Projeto de Painéis e Montantes em Aço Leve

Este artigo descreve o uso do módulo de painéis de parede em aço leve (aço formado a frio) do StatiCAD. O módulo realiza duas verificações principais: a capacidade ao cisalhamento do revestimento do painel (TBDY 2018) e a verificação dos montantes do quadro do painel à compressão axial + flexão por vento fora do plano (Método da Largura Efetiva — MLE (EGM), na organização do Capítulo 4 da HCBTİE; YDKT ou GKT). Os esforços são obtidos da solução de análise do programa; os resultados são apresentados nos avisos da análise e nos relatórios de cálculo em turco/inglês.

Artigos relacionados: Projeto de Vigas e Pilares em Aço Leve, Condições Normativas, Ancoragem e Fundação, Fundamentos Teóricos, Validação.

informação

Em quais edições? Os cálculos em aço leve estão disponíveis na edição StatiCAD Ultimate. Os dados do painel são salvos com o projeto em todas as edições.

1. Fluxo geral

1. Desenhe a parede normalmente e abra a janela Propriedades da Parede.
2. Como tipo de projeto, marque a opção “Hafif Çelikte Panel” (Painel em Aço Leve).
3. Na aba Hafif Çelik Paneli (Painel em Aço Leve), informe os dados de revestimento e montante (Seção 2) e salve com OK.
4. Para painéis na fachada externa, marque a caixa de eixo de borda adequada em Propriedades da Parede (Eixo de Borda Superior/Inferior/Esquerdo/Direito); a flexão por vento é calculada apenas nessas paredes (Seção 5).
5. Em Configurações Gerais do Projeto, verifique o método de projeto (YDKT/GKT), a pressão dinâmica do vento e o limite de flecha do montante (Seções 5 e 6).
6. Execute a análise. A capacidade ao cisalhamento do painel e as verificações dos montantes são calculadas automaticamente durante a análise; as insuficiências aparecem na lista de avisos ao final da análise (Seção 8).
7. Na árvore da aba Relatório da janela Seleção de Relatório, marque o grupo “Hafif Çelik Eleman Raporları” (Relatórios de Elementos em Aço Leve) e seus subrelatórios e gere o relatório (Seção 9).

2. Dados da aba “Hafif Çelik Paneli”

Dado	Descrição	Padrão
Sol/Üst Panel Kaplama Var (Revestimento na face esquerda/superior)	Indica se há chapa de revestimento na face esquerda (superior) do painel	Sim
Sağ/Alt Panel Kaplama Var (Revestimento na face direita/inferior)	Indica se há chapa de revestimento na face direita (inferior) do painel	Sim
vc,esq, vc,dir (kN/m)	Resistência característica ao cisalhamento do revestimento por unidade de comprimento (conforme tipo de chapa, diâmetro e espaçamento dos parafusos; a explicação na aba apresenta os valores típicos da Tabela 10.5 da TBDY)	10,2 (OSB de 11 mm)
Dikme Profili (C / Sigma) (Perfil do montante)	Seção formada a frio a ser usada nos montantes do painel; a lista é preenchida com a tabela de perfis fornecida na instalação	Vazio (o usuário seleciona)
Dikme aralığı s (mm) (Espaçamento dos montantes)	Espaçamento entre eixos dos montantes intermediários	600
Kenar dikme adedi n (Número de montantes de extremidade)	Número de montantes em cada extremidade do painel; a força de tombamento é distribuída entre esses montantes	2

observação

Arquivos de projeto antigos, que não contêm esses dados, abrem sem necessidade de alteração; os campos assumem os valores padrão.

3. Capacidade ao cisalhamento do painel (TBDY 2018)

Para cada painel em aço leve, calcula-se a capacidade ao cisalhamento da(s) face(s) com revestimento:

informação

Vc = 0,6 · vc · L (L: comprimento da parede)

• Na faixa 2 ≤ h/L ≤ 4, a capacidade é reduzida pelo fator 2L/h; se h/L > 4 ou L < 0,30 m, o painel não contribui para a capacidade ao cisalhamento.
• Se somente uma face tiver revestimento, vale a capacidade dessa face; se as duas faces tiverem revestimento, adota-se o total para revestimentos iguais e, para revestimentos diferentes, a regra max(2·menor, maior).

O resultado é considerado na distribuição do cortante do pavimento como capacidade horizontal do painel e é listado por painel no relatório.

