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.
| Relação | Aula 01 | Aula 02 | Aula 03 | |
| Flange de pressão em perfil laminado | CF/TF | 9ε | 10ε | 14ε |
| Ponte feita de perfil laminado | Ceu/Teu | 33ε | 38ε | 42ε |
Onde ε = √(235/fj)
-
Resistência plástica ou resistência transversal, Nc, Estrada
- Perfis não finos: Classe 1, 2 e 3
Nc,Rd = Afj /γm0
-
- Seção fina: Classe 4
Nc,Rd = LIGADOefFj /γm0
Um e Umef 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.
NEd. /Nc,Rd ≤ 1,0
- Resistência à flambagem, Nb, Estrada
Primeiro calcule a resistência à encurvadura dependendo da classe da secção.
-
- Secção não esbelta (Classe 1, 2 ou 3)
Nb, Estrada = χ A fj /γm1
-
- Seção transversal estreita (Classe 4)
Nb, Estrada =χUMAef Fj /γm1
Se A e Aef 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.
| Curva de curvatura | A0 | A | b | C | D |
| Fator de imperfeição α | 0,13 | 0,21 | 0,34 | 0,49 | 0,76 |
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 NEd. /Nb, 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.
