Dimensionamento estrutural de uma junta de pórtico em betão (ACI)
A junta de pórtico analisada fará parte de uma estrutura real de pórtico em betão armado. O pórtico tem 14 ft de altura, o vão é de 26 ft e ambos os pilares terão apoios fixos.
1 Novo projeto
Inicie um Novo projeto no IDEA StatiCa Detail.
No Assistente de Região de Descontinuidade, defina a resistência do betão e o grau da armadura e defina a espessura do cobrimento de betão. Selecione o modelo Juntas de pórtico.
Nos modelos de junta de pórtico, selecione Junta de canto.
Ao escolher um modelo predefinido, o software irá gerar automaticamente a geometria, as ações e a armadura.
2 Geometria
Comece pela modificação da geometria. A junta de canto predefinida é composta por um Pilar e uma Viga. Altere a secção transversal do pilar clicando em Editar parâmetros.
Vamos alterar as dimensões da secção transversal.
De seguida, adicione uma nova secção transversal para a viga:
Novamente, altere as dimensões:
3 Ações
No navegador, prossiga para a definição das ações. Dois casos de carga e cinco combinações não lineares foram automaticamente adicionados pelo software. São necessários dois casos de carga para distinguir entre ações permanentes (mortas) e variáveis (sobrecarga), e três combinações para cobrir as verificações ULS e SLS.
Vamos modificar o caso de carga LC1 para os efeitos das ações permanentes. Em primeiro lugar, remova a carga linear do pilar.
De seguida, pode modificar a carga linear na viga:
Mude para o caso de carga LC2 através da caixa de combinação e repita os passos com valores diferentes.
Agora vá ao separador Esforços internos e aplique-os na secção transversal, que se encontra na interseção do pilar com a viga. Pode obter estes esforços internos modelando e calculando o pórtico completo com a carga linear correspondente (2,04 kip/ft para LC1 e 1,56 kip/ft para LC2) em qualquer software CAE/FEM em poucos minutos.
No final, volte às combinações e verifique as regras de combinação. Aí pode modificar os coeficientes parciais ou manter a configuração predefinida de acordo com a norma escolhida (ACI no nosso caso).
4 Armadura
Uma vez definidas as ações, pode prosseguir para o dimensionamento da armadura. Antes de dimensionar, pode tentar executar a ferramenta de Otimização Topológica para ver qual deverá ser o layout de armadura mais eficaz, caso pretenda utilizar o volume efetivo selecionado da estrutura.
Para um volume efetivo de 20%, a estrutura tem o seguinte aspeto (as linhas vermelhas representam compressão e as linhas azuis representam tração). Pode alternar entre volumes efetivos na faixa de opções.
Prossiga para Introduzir/editar a armadura. Irá utilizar os itens criados pelo modelo.
Modifique o espaçamento dos estribos dos grupos ST1 e ST2:
Continue e modifique o grupo GB1; as barras serão prolongadas até ao bordo esquerdo. Altere também o espaçamento das camadas:
No final, edite o comprimento da barra do grupo IB1.
5 Cálculo e Verificação
Inicie a análise clicando em Calcular na faixa de opções. O modelo de análise é gerado automaticamente, os cálculos são efetuados e pode ver o resumo das verificações apresentado juntamente com os valores dos resultados das verificações.
No separador Resumo, pode encontrar a tabela com as verificações condicionantes. Vejamos:
Na primeira linha da tabela, pode ver que a verificação ULS condicionante é a resistência da armadura na combinação C1.
Pode também notar a coluna Incremento. Os valores P100%, V100% indicam que o cálculo terminou com sucesso e que toda a carga permanente e variável foi aplicada na estrutura.
Se clicar na linha com o resumo SLS, aparece a seguinte tabela:
Em termos de verificações SLS, a condicionante é a do pilar na combinação C3. Pode verificar que a estrutura satisfaz igualmente esta verificação.
Note as abreviaturas (LT) após os nomes das combinações. O IDEA StatiCa Detail calcula com módulos de elasticidade diferentes para os efeitos de curto prazo (ST) e de longo prazo (LT).
6 Relatório
Por fim, acedemos à Pré-visualização/Impressão do Relatório. O IDEA StatiCa oferece um relatório totalmente personalizável para imprimir ou guardar num formato editável.
Dimensionou, otimizou e efetuou a verificação normativa de uma junta de pórtico de acordo com o Eurocódigo.