O que é o Cálculo de Estruturas Pré-moldadas?

As estruturas de concreto armado pré-moldadas são construídas pela montagem no canteiro de pilares, vigas, terças e painéis produzidos em fábrica. Em edifícios industriais de um pavimento e grandes vãos, as vigas de cobertura costumam ser ligadas aos pilares por articulações com pino, empregam-se vigas treliçadas cuja altura varia ao longo do comprimento, e a cobertura pode não se comportar como uma laje rígida.

O Capítulo 8 da TBDY 2018 define o projeto das ligações nessas estruturas; o Anexo 8B, a modelagem do plano da cobertura com diagonais equivalentes; e o 4.3.6, os diferentes coeficientes de sistema resistente para os trechos superior e inferior em edifícios com pavimento intermediário. Em edifícios com ponte rolante, as cargas da ponte; em painéis de fachada, as forças sísmicas do Capítulo 6; e o deslizamento na fundação também fazem parte do projeto.

O StatiCAD liga esses requisitos ao fluxo geral de análise com ferramentas específicas para edifícios pré-moldados: as ligações são projetadas com os esforços obtidos da análise, e cada cálculo gera um registro que entra no relatório de cálculo.

O que o StatiCAD faz em Estruturas Pré-moldadas?

Todo o fluxo de uma estrutura industrial pré-moldada, da modelagem ao projeto das ligações.

Seções Variáveis e Pré-moldadas

  • Vigas de seção variável (não prismáticas): seção que varia ao longo do comprimento em uma única barra, com a variação real da rigidez
  • Variação de rigidez linear, parabólica e cúbica; viga de cobertura de duas águas
  • Modelos de seções paramétricas Precast I, Precast T, Precast U, caixão e trapezoidal
  • Transferência ao SAP2000 com as definições de seções pré-moldadas

Ligações Articuladas e Diafragma de Cobertura

  • Articular as extremidades das vigas selecionadas com um único comando (M2 + M3)
  • TBDY Anexo 8B: modelagem de coberturas de chapa trapezoidal ou painel sanduíche com pares de diagonais equivalentes
  • Rigidez axial equivalente, capacidade de força das diagonais e condições de aplicabilidade
  • Opções de diafragma rígido ou semirrígido; solução exata do diafragma rígido em coberturas com milhares de nós

Ponte Rolante e Massas Adicionais

  • Esforços de projeto da viga de rolamento a partir das reações das rodas
  • Lançamento automático nos pilares da força vertical, da força horizontal e do momento de excentricidade
  • Definição automática dos quatro carregamentos da ponte rolante (X+, X−, Y+, Y−)
  • Massas de painéis de fachada e da ponte rolante informadas somente como massa sísmica

R e D Diferentes (TBDY 4.3.6)

  • Coeficientes de modificação de resposta e de sobrerresistência diferentes para o trecho inferior em edifícios com pavimento intermediário
  • Cálculo automático do coeficiente ν a partir dos pesos dos pavimentos ou entrada manual
  • Esforços internos do trecho inferior, cálculos de capacidade ao cisalhamento e deslocamentos relativos entre pavimentos com as correções da norma

Projeto de Ligações (TBDY Capítulo 8)

  • Ligação articulada com pino: tombamento, armadura de espera e cisalhamento do pino
  • Ligação resistente a momento, úmida na parte superior e soldada na inferior: armadura de continuidade, solda e capacidades de momento
  • Ligações de terça e de calha: atrito de cisalhamento do pino, solda de filete e flambagem da terça
  • As demandas são obtidas com um único clique a partir dos resultados de análise da viga selecionada

Painel de Fachada, Deslizamento na Fundação e Armadura de Vigas

  • Carga sísmica equivalente do painel de fachada (TBDY Capítulo 6)
  • Verificação de deslizamento na fundação (TBDY 16.8.4)
  • Cálculo automático de armadura em vigas de concreto armado de seção poligonal, pré-moldada e variável
  • Nos desenhos de seção transversal das vigas, o contorno real da seção, o cobrimento e a disposição das armaduras

Como Funciona?

