Dimensionamento estrutural de uma laje de betão armado (EN)

O principal objetivo do nosso trabalho é determinar os esforços internos nas cascas da estrutura. Os esforços internos em lajes e paredes são transformados de acordo com o método de Baumann em esforços internos de cálculo, que dependem do ângulo especificado pelo utilizador. Estes esforços internos são então utilizados como dados de entrada para as verificações ULS e SLS.

Modelo global e esforços internos

O tabuleiro será verificado no vão intermédio do tabuleiro de ponte ortogonal simplesmente apoiado sob uma carga uniforme. Os momentos na direção local da laje são apresentados e serão utilizados no procedimento de cálculo seguinte.

Novo projeto

Vamos iniciar o IDEA StatiCa, aceder ao separador Betão e selecionar a aplicação RCS. Crie um novo projeto clicando em Criar novo projeto. Na caixa de diálogo seguinte, mantenha as definições gerais predefinidas do Eurocódigo e selecione uma secção 2D e o tipo de elemento Laje.

Secção transversal

O dimensionamento requer a utilização de um elemento de laje de 1 x 1 m com uma espessura de 700 mm e uma classe de betão de C35/45. Esta é a introdução simples da geometria e das propriedades dos materiais. 

Elemento de cálculo

A classe de exposição da secção determina a largura máxima de fenda e a avaliação de pormenorização. Altere a classe de Cloretos para XD3.

Esforços internos

As combinações para ULS e SLS devem ser introduzidas para o extremo atual. Com base na informação disponível, o facto de se trabalhar com apenas uma combinação simplifica consideravelmente o processo. Introduza os esforços internos para as combinações Fundamental ULS, Característica e Quase-permanente. Mude a verificação de direção para as combinações Característica e Quase-permanente para Definida pelo utilizador e defina o ângulo para 0 (consulte a nota importante no final do tutorial).

Direção de verificação

Consulte o enquadramento teórico sobre a Direção de verificação. A direção da verificação deve ser determinada para uma correta verificação do elemento 2D. A direção da verificação pode ser introduzida para cada tipo de combinação separadamente, utilizando o seguinte método:

• Direção definida pelo utilizador – o utilizador define a direção de verificação como um ângulo em relação ao eixo x no plano do elemento 2D. Esta opção está definida como predefinição para o tipo de combinação ULS e o valor predefinido do ângulo é 0 graus. 

Armadura

O modelo assistirá no dimensionamento rápido de armadura ortogonal com ligadores.

O esquema de armadura final deverá ter o seguinte aspeto: 

Controlo do cálculo

Para garantir que todas as verificações necessárias são efetuadas, selecione todas as verificações requeridas.

Resultados

O método de Baumann envolve a avaliação dos resultados de uma secção em quatro ângulos diferentes – 0, 45, 90 e 135 graus. Esta análise proporciona uma compreensão abrangente do comportamento da secção sob diferentes ângulos. Pode saber mais sobre este método no webinar intitulado "Método de Baumann para o Dimensionamento de Cascas de Betão na Prática", onde é explicada teoria adicional.

Resultados para ULS com utilização máxima na verificação de Resposta de 50,8%:

Relatório

Por fim, aceda a Pré-visualização/Impressão do Relatório. O IDEA StatiCa oferece um relatório totalmente personalizável para imprimir ou guardar em formato editável.

Nota importante!

O valor predefinido para o ângulo definido pelo utilizador é zero. Consulte a recomendação do nosso Enquadramento Teórico:

• Se as barras de armadura forem perpendiculares entre si, verifique se os resultados são semelhantes para diferentes ângulos de direção de verificação; estes não dependem do ângulo de armadura definido e o valor máximo da verificação é encontrado para os ângulos 0, 45 e 90 graus. Por conseguinte, esta verificação pode ser efetuada para a direção predefinida de um ângulo de verificação de 0 graus.
• Se as barras de armadura não forem perpendiculares entre si, os resultados das verificações diferem significativamente e o valor máximo de verificação é atingido aproximadamente na direção correspondente à direção da armadura média. Por conseguinte, recomenda-se alterar a direção de verificação predefinida ou efetuar verificações em mais direções nos casos em que as barras de armadura não são perpendiculares entre si.

Esforços internos

O ângulo crítico é de 45 graus e deve ser definido pelo utilizador.

Resultados

Com a alteração do ângulo, é evidente que a utilização para a verificação de Resposta aumentou de 50,8% para 95,5%.