4. Verificação do montante (MLE — HCBTİE Capítulo 4)

4.1 Solicitações

A análise extrai, para cada painel e em todas as combinações de carga, o envelope do cortante no plano (V) e do esforço axial vertical (N) da parede; o nome da combinação determinante é exibido no relatório. As solicitações dos montantes são derivadas desse envelope:

Elemento	Solicitação axial	Descrição
Montante intermediário	Nint = N · s / L	Parcela da área de influência da carga vertical
Montante de extremidade	Next = max[ N·(s/2)/L + (V·h/L)/n ; Cd ]	Parcela da área de influência + parcela da força de extremidade devida ao momento de tombamento, dividida pelo número de montantes de extremidade. Cd é essa mesma distribuição majorada pelo fator de sobrerresistência D do efeito sísmico, calculada por combinação (TBDY 10.4.1.1(a)); prevalece o maior valor. No relatório, ao lado da solicitação aparece “(D ile)” ou “(zarf)” (“(com D)” ou “(envelope)”).

4.2 Capacidade

Para a seção selecionada, a capacidade à compressão axial (Pd) é obtida pelo MLE: a menor entre as linhas de flambagem local (larguras efetivas), flambagem distorcional e flambagem flexo-torcional (global) é a determinante. Comprimentos de flambagem:

• Eixo forte: Lx = altura do painel h.
• Se pelo menos uma face tiver revestimento, adota-se Ly = Lz = espaçamento dos montantes s para o eixo fraco e a torção, e a flambagem lateral com torção é considerada contida; sem revestimento, Ly = Lz = h.

As propriedades brutas da seção (A, Ix, Iy) são os valores de catálogo do fabricante constantes na tabela de perfis; a constante de torção, o centro de cisalhamento e a constante de empenamento são calculados automaticamente a partir da geometria da seção. Nos painéis com revestimento, a linha determinante costuma ser a flambagem distorcional; a tensão crítica distorcional é calculada pelo método geral da HCBTİE 4.10.3.3 ou, se selecionado, pelo método das faixas finitas (ver Fundamentos Teóricos).

Para cada painel, o montante de extremidade e o intermediário são verificados em linhas separadas. Duas razões são calculadas e a maior é a razão determinante, que fornece a decisão Yeterli / YETERSİZ (Suficiente / INSUFICIENTE):

• Razão axial = PEd/Pd (envelope de todas as combinações de carga),
• Razão da combinação com vento = P/Pd + M/Md (somente em paredes externas; HCBTİE Eq. 4.8.4).

5. Flexão por vento fora do plano e flecha

Os montantes das paredes com eixo de borda marcado (externas) fletem como vigas simplesmente apoiadas sob a pressão de vento perpendicular à face da parede:

• w = max(0,8 · q ; 0,5) kN/m² (0,8: coeficiente de pressão da TS 498; 0,5 kN/m²: limite inferior da carga de vento característica da HCBTİE)
• M = γW · w · b · h² / 8 (b: s no montante intermediário, s/2 no montante de extremidade; aplica-se a amplificação de segunda ordem)

q é o campo “Rüzgar Yükü” (Carga de Vento) da aba Configurações Gerais do Projeto → Combinações de Carga; deve-se informar o valor da TS 498 adequado à altura do edifício (0–8 m: 0,5; 8–20 m: 0,8; 20–100 m: 1,1 kN/m²). A carga de neve da mesma aba entra no esforço axial da combinação com vento. Combinações com vento — YDKT: 1,2G + 1,0Q + 0,5S + 1,6W e 1,2G + 1,6S + 0,8W; GKT: G + 0,75Q + 0,75S + 0,45W e G + 0,6W.

observação

Se nenhum painel em aço leve do projeto estiver marcado como parede externa, aparece na lista de avisos da análise uma linha informando isso; a flexão por vento não é ignorada silenciosamente. Também é emitido aviso se q não tiver sido informado ou se for inferior ao valor da TS 498 correspondente à altura da cota superior do painel (q não é alterado pelo programa).

