Este artigo fornece uma visão geral dos procedimentos que devem ser seguidos ao projetar vigas de aço. Etapas básicas devem ser seguidas para concluir a construção. Estas etapas podem ser agrupadas em seis tópicos principais de acordo com a BS 5950.
Para realizar o projeto corretamente, os seguintes passos podem ser seguidos na seguinte ordem.
- Classificação da seção
- Capacidade de cisalhamento
- Capacidade de flexão
- Flexão de flambagem por torção
- Desvio
- Armazenamento de ponte
- Flambagem da ponte
Classificação da seção
A classificação é baseada na proporção da seção.
Com base nos perfis b/te d/t, o flange e a alma são divididos nas categorias de perfis plásticos, compactos, semicompactos e finos. Clique aqui para saber mais sobre a classificação das seções.
O primeiro passo no projeto de vigas de aço é classificar a seção transversal. Nenhuma construção pode ser realizada sem a classificação da viga.
Capacidade de cisalhamento
Pcontra = 0,6PjAcontra
Pcontra >Fcontra
Onde
Pcontra – Resistência ao cisalhamento de projeto
Fcontra – Força cortante de projeto
Av é a área de cisalhamento e é calculada de acordo com a BS 5950. Para perfis I e H laminados e perfis em U, a carga é paralela à alma
Acontra =tD
Capacidade de flexão
A equação da capacidade de flexão é selecionada no dimensionamento de vigas de aço com base na força cortante na seção.
Existem diferentes equações para baixo cisalhamento (Fcontra ≤0,6Pcontra ) e alto cisalhamento (Fcontra ≥0,6Pcontra ).
Para evitar deformações irreversíveis sob cargas de serviço, o valor de Mc deve ser limitado a 1,5P.jZ geral e até 1.2PjZ no caso de viga ou consola apoiada num dos lados.
Baixo cisalhamento (Fcontra ≤0,6Pcontra )
Classificação da seção | Capacidade de momento |
Classe 1 – Plástico Classe 2 – Compacto |
MC =PjS |
Classe 3 – Semicompacto | MC =Pj Z ou MC =PjSef |
Classe 4 – Magro | MC =PjZef |
Onde,
S – Módulo de seção plástica
Sef – Módulo de plasticidade efetivo
Z – módulo de seção – elástico
Zef – Módulo elástico efetivo
Alta força de cisalhamento (Fcontra ≥0,6Pcontra )
Classificação da seção | Capacidade de momento |
Classe 1 – Plástico Classe 2 – Compacto |
MC =Pj(S – ρScontra) |
Classe 3 – Semicompacto | MC =Pj(Z –ρScontra/1,5) ou MC =Pj(pág.ef –ρScontra) |
Classe 4 – Magro | MC =Pj(Zef –ρScontra/1.5) |
Com base na classificação da seção e após verificação das condições de baixo e alto cisalhamento, a capacidade de flexão pode ser avaliada.
Para obter mais informações sobre as demais verificações a serem realizadas, clique no item relevante da lista de verificação acima.
Flexão de flambagem por torção
A viga deverá ser verificada quanto à flambagem por torção ao longo do seu vão e de acordo com a disposição dos apoios internos. O artigo Flexão de flambagem por torção poderia ser usado para exemplos teóricos e práticos.
O projeto de vigas de aço deve incluir um projeto de encurvadura por flexão e torção. Não deve ser evitado por nenhum motivo.
Desvio
A viga deve ser verificada quanto à deflexão vertical, levando em consideração as cargas que atuam na viga. A Tabela 8 da BS 5950:2000 apresenta os limites a serem considerados no projeto.
A deflexão devido às cargas de projeto pode ser calculada manualmente ou derivada da análise. Por exemplo, a deflexão máxima de uma viga simplesmente apoiada carregada com uma carga uniformemente distribuída pode ser derivada da seguinte equação.
δ = 5WtM4 / (384EI)
Da mesma forma, o defeito relacionado ao estresse pode ser calculado com base em dados ou análises da literatura.
O controle de deflexão deve ser realizado ao projetar a viga de aço para garantir que não ocorra deflexão excessiva.
O artigo da Wikipédia distração (tecnologia) especifica os métodos para calcular deflexões.
Armazenamento de ponte
A capacidade de carga da alma é verificada para garantir que ela pode suportar as cargas verticais que atuam sobre ela. Se o projeto assim o exigir, são fornecidos reforços para melhorar a rigidez da alma.
Capacidade de carga da web, Pcara
Pcara = (b1 + nk) tPSim
Onde
b1 – O comprimento de armazenamento deve ser calculado com base na localização
n = (2 + 0,6bt/k), mas ≤ 5 no final do elemento e todos os outros casos n = 5
k = T+ r – para perfis laminados I e H e
k = T – para perfis soldados
r = raio raiz da tabela de seções transversais
t = espessura da teia
PSim = força do design da web
Para maiores esclarecimentos, um exemplo trabalhado pode ser usado.
Flambagem da ponte
A rotação do banzo em relação à alma e o movimento lateral entre os banzos são devidos à flambagem da alma. Dependendo da distância ao centro da carga, existem diferentes equações para calcular a capacidade de carga da alma.
Capacidade da alma (Px) quando a distância à carga ou reação ao extremo próximo for igual ou superior a 0,7d; (at ≥ 0,7d)
PX = 25εt Pcara /√( ( b1 + nk) d)
Quando umt <0,7 dias
PX = ( (umat +0,7d)/1,4d) {25εtPcara /√( ( b1 + nk ) d ) }
Neste caso, o flange não está protegido contra rotação
Pxr = 0,7dPcara / EUE
Conforme explicado neste artigo, todos os testes devem ser realizados no projeto de vigas de aço. Para saber mais sobre a aplicabilidade destas equações, você pode consultar os exemplos trabalhados neste site.