Tutorial - Autodesk Robot

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - UFBA FACULDADE DE ARQUITETURA - FAUFBA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA EM URBANISMO – NOTURNO

Tutorial de modelagem computacional de estruturas Monitoria da disciplina ARQ21 – Física das estruturas

Monitora: Maria Clara Orientador: Felipe Tavares

SALVADOR 2014

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Tela de abertura do Autodesk Robot Analysis Professional ................................................ 12 Figura 2 -Tipos de estruturas disponível no programa .......................................................................... 13 Figura 3 - Interface do Autodesk Robot Analysis Professional ............................................................ 15 Figura 4 - Diretório das base de dados já existentes ............................................................................. 20 Figura 5 - Inserção de dados do perfil a ser criado ............................................................................... 21 Figura 6 - Barra de rolagem .................................................................................................................. 23 Figura 7 - Aba de níveis (stories) .......................................................................................................... 25 Figura 8 - Pórtico em planta baixa ........................................................................................................ 25 Figura 9 - Pórtico em elevação .............................................................................................................. 25 Figura 10 - Modelo estrutural com os apoios ........................................................................................ 26 Figura 11 - Combinação de cargas ........................................................................................................ 28 Figura 12 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 29 Figura 13 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ......................................................... 30 Figura 14 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares) ................................................... 30 Figura 15 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares) ............................................. 31 Figura 16 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares) .......................................... 31 Figura 17 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 33 Figura 18 - Pórtico em elevação ............................................................................................................ 33 Figura 19 - Modelo estrutural com os apoios ........................................................................................ 34 Figura 20 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 35 Figura 21 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ......................................................... 36 Figura 22 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares) ................................................... 36 Figura 23 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares) ............................................. 37 Figura 24 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares) .......................................... 37 Figura 25 - Quadro Floor ...................................................................................................................... 39 Figura 26 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 40 Figura 27 - Pórtico em perspectiva ....................................................................................................... 40 Figura 28 - Modelo estrutural com os apoios ........................................................................................ 42 Figura 29 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 43 Figura 30 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes) .............................................................. 44 Figura 31 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)....................................... 44 Figura 32 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares) ................................................... 45 Figura 33 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares) ............................................. 45 Figura 34 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares) .......................................... 46

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Figura 35 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes) ........................................ 46 Figura 36 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x) ............................................................... 47 Figura 37 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y) ............................................................... 47 Figura 38 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x) .............................................. 48 Figura 39 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y) .............................................. 48 Figura 40 - Quadro Floor ...................................................................................................................... 49 Figura 41 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 50 Figura 42 - Pórtico em perspectiva ....................................................................................................... 50 Figura 43 - Modelo estrutural com os apoios ........................................................................................ 52 Figura 44 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 53 Figura 45 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes) .............................................................. 54 Figura 46 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)....................................... 55 Figura 47 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares) ................................................... 55 Figura 48 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares) ............................................. 56 Figura 49 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares) .......................................... 56 Figura 50 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes) ........................................ 57 Figura 51 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x) ............................................................... 57 Figura 52 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y) ............................................................... 58 Figura 53 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x) .............................................. 58 Figura 54 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y) .............................................. 59 Figura 55 - Quadro de propriedades ...................................................................................................... 61 Figura 56 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 61 Figura 57 - Pórtico em perspectiva ....................................................................................................... 61 Figura 58 - COMB1: Exact Deformation for bars (deslocamentos das vigas) ...................................... 62 Figura 59 - COMB2: My e Mz Moment (Momentos fletores em vigas e pilares) ................................ 62 Figura 60 - COMB2: Fz Force (Esforço cortante em vigas e pilares)................................................... 63 Figura 61 - COMB2: Fx Force (Esforço normal em vigas e pilares) .................................................... 63 Figura 62 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes) ........................................... 64 Figura 63 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes em x) ..................................................... 64 Figura 64 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes em y) ..................................................... 65 Figura 65 - COMB2: Shear Forces xx (Esforço cortante nas lajes em x) ............................................. 65 Figura 66 - COMB2: Shear Forces yy (Esforço cortante nas lajes em y) ............................................. 66 Figura 67 - Quadro Floor ...................................................................................................................... 67 Figura 68 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 68 Figura 69 - Pórtico em perspectiva ....................................................................................................... 68 Figura 70 - Modelo estrutural com os apoios ........................................................................................ 69 Figura 71 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 71

