Introdução

Estruturas reais combinam frequentemente vários materiais, vazios, camadas distintas de armadura, cabos de protensão ou elementos de aço embutidos. A análise exige uma representação que preserve a geometria e a lei constitutiva de cada componente.

Definição de uma seção avançada

Uma seção avançada combina diversas famílias de objetos mecânicos. O núcleo preserva sua posição no sistema de coordenadas da seção e avalia sua contribuição com a lei atribuída.

• GeoDomains. Contorno externo com possíveis vazios; uma seção pode reunir vários domínios com leis de material próprias.
• Armadura passiva. Camadas independentes de barras definidas por posição, diâmetro e lei do aço.
• Protensão. Famílias de cabos definidas por posição, área, parâmetros de aderência e estado inicial.
• Perfis de aço. Biblioteca de 535 perfis em onze famílias europeias, representados pela área real com concordâncias ou por elementos TSP.
• Elementos TSP. Linha média reta ou curva e espessura de uma chapa, integradas linearmente com tensão uniforme na espessura.
• Leis de material. Modelos normativos integrados ou relação geral tensão–deformação definida pelo usuário.

Exemplo: ponte em caixão

O exemplo é uma seção crítica sobre apoio de uma viga caixão unicelular com 12,00 m de largura e 2,70 m de altura. O domínio de concreto C45/55 contém um vazio, 186 barras HA16 e oito cabos 19T15S, quatro ao longo de cada alma.

Esforços de seção e protensão

O vetor de esforços é decomposto em cargas permanentes G, variáveis Q e protensão P. O modelo estrutural no LFEM fornece G+Q; os efeitos primário e eventualmente secundário da protensão devem integrar o vetor aplicado.

A tensão efetiva de 1116 MPa define o estado inicial dos cabos. Sua contribuição resistente decorre da variação de tensão induzida pela deformação de equilíbrio, incluindo a eventual descompressão do concreto adjacente.

Resultados no modelo completo

Características mecânicas

O SectionPro calcula propriedades brutas, líquidas e homogeneizadas. Somente as bainhas de protensão são deduzidas da seção líquida; a armadura passiva é mantida. As propriedades de torção e cisalhamento usam a mesma geometria.

Equilíbrio no ELS e ELU

O solver determina o estado de deformação que equilibra os esforços externos. As tensões decorrem das leis do concreto, da armadura e dos cabos. São mostradas as combinações ELS característica e ELU fundamental.

No ELS característico, as tensões ficam bem abaixo dos limites do Eurocódigo 2 e a abertura calculada de fissura é pequena: wk = 0,174 mm. No ELU, o concreto da laje inferior atinge localmente o patamar plástico e os cabos são claramente mobilizados.

Domínios de interação

A curva N–Mz é um corte para My = 0; a superfície N–Mz–My abrange todas as direções de flexão. A caixa envolvente vai de −26,70 a 231,62 MN, de −100,41 a 105,35 MN·m em z e de −287,82 a 287,82 MN·m em y.

O vetor final está imediatamente junto à fronteira resistente. O módulo de distância fornece FS = 0,983, ligeiramente inferior à unidade e muito próximo do limite.

Desempenho

Os tempos medem apenas o núcleo SectionPro, sem interface ou renderização. Mesmo o equilíbrio não linear e o domínio tridimensional são calculados quase instantaneamente.

Conclusão

O modo avançado permite analisar praticamente qualquer seção, independentemente da geometria e dos materiais, sob as hipóteses usuais: seções planas permanecem planas e componentes ligados satisfazem a compatibilidade de deformações.