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Technical Articles

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De acordo com a secção 4.3.2 do Eurocódigo 8, os efeitos acidentais da torção devem ser considerados devido à incerteza na localização das massas e na variação espacial do movimento sísmico. No caso de análises de espectro de resposta de modelos 3D, estes efeitos podem ser determinados através da aplicação de cargas estáticas constituídas por conjuntos de momentos torsores aplicados a cada piso.

O software CSI (ETABS e SAP2000) inclui uma abordagem eficiente e prática para o cálculo destes efeitos da torção em análises de espectro de resposta:

O momento torsor de cada piso é calculado a partir da diferença de corte entre pisos adjacentes, multiplicada pela excentricidade acidental ao longo de X e Y, respetivamente. Por sua vez, esta excentricidade acidental é obtida através da multiplicação do rácio de excentricidade pelas dimensões X e Y de cada piso.

Assim, o utilizador apenas necessita de introduzir a seguinte informação para que o programa inclua automaticamente os...

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Matematicamente, a análise estática não-linear nem sempre garante uma solução única para modelos com determinadas características. No entanto, os efeitos de inércia na análise dinâmica e no mundo real limitam o caminho que a estrutura pode seguir. Mas isso não é verdade para as análises estáticas, particularmente em casos de instabilidade ​​onde a resistência é perdida devido à não-linearidade geométrica e/ou material. Nestes casos, torna-se necessário alterar o tipo de análise para time-history por integração direta e aplicar as cargas de forma quasi-estática (muito lentamente).

 

A abordagem explicada acima pode ser aplicada a modelos SAP2000 (ou CSiBridge) da seguinte forma:

Defina uma função time-history de rampa com 20 segundos que aumentará a carga até ao seu valor total durante um período de 10 segundos e, em seguida, a manterá constante por um período adicional de 10 segundos. Faça uma cópia de seu load case estático não-linear e altere-o para time-history...
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As análises de buckling lineares prevêem a resistência teórica à encurvadura de uma estrutura com comportamento elástico linear. Os valores próprios são calculados para a configuração estrutural não deformada, considerando as condições de fronteira e um conjunto especificado de cargas. A análise de buckling linear produz um conjunto de coeficientes (“buckling factors”). O carregamento multiplicado por estes coeficientes conduz à inestabilidade elástica da estrutura.

Numa estrutura real, as imperfeições e o comportamento não-linear impedem que o sistema atinja essa resistência teórica à encurvadura, pelo que normalmente as análises lineares de buckling sobrestimam os valores críticos das cargas associadas à instabilidade da estrutura. Portanto, para prever a carga de colapso “real”, recomendamos o recurso a análises não-lineares de encurvadura.

Durante uma análise não-linear de encurvadura, a carga é aplicada de forma incremental até que uma pequena alteração no nível de carga...

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Neste webinar enunciámos e exemplificámos as condições a verificar no dimensionamento sísmico das estruturas sísmicas primária e secundária.

Estrutura sísmica primária

Verificações de ductilidade global Evitar formação de um mecanismo plástico de piso flexível Verificações de ductilidade local Cálculo do esforço transverso pela capacidade real em pilares e vigas Limitação das taxas de armadura em vigas e pilares Limitação do esforço normal reduzido em pilares e paredes Cálculo do comprimento das zonas confinadas em paredes Cálculo de armadura diagonal em vigas de acoplamento de paredes

Estrutura sísmica secundária

Cálculo de esforços nos elementos secundários Verificação de VRD e MRD de elementos secundários Verificação de punçoamento
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Neste webinar revisitámos conceitos e aspetos fundamentais da análise dinâmica através de elementos finitos e espectro de resposta, de modo a definir a ação sísmica que será utilizada para dimensionamento da estrutura:

Massas, amortecimento, participação modal, ritz vs eigen e dificuldades com paredes de caves ou edifícios contíguos Definição dos diferentes modelos estruturais a utilizar no cálculo sísmico Definição do modelo estrutural para as cargas gravíticas Determinação da ação sísmica através de análises modais por espectro de resposta Cálculo dos efeitos acidentais da torção Verificação dos efeitos pdelta Verificação de requisitos de limitação de danos

 

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Exercício 23 do curso SAP2000 Avançado.

Estude o comportamento do mastro de um barco à vela, depois de ter sido afinado para um estado ótimo inicial.