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Figura 72 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes) .............................................................. 72 Figura 73 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)....................................... 72 Figura 74 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares) ................................................... 73 Figura 75 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares) ............................................. 73 Figura 76 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares) .......................................... 74 Figura 77 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes) ........................................ 74 Figura 78 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x) ............................................................... 75 Figura 79 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y) ............................................................... 75 Figura 80 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x) .............................................. 76 Figura 81 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y) .............................................. 76 Figura 82 - Quadro de propriedades ...................................................................................................... 78 Figura 83 - Pórtico em planta baixa ...................................................................................................... 79 Figura 84 - Pórtico em perspectiva ....................................................................................................... 79 Figura 85 - COMB1: Exact Deformation for bars (deslocamentos das vigas) ...................................... 80 Figura 86 - COMB2: My e Mz Moment (Momentos fletores em vigas e pilares) ................................ 80 Figura 87 - COMB2: Fz Force (Esforço cortante em vigas e pilares)................................................... 81 Figura 88 - COMB2: Fx Force (Esforço normal em vigas e pilares) .................................................... 81 Figura 89 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes) ........................................... 82 Figura 90 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes em x) ..................................................... 82 Figura 91 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes em y) ..................................................... 83 Figura 92 - COMB2: Shear Forces xx (Esforço cortante nas lajes em x) ............................................. 83 Figura 93 - COMB2: Shear Forces yy (Esforço cortante nas lajes em y) ............................................. 84 Figura 94 - Treliça em planta baixa ...................................................................................................... 85 Figura 95 - Treliça em elevação ............................................................................................................ 85 Figura 96 - Modelo com apoios ............................................................................................................ 87 Figura 97 - Tabela de lançamento de cargas ......................................................................................... 88 Figura 98 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ......................................................... 89 Figura 99 - COMB2: Fx Force .............................................................................................................. 89 Figura 100 - Modelo base...................................................................................................................... 90 Figura 101 - Modelo com apoios .......................................................................................................... 92 Figura 102 - Tabela de lançamento de cargas e modelo com sobrecarga aplicada ............................... 93 Figura 103 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ....................................................... 94 Figura 104 - COMB2: Fx Force ............................................................................................................ 94 Figura 105 - Tesoura em planta baixa ................................................................................................... 95 Figura 106 - Tesoura em elevação ........................................................................................................ 95 Figura 107 - Modelo com apoios .......................................................................................................... 96 Figura 108 - Tabela de lançamento de cargas ....................................................................................... 97

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Figura 109 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ....................................................... 98 Figura 110 - COMB2: Fx Force ............................................................................................................ 98 Figura 111 - Treliça espacial em planta baixa ....................................................................................... 99 Figura 112 - Treliça espacial em elevação ............................................................................................ 99 Figura 113 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 101 Figura 114 - Tabela de lançamento de cargas ..................................................................................... 102 Figura 115 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 103 Figura 116 - COMB2: Fx Force .......................................................................................................... 103 Figura 117 - Estrutura em planta baixa ............................................................................................... 105 Figura 118 - Estrutura em perspectiva ................................................................................................ 105 Figura 119 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 106 Figura 120 - DL1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ........................................................... 107 Figura 121 - Arco em planta baixa ...................................................................................................... 108 Figura 122 - Arco em elevação ........................................................................................................... 108 Figura 123 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 109 Figura 124 - Tabela de lançamento de cargas ..................................................................................... 110 Figura 125 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 111 Figura 126 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 112 Figura 127 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 112 Figura 128 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 113 Figura 129 - Arco em planta baixa ...................................................................................................... 114 Figura 130 - Arco em elevação ........................................................................................................... 114 Figura 131 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 115 Figura 132 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas ........................................ 116 Figura 133 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 117 Figura 134 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 118 Figura 135 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 118 Figura 136 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 119 Figura 137 - Modelo base.................................................................................................................... 120 Figura 138 - Arco em planta baixa ...................................................................................................... 122 Figura 139 - Arco em elevação ........................................................................................................... 122 Figura 140 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 123 Figura 141 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas ........................................ 124 Figura 142 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 125 Figura 143 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 126 Figura 144 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 126 Figura 145 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 127