Verificação de flecha: Nos montantes de paredes externas, calcula-se a flecha fora do plano com o valor característico do vento e verifica-se δ ≤ h/K. A flecha é calculada com a inércia efetiva da seção no momento de serviço (HCBTİE 4.9.5); em seções esbeltas pode resultar maior do que a calculada com a inércia bruta. K é selecionado na lista Dikme sehim sınırı (Limite de flecha do montante) do campo “Hafif Çelik Eleman Tasarım Yöntemi” (Método de Projeto de Elementos em Aço Leve) da aba Configurações Gerais do Projeto → Seleção de Norma (h/120, h/200, h/240 padrão, h/300, h/360). Como a HCBTİE não fornece limite específico para montantes, a escolha deve ser feita pelo engenheiro conforme o tipo de revestimento: h/120 é comum em revestimento flexível, h/240 em chapa de gesso ou OSB, h/360 em reboco ou revestimento cerâmico. O resultado é escrito no relatório em uma linha separada “Sehim” (Flecha); se o limite for excedido, o montante é considerado insuficiente.

6. Método de projeto: YDKT / GKT

Seleciona-se no campo “Hafif Çelik Eleman Tasarım Yöntemi” da aba Configurações Gerais do Projeto → Seleção de Norma (exibido quando o tipo de edifício é aço leve ou quando o projeto contém painel em aço leve) e é salvo com o projeto:

Opção	Resistência	Combinações de carga
YDKT (padrão; LRFD)	φc = 0,85, φb = 0,90 (HCBTİE)	Combinações do programa; nas combinações com sismo, 1,2G no lugar de G; além disso, as combinações verticais da HCBTİE 4.3.1 (1,4G; 1,2G + 1,6Q + 0,5S; 1,2G + 1,6S + Q) são geradas a partir dos resultados simples de G/Q/S e adicionadas ao envelope.
GKT (ASD)	Ωc = 1,80, Ωb = 1,67 (AISI S100)	As combinações do programa são convertidas para seus equivalentes GKT; além disso, G + Q, G + S, G + 0,75Q + 0,75S e a forma G + 0,7E das combinações com sismo são adicionadas ao envelope.

perigo

A HCBTİE define apenas o YDKT; a opção GKT destina-se a comparação e pré-dimensionamento. Em cálculos oficiais, use o YDKT. Projetos antigos abrem com YDKT.

7. Restrição rotacional do revestimento (kφ)

O revestimento em OSB ou compensado restringe a rotação das mesas do montante, aumentando a resistência à flambagem distorcional (HCBTİE 4.10.3.3, AISI S240). Se nenhum dado for informado, adota-se kφ = 0.

• No campo “Kaplamanın dikmeye dönme tutulumu” (Restrição rotacional do revestimento ao montante) da aba Propriedades da Parede → Hafif Çelik Paneli, informam-se, para as faces esquerda e direita, o tipo de chapa (Tanımsız / Alçı levha / OSB / Kontrplak / Kullanıcı kφ — Indefinido / Chapa de gesso / OSB / Compensado / kφ do usuário), a rigidez à flexão da chapa (0 = padrão do tipo), o espaçamento dos parafusos e, somente para “Kullanıcı kφ”, o valor de kφ. No cálculo, usa-se o menor valor entre as duas faces: se uma das faces for chapa de gesso, indefinida ou sem revestimento, kφ = 0.
• Condições: espaçamento dos parafusos ≤ 305 mm e espaçamento dos montantes ≤ 625 mm; caso contrário, adota-se kφ = 0 e o motivo é escrito no relatório. A chapa de gesso não é considerada no cálculo da resistência.
• No relatório, a nota do montante registra o valor de kφ de cada face ou o motivo do valor zero e o valor utilizado.

8. Avisos da análise

Aviso	Significado / o que fazer
“… hafif çelik panel dikme hesabı yapılamadı: Dikme profili seçilmedi” (“… não foi possível calcular o montante do painel em aço leve: perfil do montante não selecionado”)	O perfil do montante não foi selecionado na aba do painel. Selecione o perfil em Propriedades da Parede → aba Hafif Çelik Paneli.
“… hafif çelik panel KENAR/ARA dikmesi yetersiz (oran=…)” (“… montante de EXTREMIDADE/INTERMEDIÁRIO do painel em aço leve insuficiente (razão=…)”)	A razão determinante do montante em questão excede 1. Selecione um perfil maior ou mais espesso, reduza o espaçamento dos montantes ou aumente o número de montantes de extremidade.
“Hafif çelik panellerde bina kenar aksı (dış duvar) işaretli duvar yok …” (“Nos painéis em aço leve não há parede marcada com eixo de borda do edifício (parede externa) …”)	Como nenhum painel foi marcado como parede externa, a flexão por vento não foi calculada. Marque as caixas de eixo de borda nos painéis de fachada.
“… hafif çelik panel dikme sehimi fazla (rüzgâr: sehim=… mm > h/K=… mm)” (“… flecha do montante do painel em aço leve excessiva (vento: flecha=… mm > h/K=… mm)”)	A flecha fora do plano do montante da parede externa excede o limite selecionado. Selecione um perfil mais rígido, reduza o espaçamento dos montantes ou, se for compatível com o tipo de revestimento, reveja o limite.
“Rüzgâr basıncı q girilmemiş …” / “… TS 498 yükseklik kademesinin altında …” (“Pressão de vento q não informada …” / “… abaixo da faixa de altura da TS 498 …”)	Informe o valor de Configurações Gerais do Projeto → Combinações de Carga → Carga de Vento adequado à altura do edifício.

