Exemplo prático de construção de uma seção de ângulo único

5 juni 2024 Roberto Magalhães

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 + √(Ø² –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