Construção de vigas de aço de acordo com BS 5950

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.

1. Classificação da seção
2. Capacidade de cisalhamento
3. Capacidade de flexão
4. Flexão de flambagem por torção
5. Desvio
6. Armazenamento de ponte
7. 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

P_contra = 0,6P_jA_contra

P_contra >F_contra

Onde

P_contra – Resistência ao cisalhamento de projeto

F_contra – 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

A_contra =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 (F_contra ≤0,6P_contra ) e alto cisalhamento (F_contra ≥0,6P_contra ).

Para evitar deformações irreversíveis sob cargas de serviço, o valor de Mc deve ser limitado a 1,5P._jZ geral e até 1.2P_jZ no caso de viga ou consola apoiada num dos lados.

Baixo cisalhamento (F_contra ≤0,6P_contra )

Onde,

S – Módulo de seção plástica

S_ef – Módulo de plasticidade efetivo

Z – módulo de seção – elástico

Z_ef – Módulo elástico efetivo

Alta força de cisalhamento (F_contra ≥0,6P_contra )

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 = 5W_tM⁴ / (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, P_cara

P_cara = (b₁ + nk) tP_Sim

Onde

b₁ – O comprimento de armazenamento deve ser calculado com base na localização

n = (2 + 0,6b_t/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

P_Sim = 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; (a_t ≥ 0,7d)

P_X = 25εt P_cara /√( ( b₁ + nk) d)

Quando um_t <0,7 dias

P_X = ( (uma_t +0,7d)/1,4d) {25εtP_cara /√( ( b₁ + nk ) d ) }

Neste caso, o flange não está protegido contra rotação

P_xr = 0,7dP_cara / EU_E

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.