabalho para obtenção dos esforços na estrutura segue as linhas da chamada análise matricial de estruturas, pelo método dos deslocamentos. São hipóteses adotadas no cálculo: a) estrutura constituída por barras; b) materiais em regime elástico linear: - pequenos deslocamentos e pequenas deformações; - validade do princípio de Bernoulli, em que toda seção transversal plana permanece plana após a deformação; - validade do princípio de superposição de efeitos. O método dos deslocamentos nos permite obter o deslocamento e rotações dos nós da estrutura e suas forças e momentos de extremidade. Com isso obtem-se os esforços máximos atuantes em cada elemento. Esses esforços, medidos em esforços normais, cisalhantes, fletores e de torção serão utilizados no dimensionamento dos elementos. O dimensionamento das barras é feito de acordo com a norma NBR8800/86 Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edifícios. As barras são dimensionadas em flexão composta. 2
Funcionalidades do programa Dados de entrada: Vão (m): indica a distância (vão livre) a ser coberta pela treliça Largura (m): indica a largura de influência da treliça. Em treliças planas, representa a distância entre treliças. Para multiplanares, indica a largura da treliça, a qual deve coincidir com a distância entre elas. Altura: define a altura da treliça. Intervalo: em quantos intervalos a altura irá variar. No caso acima, com 3 intervalos, a altura varia de 1m, 1,1m, 1,2m, 1,3m. Tamanho: define qual o valor dos intervalos.na fig.1, a treliça varia de 0,1 em 0,1 sua altura. L flamb. dos banzos para treliça plana : comprimento de flambagem dos banzos para treliça plana, valor fixo. 3
Limites ângulo diagonais: escolhidos pelo usuário, definem a modulação da treliça. Modelos: definido pelo usuário ao clicar em uma das opções disponíveis. - Warren: - Warren com montante: - Pratt: - Pratt invertida: Tipo: definido pelo usuário, clicando em uma das opções. - Plana: - Multiplanar: 4
Inclinação: longitudinal ou transversal da treliça para acompanhar a inclinação da cobertura. O usuário pode variar a porcentagem de inclinação. Cancel: permite ao usuário parar a execução do programa. Barra de Ferramentas Arquivos: - Salvar para Excel: salva os resultados do programa em um arquivo.csv para ser aberto no Excel. É acessado ao utilizar o atalho Ctrl+S. - Sair do programa. É também acessado ao utilizar o atalho Ctrl+Q. Visual: - Vistas: maneiras que pode ser visualizada a treliça. * Plano XY: permite uma visualizarão da treliça no plano XY. * Plano XZ: permite vizualização da treliça no plano XZ. * 3D: visualização da treliça em perspectiva. - ZoomIn: aproxima a vista da treliça. Com o comando = tem-se um atalho. - ZoomOut: afasta a vista da treliça. O comando - serve como atalho. - ZoomAll: adequa a visualização para conter toda a treliça. Tem-se Ctrl+Z como comando de atalho. Definir: - Materiais: tipos de aço VMB - 250, 300 e 350. 5
quadrados. - Seções: tabela de perfis VMB. São disponíveis os perfis circulares e - Grupos: associação de perfis. Permite associar diferentes perfis a cada grupo de barra, por exemplo perfis quadrados para os banzos e circulares para diagonais e montantes. 6
- Carregamentos: define as cargas atuantes na estrutura, em que carregamento positivo é no sentido da gravidade. - Forças nodais: permite aplicar forças nodais na estrutura. Uma vez que a geometria não é conhecida ainda (será gerada na execução do programa), não se conhece a coordenada exata do nó em que a força será aplicada. Por isso, define-se uma coordenada provável de aplicação da força. Na execução do 7
programa, após ser gerada a geometria, a força será aplicada no nó do banzo inferior mais próximo à coordenada provável. - Combinações: define os coeficientes de ponderação dos carregamentos aplicados. 8
- Ajuste da geometria: permite encurtar a treliça mantendo sua modulação original. O programa, de fato, apenas move os nós de extremidade de modo a encurtar o comprimento total da treliça. - Release: o padrão do programa é considerar todas as barras como elementos de pórtico. Nessa opção, permite-se converter certos tipos de barras (como diagonais, por exemplo) em elementos de treliça, isso é, apenas com rigidez axial. 9
Sobre: apresentação dos autores do programa e seus contatos. 10
Resultados: Após rodado o programa, tem-se a planilha com os resultados finais, de acordo com as opções escolhidas pelo usuário nos dados iniciais. Assim, podese comparar cada caso. Para o exemplo na figura acima, tem-se 3 intervalos de variação da altura, 4 tipos de modelos escolhidos tanto multiplanar quanto plana. Logo, tem-se 160 casos possíveis. 11
Refinamento: Após os resultados obtidos, escolhe-se um casos rodados e, clicando com o botão direito do mouse, encontram-se opções como: Executar este caso, Exportar este caso, Ordenar por peso, Ordenar por custo. Ordenar por custo perfis Cor. Executar este caso: escolhendo esta opção tem-se o caso escolhido e a treliça para visualização. Exportar este caso: com essa opção exporta-se o caso escolhido em arquivo dxf. Exportar este caso para o programa SAP2000 (arquivo $2k) Ordenar por peso: ordena os casos da planilha por peso. Ordenar por custo: ordena os casos da planilha por custo de perfis VMB. Ordenar por custo perfis Cor: ordena os casos por custo utilizando perfis VMBCor. 12
Depois de ter executado o caso, para visualização da treliça, faz-se o uso do mouse: o botão esquerdo é pan e o botão direito rotaciona a treliça. O usuário pode ainda aproximar ou afastar a vista utilizando o recurso ZoomIn ou ZoomOut, encontrados na barra de ferramentas. Referências bibliográficas 1) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edifícios NBR8800/86, Rio de Janeiro, 1986. 2) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT, (NBR 8681): Ações e Segurança nas Estruturas, Rio de Janeiro, 1984. 3) WEAVER JR., WILLIAM, GERE, AMES M.. Análise de estruturas reticuladas. Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, RJ, 1981. 13