Projeto de coluna de aço de acordo com o Eurocódigo 3

Este artigo trata do dimensionamento de colunas de aço de acordo com o Eurocode 3, EN 1993-1-1. Cada projeto e processo de design é explicado em detalhes.

As colunas de aço são projetadas para suportar a compressão axial e as tensões de flexão causadas pelos fixadores. Ao contrário do concreto, o aço é fraco à compressão. Existem basicamente dois tipos de falhas em pilares de aço.

• Esmagamento do material – falha do material
• Flambagem de componentes (flambagem geral ou flambagem local)

Trituração de materiais

O material atinge seu limite de capacidade e falha porque não consegue mais suportar a carga aplicada.

Este tipo de falha pode ser devido à resistência à compressão e/ou área transversal insuficiente.

Flambagem das barras

A flexão geral ou localizada pode levar a defeitos de projeto em pilares de aço. A flexão local depende das propriedades da seção transversal.

A flambagem geral depende de vários fatores.

• Comprimento da coluna
• Restrições em cada extremidade (desamarrado, parcialmente amarrado e totalmente amarrado)
• Propriedades da seção transversal (área da seção transversal, forma, etc.)

Para obter mais informações, consulte o artigo sobre Métodos de falha de coluna para diferentes tipos de defeitos em pilares de concreto.

Vamos discutir o aspecto do projeto da coluna de carga axial.

Método de projeto de coluna de aço

• Classificação da seção

Primeiro, a seção transversal deve ser classificada de acordo com as dimensões da seção transversal e as propriedades do material.

Com base nos limites de esbeltez, os perfis são divididos nas categorias Classe 1, Classe 2, Classe 3 e Classe 4. Dessa forma, os perfis das Classes 1, 2 e 3 são classificados como perfis não finos e os perfis da Classe 4 como perfis finos. .

Mais informações podem ser encontradas na seção 5.5.2 da EN 1993-1-1 (EC3).

Vamos dar uma olhada na seção H e ver quais limites estão disponíveis para classificar a seção. Os limites são os seguintes, conforme mostrado na Tabela 5.2.

Onde ε = √(235/f_j)

• Resistência plástica ou resistência transversal, N_{c, Estrada}
  • Perfis não finos: Classe 1, 2 e 3

N_c,Rd = Af_j /γ_m0

• • Seção fina: Classe 4

N_c,Rd = LIGADO_efF_j /γ_m0

Um e Um_ef deve cumprir as Seções 6.2.2.1 e 6.2.2.5.

Após calcular a resistência, deve ser realizado o seguinte teste de capacidade.

N_Ed. /N_c,Rd ≤ 1,0

• Resistência à flambagem, N_{b, Estrada}

Primeiro calcule a resistência à encurvadura dependendo da classe da secção.

• • Secção não esbelta (Classe 1, 2 ou 3)

N_{b, Estrada} = χ A f_j /γ_m1

• • Seção transversal estreita (Classe 4)

N_{b, Estrada} =χUMA_ef F_j /γ_m1

Se A e A_ef Os furos determinados para fixações nas extremidades dos suportes não precisam ser levados em consideração.

Onde “χ” é a redução da flambagem da seção. Pode ser calculado usando a seguinte equação.

α é um fator de imperfeição que pode ser encontrado na Tabela 6.1 do código abaixo.

Aqui um₀a, b, c e d são linhas de encurvadura a selecionar na Tabela 6.2: Seleção da linha de encurvadura para secções transversais de acordo com a EN 1993-1-1. A parte da Tabela 6.2 que fornece as curvas para seções laminadas é mostrada na figura a seguir.

Um método simplificado para calcular λ‾ é apresentado na Secção 6.3.1.3 da EN 1993-1-1.

• Verifique N_Ed. /N_{b, Estrada} <1

O fluxograma do processo de design pode ser mostrado a seguir.

Para maiores explicações sobre o processo de cálculo, você pode consultar o outro artigo publicado no EC3 com um exemplo resolvido.