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Figura 146 - Arco em planta baixa ...................................................................................................... 129 Figura 147 - Arco em elevação ........................................................................................................... 129 Figura 148 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 130 Figura 149 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas ........................................ 131 Figura 150 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 132 Figura 151 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 133 Figura 152 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 133 Figura 153 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 134 Figura 154 - Treliça em planta baixa .................................................................................................. 135 Figura 155 - Treliça em elevação ........................................................................................................ 135 Figura 156 - Modelo com numeração das barras ................................................................................ 136 Figura 157 - Modelo com apoios ........................................................................................................ 137 Figura 158 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas ................................................... 138 Figura 159 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 139 Figura 160 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 140 Figura 161 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 140 Figura 162 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 141 Figura 163-Quadro bars ...................................................................................................................... 142 Figura 164 – Viga vagonada em planta baixa ..................................................................................... 143 Figura 165 – Viga vagonada em elevação........................................................................................... 143 Figura 166-Barras rotuladas ................................................................................................................ 145 Figura 167 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas ................................................... 146 Figura 168 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura) ..................................................... 147 Figura 169 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)......................................................... 148 Figura 170 - COMB2: Fz Force (esforço cortante) ............................................................................. 148 Figura 171 - COMB2: My Moment (Momento fletor) ....................................................................... 149 Figura 172 - Quadro Wall ................................................................................................................... 150 Figura 173 - Quadro Floor .................................................................................................................. 150 Figura 174 - Parede em planta baixa ................................................................................................... 151 Figura 175 - Parede em perspectiva .................................................................................................... 151 Figura 176 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas ................................................... 153 Figura 177 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes e paredes)........................ 154 Figura 178 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes e paredes em x) ................................. 155 Figura 179 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes e paredes em y) ................................. 155 Figura 180 - COMB2: Shear Forces xx (Esforço cortante nas lajes e paredes em x) ......................... 156 Figura 181 - COMB2: Shear Forces yy (Esforço cortante nas lajes e paredes em y) ......................... 156

vi

SUMÁRIO INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 12 AMBIENTE DE TRABALHO DO SOFTWARE ............................................................................ 15 CONFIGURANDO OS MATERIAIS ESTRUTURAIS.................................................................. 16 1.

CONCRETO ARMADO ........................................................................................................ 16 1.1

CONCRETO C30 ............................................................................................................ 16

1.2

CONCRETO C50 ............................................................................................................ 16

2.

AÇO .......................................................................................................................................... 17 2.1

AÇO LAMINADO A36 .................................................................................................. 17

2.2

AÇO LAMINADO A572/AR345 .................................................................................... 17

2.3

AÇO CONFORMADO A FRIO SAE 1010 .................................................................. 17

3.

MADEIRA ............................................................................................................................... 18 3.1

DICOTILEDÔNEAS (MADEIRA SERRADA) ........................................................... 18

3.2

CONÍFERAS (MLC E SERRADA DE REFLORESTAMENTO) ............................. 18

CRIAR BASE DE DADOS DA GERDAU ........................................................................................ 19 CAPÍTULO 01 – PÓRTICOS PLANOS ........................................................................................... 23 1.1

PÓRTICO PLANO COM PERFIS LAMINADOS EM AÇO AR345 ........................... 23

1.1.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 23

1.1.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .................................. 23

1.1.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 24

1.1.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 25

1.1.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 26

1.1.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 27

1.1.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 28

1.1.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 29

1.1.9

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 29

1.2

PÓRTICO PLANO EM CONCRETO ARMADO C30................................................... 32

1.2.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 32

1.2.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .................................. 32

1.2.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 32

1.2.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 33

1.2.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 33

1.2.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 34

1.2.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 35

1.2.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 35

vii

1.2.9

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 35

CAPÍTULO 02 – PÓRTICOS TRIDIMENSIONAIS ...................................................................... 39 2.1 PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJES BIDIRECIONAIS (C30) ..................................................................................................................... 39 2.1.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 39

2.1.2

SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...................................................... 39

2.1.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 40

2.1.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 40

2.1.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 41

2.1.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 42

2.1.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 43

2.1.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 43

2.1.9

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 44

2.2 PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJE NERVURADA UNIDIRECIONAL (C30) .................................................................................... 49 2.2.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 49

2.2.2

SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...................................................... 49

2.2.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 50

2.2.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 50

2.2.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 52

2.2.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 52

2.2.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 53

2.2.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 54

2.2.9

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 54

2.3 PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM PERFIS LAMINADOS (AR345) COM LAJES MACIÇAS UNIDIRECIONAIS .................................................................................................... 60 2.3.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 60

