Exemplo prático de construção de uma seção de ângulo único

Este artigo explica o dimensionamento de perfis angulares individuais de acordo com EN 1993-1-1 usando um exemplo prático. As seções angulares sujeitas a forças de compressão são projetadas com referência à seção apropriada do Código.

O procedimento de dimensionamento dos elementos de compressão é o mesmo descrito no artigo. Estrutura de suporte em aço de acordo com o Eurocode 3.

Vamos discutir o design com um exemplo prático.

Dados de construção

• Perfil angular 60x60x6
• Comprimento do perfil angular 600mm
• Carga aplicada 100kN
• Única fileira de parafusos
• Classe de aço S275

Divisão de seções

Vamos encontrar os dados do material

Espessura do perfil = 6 mm ≤ 40 mm e

Classe de aço S275

Da Tabela 3.1 da EN 1993-1-1,

fy = 275 N/mm²

Da Tabela 5.2 (Folha 3 de 3)

ε = √(235/f_j) = √(235/275) = 0,924

Da Tabela 5.2 (Folha 3 de 3)

h/t = 60/6 = 10 ≤ 15ε = 15 x 0,924 = 13,86

(b+h) / 2t = (60+60) / (2×6) = 10 ≤ 11,5ε = 11,5 x 0,924 = 10,626

Portanto a seção é classe 3

Capacidade de carga compressiva da seção transversal

N_Ed. /N_c,Rd ≤ 1,0

N_c,Rd = Af_j /γ_M0

γ_M0 = 1,0 da seção 6.1

A = 695 mm²

N_c,Rd = Af_j /γ_M0 = 695 x 275 / 1,0 = 191,1 kN

N_Ed. /N_c,Rd = 100/191,1 = 0,524 <1

A seção atende à capacidade de compressão.

resistência à torção

N_Ed. /N_{b, Estrada} ≤ 1,0

Calcule o comprimento de flambagem L_cr

Precisamos verificar a resistência à flambagem no eixo crítico. Portanto, levamos em consideração os eixos YY, ZZ e VV e determinamos o fator crítico de redução (quanto menor o valor, maior a redução do momento fletor). Isto é obrigatório ao projetar perfis angulares.

Encontre o comprimento de flambagem em cada eixo. O comprimento de encurvadura pode ser levado em consideração conforme especificado na BS 5950.

Eixo YY; 0,85 x 600 = 510 mm

Eixo ZZ; 1,0 x 600 = 600 mm

Eixo VV; 0,85 x 600 = 510 mm

Determine o raio de giração (i) a partir das propriedades da seção transversal.

i – Eixo YY = 18,3 mm

i – Eixo ZZ = 18,3 mm

Eixo i-VV = 11,8 mm

λ1 = 93,9ε = 93,9 x 0,924 = 86,4

λ‾ = (Lcr / i)(1 / λ1)

Nota: O símbolo λ¯ deve ser conforme especificado no código. Comparado ao código, há uma pequena diferença entre o símbolo e o código.

Calcule para cada direção para obter o fator crítico.

λ‾ Eixo YY = (510/18,5)(1/86,4) = 0,323

λ‾ Eixo ZZ = (600/18,5)(1/86,4) = 0,379

λ‾ Eixo VV = (510 / 11,8)( 1 / 86,4) = 0,5

Na construção com perfil angular simples a ligação é feita por um único parafuso, λ¯_ef deve ser levado em conta. Se houver dois ou mais parafusos, as excentricidades poderão ser desprezadas.

Neste exemplo, considere o ângulo conectado por uma perna. Portanto, considere λ¯_ef

Eixo YY; λ¯_ef = 0,5 + 0,7λ‾ = 0,5 + 0,7 × 0,323 = 0,726

Eixo ZZ; λ¯_ef = 0,5 + 0,7λ‾ = 0,5 + 0,7 × 0,379 = 0,765

Eixo VV; λ¯_ef = 0,35 + 0,7λ‾ = 0,35 0,7×0,5 = 0,7

O fator de redução crítico é o menor valor de “χ”. Este valor torna-se menor quando Ø é maior. Este valor torna-se maior quando λ¯_ef mais alto. Portanto escolhemos

λ¯_ef = 0,765

Obtenha agora a curva de encurvadura da Tabela 6.2 da EN 1993-1-1.

Para perfis angulares, a curva de flambagem é “b”.

α é derivado da Tabela 6.1 da EN 1993-1-1.

α = 0,34

Agora calcule Ø de Cl.
Ø = 0,5(1 + 0,34(λ¯0,2) + λ¯²) = 0,5 (1 + 0,34 (0,765 – 0,2) + 0,765²) = 0,889

Fator de redução calculado, χ

χ = 1 / (Ø + √(ز –λ¯²) ) = 1 / (0,889 + √(0,889² +0,765²)) = 0,742

Agora calcule a resistência à flambagem

N_{b, Estrada} = χAf_j /γ_M1

N_{b, Estrada} = 0,742 x 695 x 275 / 1,0 = 141,8 kN

N_Ed. /N_{b, Estrada} <1,0

N_Ed. /N_{b, Estrada} = 100/141,8 = 0,7 <1

seção é suficiente.

Mais informações sobre Aço estruturalvocê pode consultar o artigo da Wikipedia.