Utilize os slides e modelos em anexo para resolver o seguinte problema:

Modele uma estrutura que só atinja uma configuração estável após ser tensionada e fletida por cabos de aço. Modele todo o processo de tensionamento dos cabos de aço e de variação do comprimento dos vaus. Aplique incrementalmente cargas externas até instabilizar a estrutura. Analise o comportamento pós-encurvadura.

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Neste webinar abordámos e exemplificámos todos os passos necessários para classificar e compreender o nosso sistema estrutural. Os seguintes temas foram abordados:

Considerações sobre utilização de analise modal ou forças equivalentes Considerações sobre possibilidade de usar modelo plano ou espacial Verificações de critérios de regularidade estrutural Classificação do sistema estrutural Cálculo do coeficiente de comportamento Controlo da contribuição dos elementos secundários para a rigidez lateral do edifício

Errata

Por lapso, os cálculos dos raios de torção rx e ry, demonstrados entre os minutos 1:19:40 e 1:20:50, foram efetuados da seguinte forma:

rx – raiz quadrada da relação entre a rigidez de torção e a rigidez lateral na direção x ry – raiz quadrada da relação entre a rigidez de torção e a rigidez lateral na direção y

Nos ficheiros disponibilizados à direita, as folhas de Excel “2.torsionally_flexible.xlsx” e “5.regularity.xlsx” já incluem os cálculos dos...

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A alteração das condições de apoio é uma das funcionalidades do faseamento construtivo que permite ao engenheiro analisar os efeitos na estrutura para diferentes fases de utilização, sem a necessidade de recorrer a múltiplos modelos.

Para este tipo de análise, qualquer apoio deve ser modelado como um elemento link, sendo necessário utilizar uma rigidez elevada em vez de considerar os graus de liberdade fixos. Os valores das rigidezes devem ser suficientemente grandes, mas não demasiado grandes, devido aos problemas numéricos que possam causar. O utilizador deve escolher valores de rigidez entre 100 - 10 000 vezes maior que a rigidez dos elementos ligados que se prevêm sofrer deformação. Recomendamos a utilização de valores na ordem de 1x1011 kN.m (ou kN.m/rad) para modelar o comportamento rígido de elementos de betão armado.

Aplicável aos programas:

SAP2000 ETABS CSI Bridge


Funcionalidades:​

Nonlinear Staged Construction Analysis

Link – Linear

Link...

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Com a opção “Uniform to Frame” as cargas podem ser utilizadas de forma bastante simples numa maior diversidade de situações.

O utilizador apenas necessita de definir os valores das cargas uniformemente distribuídas a aplicar a cada objeto de área. O SAP2000 encarrega-se do cálculo e multiplicação pelas larguras e/ou áreas de influência das barra e/ou nós incluídos. O utilizador também tem o controlo sobre a forma de distribuição das cargas, que pode ser uni ou bidirecional, segundo o eixo local 1 ou eixos locais 1 e 2 de cada objeto de área.

Através do recurso a objetos de área “None” e a diferentes opções de divisão dos mesmos, o utilizador pode optar por evitar modelar revestimentos e outras estruturas secundárias, mas considerá-los na forma como as cargas geradas são discretizadas. 

Aplicável aos programas:

SAP2000


Funcionalidades:​

Uniform to Frame (Shell) One-way Uniform to Frame (Shell) Two-way Uniform to Frame (Shell) Load Transfer Options

 



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O SAP2000 e ETABS oferecem ao utilizador várias soluções de modelação que acrescentam valor ao modelo tornando-o mais próximo das estruturas reais.

Neste exemplo iremos apresentar duas ferramentas que permitem modelar situações de apoio especiais, como apoios de vigas em consolas curtas.

Uma das principais preocupações na modelação deste tipo de interação é garantir que a viga apoia em cima do “cachorro” transmitindo apenas cargas verticais. Será também importante indicar no modelo a posição ou distância ao eixo do pilar onde será feita a transmissão de cargas para que o efeito desta excentricidade seja traduzida nos esforços.

Aplicável aos programas:

SAP2000 ETABS


Funcionalidades:

Output Station Frame End Length Offsets Frame Releases and Partial Fixity

 

 

 

Definição de um pórtico de betão com pilares 50x50 (cm) e vigas 50x75 (cm). Por defeito, o programa introduz os elementos a eixo, o que resulta numa sobreposição, no entanto, este efeito é...

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