2.3.2

SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...................................................... 60

2.3.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 61

2.3.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 61

2.3.5

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 62

2.4 PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJE NERVURADA BIDIRECIONAL (C30) ....................................................................................... 66 2.4.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 66

2.4.2

SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...................................................... 66

2.4.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 67

2.4.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 68

viii

2.4.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 69

2.4.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 70

2.4.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 70

2.4.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 71

2.4.9

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 72

2.5 PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM PERFIS LAMINADOS AR345 COM LAJE STEEL DECK ................................................................................................................................. 77 2.5.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 77

2.5.2

SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...................................................... 77

2.5.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA................................................................. 78

2.5.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 79

2.5.5

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 79

CAPÍTULO 03 – TRELIÇAS PLANAS ........................................................................................... 85 3.1 TRELIÇA PLANA COM ALTURA CONSTANTE EM PERFIS LAMINADOS DE AÇO AR345 ..................................................................................................................................... 85 3.1.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 85

3.1.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .................................. 85

3.1.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 85

3.1.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................... 86

3.1.5

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 87

3.1.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 88

3.1.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 88

3.1.8

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 88

3.2 TRELIÇA PLANA COM BANZO SUPERIOR A 5% EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA (SAE1010) ................................................................................................................... 90 3.2.1

CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD .................................................................. 90

3.2.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL ........................................................................................................................... 91 3.2.3

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .................................. 91

3.2.4

INSERIR OS APOIOS................................................................................................ 92

3.2.5

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 92

3.2.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 93

3.2.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 93

3.2.8

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 93

3.3

TESOURA SIMPLES COM MADEIRA SERRADA (C30) ........................................... 95

3.3.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ................................................................................. 95

3.3.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .................................. 95

ix

3.3.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................... 95

3.3.4

INSERIR OS APOIOS................................................................................................ 96

3.3.5

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................... 97

3.3.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ....................................................... 97

3.3.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................... 97

3.3.8

SEÇÃO DE RESULTADOS....................................................................................... 97

CAPÍTULO 04 – TRELIÇA ESPACIAL EM PERFIS TUBULARES (A36) ............................... 99 4.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ......................................................................................... 99

4.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS .......................................... 99

4.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ........................................................... 99

4.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ......................................................................... 100

4.5

CASOS DE CARREGAMENTO ..................................................................................... 101

4.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA............................................................. 102

4.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA ........................................................................................ 102

4.8

SEÇÃO DE RESULTADOS ............................................................................................ 102

CAPÍTULO 05 – ESTRUTURA FORMADA POR PILARES E CABOS FUNICULARES SUSTENTANTES E ESTABILIZANTES ...................................................................................... 104 5.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ....................................................................................... 104

5.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ........................................ 104

5.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ......................................................... 104

5.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ......................................................................... 106

5.5

CASOS DE CARREGAMENTO ..................................................................................... 106

5.6

CÁLCULO DA ESTRUTURA ........................................................................................ 107

5.7

SEÇÃO DE RESULTADOS ............................................................................................ 107

CAPÍTULO 06 – ARCOS ................................................................................................................. 108 6.1

ARCO EM CONCRETO ARMADO (C50) .................................................................... 108

6.1.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ............................................................................... 108

6.1.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................ 108

6.1.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................. 108

6.1.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................. 109

6.1.5

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................. 109

6.1.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ..................................................... 110

6.1.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................. 111

6.1.8

SEÇÃO DE RESULTADOS..................................................................................... 111

6.2 ARCO EM MADEIRA LAMINADA COLADA COM PERFIL EM ALMA CHEIA (C25) 113

x

6.2.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ............................................................................... 113

6.2.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................ 113

6.2.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................................. 114

6.2.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................. 114

6.2.5

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................. 115

6.2.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ..................................................... 116

6.2.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................. 116

6.2.8

SEÇÃO DE RESULTADOS..................................................................................... 117

6.3

ARCO COM TRELIÇADO EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA SAE 1010 .......... 120

6.3.1

CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD ................................................................ 120

6.3.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL ......................................................................................................................... 120 6.3.3

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................ 121

6.3.4

MODELAGEM DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS......................................... 122

6.3.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................. 122

6.3.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................. 123

6.3.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ..................................................... 124