  1. Defina as seções: pilares retangulares, modelos pré-moldados e vigas de cobertura de seção variável.
  2. Desenhe pilares e vigas; articule a viga de cobertura, as terças e as calhas com um único comando.
  3. Defina o diafragma da cobertura; em coberturas de chapa trapezoidal ou painel sanduíche, gere as diagonais equivalentes do Anexo 8B.
  4. Informe as cargas da ponte rolante, os painéis de fachada e as massas da ponte; em edifícios com pavimento intermediário, ajuste R e D diferentes.
  5. Execute a análise; projete as ligações com os esforços da análise e obtenha o relatório.

Relatórios

Os cálculos de pré-moldados são incluídos no relatório de cálculo geral:

  • Página “Projeto de Ligações Pré-moldadas (TBDY Capítulo 8)”: demanda, capacidade, razão e resultado para cada ligação
  • Resumo dos dados de entrada e dos resultados intermediários de cada registro, fontes da demanda e da capacidade
  • Definições das seções variáveis nos relatórios de seções
  • Armadura das vigas de seção poligonal e variável nos desenhos de detalhamento e no quantitativo
  • Relatório em turco ou inglês

Verificação

Os recursos de pré-moldados foram desenvolvidos e comparados com o edifício de exemplo (40×75 m, com pavimento intermediário e ponte rolante de 200 kN) do livro “Önüretimli Betonarme Örnek Bir Sanayi Binasının TBDY-2018’e Göre Analiz ve Tasarımı”, da Associação Turca de Pré-fabricados (Türkiye Prefabrik Birliği).

Os cálculos de Anexo 8B, ponte rolante, R e D diferentes, ligações, painel de fachada e deslizamento na fundação foram comparados com os exemplos numéricos do livro; exceto nos pontos em que o programa aplica a norma do lado da segurança, os resultados coincidem exatamente. Quando o mesmo modelo de elementos finitos foi montado de forma independente no SAP2000 v27, os períodos resultaram iguais dentro de 1 %.

Detalhes dos estudos de verificação (Base de Conhecimento)

Normas

TBDY 2018 Capítulo 8 TBDY 2018 Anexo 8B TBDY 2018 4.3.6 TBDY 2018 Capítulo 6 TBDY 2018 16.8.4 TS 500
Em qual edição? As ferramentas de pré-moldados (projeto de ligações, diagonais Anexo 8B, cargas de ponte rolante, R e D diferentes, modelos pré-moldados) estão no StatiCAD Ultimate. A definição de seção variável existe em todas as edições.

Perguntas Frequentes

Como se modela uma viga de cobertura de seção variável?

A viga é definida como uma única barra, com a seção variando ao longo do comprimento: informam-se as seções inicial e final, os comprimentos dos trechos e a forma de variação da rigidez (linear, parabólica, cúbica). Uma viga de cobertura de duas águas é definida com dois trechos. A análise, a transferência ao SAP2000 e o cálculo da armadura usam a seção variável automaticamente.

O diafragma da cobertura deve ser considerado rígido?

A consideração padrão é o diafragma rígido. Em coberturas de chapa trapezoidal ou painel sanduíche, a rigidez ao cisalhamento do plano da cobertura pode ser modelada com pares de diagonais equivalentes conforme a TBDY Anexo 8B. Nesse caso, recomenda-se executar também a solução com diafragma rígido para comparação.

Como se definem as cargas da ponte rolante?

Informam-se as reações das rodas da tabela do fabricante, o espaçamento das rodas, o coeficiente dinâmico e o vão da viga de rolamento. O programa calcula os esforços de projeto da viga de rolamento, define os quatro carregamentos da ponte rolante e lança nos pilares selecionados as cargas verticais, horizontais e de excentricidade. As combinações de carga com a ponte rolante são definidas pelo usuário.

Preciso informar os esforços manualmente para o cálculo da ligação?

Não. Após a análise, selecionando uma viga e usando o botão “Obter da viga selecionada”, os esforços na extremidade correspondente da viga são transferidos para a janela de ligação. Cada cálculo gera um registro de ligação e entra no relatório.

Em qual edição do StatiCAD está disponível?

As ferramentas de pré-moldados estão no StatiCAD Ultimate; a definição de seção variável existe em todas as edições. Os dados de pré-moldados de um projeto preparado no Ultimate são preservados no arquivo.

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