9. Relatórios

Na árvore da aba Seleção de Relatório → Relatório há o grupo “Hafif Çelik Eleman Raporları” (visível se o projeto tiver painel em aço leve):

• Projeto de Painel em Aço Leve: por painel, informações do revestimento, h, L, dados de vc e capacidades ao cisalhamento do revestimento.
• Projeto de Montantes em Aço Leve (MLE): pavimento a pavimento, por painel — nome do painel e perfil, geometria (h, L, s, n), método de projeto e pressão de vento, esforços do envelope (com o nome da combinação determinante), solicitação, capacidade, razão axial, razão determinante e situação dos montantes de extremidade e intermediário; nas paredes externas, a linha da combinação com vento e a flecha; linhas de ancoragem e cisalhamento do painel; nota de hipóteses de cálculo.
• Projeto de Vigas em Aço Leve (MLE) e Projeto de Pilares em Aço Leve (MLE): se o projeto tiver tais elementos (ver Projeto de Vigas e Pilares em Aço Leve).

Os relatórios são gerados em turco ou inglês, conforme a configuração de idioma do programa; após a conclusão da análise, são obtidos com “Tüm Seçili Raporları Oluştur” (Gerar Todos os Relatórios Selecionados) e podem ser exportados em PDF/DOCX.

10. Perguntas frequentes

A capacidade ao cisalhamento do painel aparece como 0. Pode ser que h/L > 4 ou L < 0,30 m, ou que nenhuma das faces esteja marcada com revestimento. Em projetos antigos, a resistência do revestimento pode vir com o valor padrão antigo (2,7 kN/m); verifique na aba.

A lista de perfis do montante está vazia ou mostra apenas perfis Sigma. Os perfis são carregados do arquivo HafifCelikProfil.txt (527 perfis) da pasta de instalação. Se esse arquivo não for encontrado, usa-se o arquivo de reserva HafifCelikSigma.txt (90 perfis Sigma); se nenhum dos dois existir, a lista fica vazia. Reinstale a atualização.

Em uma parede nova em aço leve, o perfil do montante vem vazio. O perfil é selecionado pelo usuário: Propriedades da Parede → Hafif Çelik Paneli → Perfil do Montante. Se não for selecionado, a análise emite aviso.

No relatório não há linha da combinação com vento e consta “iç duvar” (parede interna). A parede não foi marcada com nenhuma das caixas de eixo de borda. Se for parede de fachada, marque o eixo de borda correspondente em Propriedades da Parede e repita a análise.

Ao lado da solicitação do montante de extremidade consta “(D ile)”. Conforme a TBDY 10.4.1.1(a), a solicitação do montante de extremidade também é calculada a partir das combinações sísmicas majoradas pelo fator de sobrerresistência D; em edifícios de vários pavimentos, considera-se também o momento de tombamento acumulado dos pavimentos superiores. Se a razão for insuficiente, aumente o número de montantes de extremidade ou o perfil.

Na nota de rodapé do relatório consta “Kenar rijitleştirici (HCBTİE 4.9.3)” (Enrijecedor de borda). O enrijecedor (lip) não é suficiente para enrijecer totalmente a mesa; o coeficiente de flambagem de placa da mesa e as larguras efetivas foram reduzidos conforme a norma. Se for escolhido um perfil de maior espessura ou com enrijecedor mais longo, a redução diminui.

Por que, no painel com revestimento, a linha determinante é sempre a flambagem distorcional? O revestimento limita a flambagem do eixo fraco e a flambagem torcional ao espaçamento dos montantes; em seções de paredes finas, nessa situação a menor resistência geralmente é dada pela flambagem distorcional. Informar a restrição rotacional do revestimento (Seção 7) e a opção de faixas finitas (nas seções Sigma) calcula essa resistência de forma mais realista.