6.3.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................. 124

6.3.9

SEÇÃO DE RESULTADOS..................................................................................... 124

6.4

ARCO COM TRELIÇADO EM MADEIRA LAMINADA COLADA (C25) ............. 127

6.4.1

CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD ................................................................ 127

6.4.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL ......................................................................................................................... 127 6.4.3

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ................................ 128

6.4.4

MODELAGEM DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS......................................... 128

6.4.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ................................................................. 129

6.4.6

CASOS DE CARREGAMENTO ............................................................................. 130

6.4.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA ..................................................... 131

6.4.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA................................................................................. 132

6.4.9

SEÇÃO DE RESULTADOS..................................................................................... 132

CAPÍTULO 07 – VIGA VIERENDEEL COM PERFIL LAMINADO EM AÇO AR345 ......... 135 7.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ....................................................................................... 135

7.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ........................................ 135

7.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ......................................................... 135

7.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ......................................................................... 136

7.5

CASOS DE CARREGAMENTO ..................................................................................... 137

xi

7.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA............................................................. 138

7.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA ........................................................................................ 139

7.8

SEÇÃO DE RESULTADOS ............................................................................................ 139

CAPÍTULO 09 – PAREDE ESTRUTURAL EM CONCRETO ARMADO C30 ....................... 141 9.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO ....................................................................................... 149

9.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ........................................ 149

9.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA....................................................................... 151

9.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ......................................................... 151

9.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) ......................................................................... 152

9.6

CASOS DE CARREGAMENTO ..................................................................................... 152

9.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA............................................................. 153

9.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA ........................................................................................ 154

9.9

SEÇÃO DE RESULTADOS ............................................................................................ 154

12

INTRODUÇÃO Este documento tem por objetivo dar subsídios aos alunos da disciplina Física das Estruturas do curso de Arquitetura e Urbanismo Noturno da FAUFBA. Inicialmente será feito um passo-a-passo de como efetuar a modelagem geométrica dos sistemas estruturais através de elementos de barras e cascas, bem como configurações de seções transversais e propriedades mecânicas dos materiais.

O software utilizado para tais modelagens foi o Autodesk Robot.

Ao abrir o programa, a tela de abertura fornece a opção de abrir um novo arquivo ou escolher um já existente (Figura 1).

Figura 1 - Tela de abertura do Autodesk Robot Analysis Professional

Para continuar trabalhando em um projeto já existente clique em File > Open Project e escolha o arquivo a ser aberto.

Para iniciar um novo projeto clique File > New Project e abrirá uma janela onde deverá ser escolhido o tipo do modelo estrutural que será feito.

Os tipos de estruturas disponíveis no programa são (Figura 2):     

Building Design (Edifícios em Pórticos 3D); Frame 3D Design (Pórticos 3D) Shell Design (Casca) Truss 3D Design (Treliça 3D) Plate Design (Placa)

13           

Frame 2D Design (Pórtico 2D) Grillage Design (Grelha) Truss 2D Frame (Treliça plana) Volumetric Structure Design (Estrutura volumétrica) Plane Stress Structure Design (Chapas) Plane Deformation Structure Design (Estado Plano de deformações) Axisymmetric Structure Design (Estrutura simétrica a um eixo) RC elements Design (Elementos em concreto armado) Connection Design (Conexões entre barras) Section Definition (Definições de seções transversais) Parametrized Structure Design (Estrutura parametrizada).

Figura 2 -Tipos de estruturas disponível no programa

14

Neste manual serão abordados apenas os tipos de estrutura 2D e 3D de pórticos, treliças, arcos e cabos. As modelagens serão organizadas em capítulos, cobrindo os sistemas estruturais listados abaixo: 1. Pórticos Planos 1.1. Pórtico plano com perfis laminados em aço AR345 1.2. Pórtico plano em concreto armado C30 2. Porticos tridimensionais 2.1. Em concreto armado com lajes bi-direcionais (C30) 2.2. Em perfis laminados AR345 com lajes maciças unidirecionais 2.3. Em concreto armado com laje nervurada unidirecional (C30) 2.4. Em concreto armado com laje nervurada bidirecional (C30) 2.5. Em perfis laminados AR345 com laje steel deck 3. Treliças Planas 3.1. Com altura constante em perfis laminados de aço AR345 3.2. Com banzo superior a 5% em perfis de chapa dobrada (SAE1010) 3.3. Tesoura simples com madeira serrada (C30) 4. Treliça espacial em perfis tubulares (A36) 5. Estrutura formada por pilares e cabos funiculares sustentantes e estabilizantes 6. Arcos 6.1. Em concreto armado C50 6.2. Madeira Laminada colada com perfil em alma cheia (C25) 6.3. Com treliçado em perfis de chapa dobrada SAE1010 6.4. Arcos treliçados em madeira laminada colada (C25) 7. Viga Vierendeel 7.1. Com perfil laminado em aço AR345 7.2. Em concreto armado C30 8. Viga vagonada 8.1. Com perfil laminado em aço AR345 8.2. Com perfil de madeira serrada C60 e MLC C25 9. Paredes Estruturais 9.1. Parede estrutural em concreto armado C30

