O que é o cálculo de estruturas de aço?

No dimensionamento de elementos de aço, o comportamento à flambagem é tão determinante quanto a resistência ao escoamento da seção: em vigas longas com pouco travamento lateral, a flambagem lateral com torção limita a capacidade; em pilares esbeltos, a flambagem por flexão ou por torção. Por isso, o comprimento destravado, o comprimento de flambagem e a classe da seção transversal são tão importantes quanto a resistência.

Na Turquia, as estruturas de aço são projetadas conforme as Normas de Projeto, Cálculo e Execução de Estruturas de Aço (ÇYTHYE), e as ações sísmicas são definidas pela TBDY 2018. O StatiCAD aplica a abordagem de Projeto por Fatores de Carga e Resistência (LRFD, em turco YDKT) da ÇYTHYE.

No StatiCAD, elementos de aço podem coexistir no mesmo modelo com elementos estruturais de concreto armado, alvenaria ou madeira. Em estruturas mistas, vigas de cobertura de aço, pilares de aço e demais elementos de aço são dimensionados sem a necessidade de outro programa.

O que o StatiCAD faz em estruturas de aço?

Todas as etapas do dimensionamento de vigas e pilares de aço, da atribuição do perfil ao relatório de cálculo.

Biblioteca de Perfis e Atribuição de Seções

  • Perfis I/H laminados a quente prontos, incluindo IPE, IPN, HEA, HEB, HEM e HD, HL, HP
  • Busca por categoria e por nome, com pré-visualização da seção com geometria real
  • Atribuição de classes de aço como S235, S275 e S355 junto com a seção
  • Perfis C, Z, U e Sigma formados a frio são projetados no módulo de aço leve

Dimensionamento de Vigas de Aço

  • Flexão: escoamento e flambagem lateral com torção inelástica e elástica; limites Lp e Lr
  • Resistência ao cisalhamento
  • Efeito combinado de flexão, esforço axial e cisalhamento
  • Verificação da flecha: L/300, L/200, L/150 ou limite definido pelo usuário

Dimensionamento de Pilares de Aço

  • Compressão axial: flambagem por flexão nos dois eixos e flambagem por torção
  • Verificação da esbeltez da seção transversal; a seção esbelta é claramente sinalizada no relatório
  • Aviso para KL/r > 200
  • Efeito combinado de esforço axial e flexão biaxial

Combinações de Cargas

  • Combinações LRFD da ÇYTHYE para cargas verticais e de vento, e envoltória das combinações sísmicas
  • A combinação de cargas governante é informada junto com cada resultado
  • As combinações de dimensionamento em aço são aplicadas sem alterar a lista de combinações de cargas do projeto

Comprimentos de Flambagem e de Travamento Lateral

  • Na viga, o comprimento de travamento lateral é tomado automaticamente do comprimento da viga ou informado manualmente
  • No pilar, o comprimento de flambagem é tomado automaticamente da altura do pavimento (K = 1) ou informado separadamente para cada eixo
  • Coeficiente de modificação de momento Cb obtido do diagrama de momentos de cada combinação de cargas (ÇYTHYE Eq. 9.1); 1,0 em balanço

Visualização 3D e Relatórios

  • Elementos com perfil atribuído na visualização 3D com a geometria real da seção
  • Nos relatórios de vigas e pilares: propriedades da seção, grandezas intermediárias (Lb, Cb, Lp, Lr, KL/r), solicitação, capacidade, razão e estado-limite governante
  • Verificações atendidas em verde e não atendidas em vermelho
  • Relatório em turco ou inglês

Como funciona?

  1. Modele as vigas e os pilares.
  2. Com o botão Selecionar Seção na janela de propriedades do elemento, atribua o perfil e a classe do aço.
  3. Marque o tipo de dimensionamento do elemento como “Aço”.
  4. Execute a análise; as verificações de dimensionamento em aço são feitas automaticamente ao final da análise.
  5. Na árvore de relatórios, selecione “Relatórios de Elementos de Aço” e emita o relatório.

Relatórios

O grupo Relatórios de Elementos de Aço contém dois relatórios:

  • Cálculos de vigas de aço: propriedades da seção, Lb, Cb, Lp, Lr, momento de cálculo e combinação de cargas governante, capacidade à flexão e estado-limite, cisalhamento, efeito combinado e flecha
  • Cálculos de pilares de aço: propriedades da seção, comprimentos de flambagem, esbeltez, esforço axial e capacidade à compressão, modo de flambagem governante, flexão biaxial e equação de interação
  • Resultado Adequado / Inadequado para cada elemento
  • Imagens das seções nas tabelas de seções

Documentos de Ajuda

Uso passo a passo, exemplos resolvidos, fundamentos teóricos e estudos de verificação na Base de Conhecimento.

Verificação

Os cálculos de vigas e pilares de aço foram comparados linha a linha com cálculos manuais: propriedades da seção, limites Lp e Lr, coeficiente Cb, momento de flambagem lateral com torção, resistência ao cisalhamento, flecha, capacidade de flambagem e valores de interação coincidem exatamente com o cálculo manual.

A impressão das grandezas intermediárias ao lado do resultado no relatório permite conferir facilmente cada resultado.

Detalhes dos estudos de verificação (Base de Conhecimento)

Normas

ÇYTHYE (LRFD) TBDY 2018
Em qual edição? Os cálculos de estruturas de aço estão disponíveis no StatiCAD Ultimate.

Perguntas Frequentes

Com quais perfis é possível fazer o dimensionamento em aço?

O cálculo da capacidade resistente é feito para perfis I/H laminados a quente, como IPE, IPN, HEA, HEB, HEM e HD, HL, HP. Perfis U, L, T, caixão e tubulares também podem ser atribuídos e aparecem no modelo e na visualização 3D. Perfis formados a frio são projetados no módulo de aço leve.

Elementos de aço e de concreto armado podem estar no mesmo modelo?

Sim. O tipo de dimensionamento de cada elemento (concreto armado, alvenaria, madeira, aço) é selecionado separadamente; em estruturas mistas, os elementos de aço são resolvidos na mesma análise e verificados conforme a sua própria norma.

Como é calculada a flambagem lateral com torção?

O comprimento de travamento lateral da viga é tomado automaticamente do comprimento da viga ou informado manualmente. O programa calcula os limites Lp e Lr, determina a região de escoamento, de flambagem lateral com torção inelástica ou elástica e registra o estado-limite governante no relatório. O coeficiente de modificação de momento Cb é calculado a partir do diagrama de momentos de cada combinação de cargas; a combinação governante é a de maior razão demanda/capacidade.

As cargas de vento entram no dimensionamento em aço?

Se um caso de carga de vento estiver definido no projeto, as combinações LRFD de vento da ÇYTHYE são incluídas no dimensionamento. A lista de combinações padrão da TBDY não contém vento; nesse caso, os avisos da análise informam que não há combinação de vento.

Em qual edição do StatiCAD está disponível?

Os cálculos de estruturas de aço estão disponíveis no StatiCAD Ultimate. Você pode testar o fluxo com a versão demo gratuita.

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