15

AMBIENTE DE TRABALHO DO SOFTWARE Selecionado o tipo de estrutura a ser modelada, será aberta a tela inicial do programa (Figura 3).

Os comandos necessários para a modelagem da estrutura podem ser acessados através da aba de menus localizada na parte superior da área de trabalho, através da barra de rolagem localizada no canto superior direito e dos ícones de acesso rápido localizados na lateral direita da tela.

Neste tutorial, a forma de acessar os comandos será feita a partir da barra de rolagem citada anteriormente, a qual customiza cada etapa da modelagem. Nela é possível encontrar comandos referentes à geometria do modelo, à aplicação de cargas, às configurações e à fase de resultados.

Figura 3 - Interface do Autodesk Robot Analysis Professional

16

CONFIGURANDO OS MATERIAIS ESTRUTURAIS 1.

CONCRETO ARMADO

Para configurar um novo material em concreto, na aba de menus, clique em Tools > Job Preferences. Em seguida abrirá um janela chamada Job Preferences. Nesta janela selecione a opção Materials > Modification > Concrete.

1.1

CONCRETO C30

Para o C30 insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Young modulus, E Poisson ratio, v Shear modulus, G Force density (unit weight) Resistance

C30 26071,59 MPa 0,2 10863, 16 MPa 25 KN/m³ 30 MPa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma:  

Name: CA C30 Sample: Cylindrical

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok. 1.2

CONCRETO C50

Para o C50 insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Young modulus, E Poisson ratio, v Shear modulus, G Force density (unit weight) Resistance

C50 33658,28 MPa 0,2 14024,28 MPa 25 KN/m³ 50 MPa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma:  

Name: CA C50 Sample: Cubical

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok.

17

2.

AÇO

Para configurar um novo material em aço clique em Tools > Job Preferences. Em seguida abrirá um janela chamada Job Preferences. Nesta janela selecione a opção Materials > Modification > Steel.

2.1

AÇO LAMINADO A36

Para o A36 insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Young modulus, E Poisson ratio, v Shear modulus, G Force density (unit weight) Resistance Limit Strength for tension

A36 205000 MPa 0,3 77000 MPa 78,5 KN/m³ 250 MPa 400 MPa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma: 

Name: A36

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok. 2.2

AÇO LAMINADO A572/AR345

Para o A572/AR345 insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Young modulus, E Poisson ratio, v Shear modulus, G Force density (unit weight) Resistance Limit Strength for tension

A572/AR345 205000 MPa 0,3 77000 MPa 78,5 KN/m³ 345 MPa 435 MPa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma:  Name: AR345 Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok. 2.3

AÇO CONFORMADO A FRIO SAE 1010

Para o SAE 1010 insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Young modulus, E Poisson ratio, v Shear modulus, G Force density (unit weight)

SAE 1010 205000 MPa 0,3 77000 MPa 78,5 KN/m³

18

Resistance Limit Strength for tension

183 MPa 330 MPa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma: 

Name: SAE1010

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok. 3.

MADEIRA

Para configurar um novo material em concreto clique em Tools > Job Preferences. Em seguida abrirá um janela chamada Job Preferences. Nesta janela selecione a opção Materials > Modification > Timber.

3.1

DICOTILEDÔNEAS (MADEIRA SERRADA)

Para a madeira C30Dic insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Axial elasticity modulus, E Average modulus, G Force density (unit weight) Strenght for bending Strenght for axial tension Strenght for transversal tension Strenght for axial compression Strenght for transversal compression Strenght for shear

C30Dic 8700 Mpa 435 Mpa 8 KN/m³ 30 Mpa 30 Mpa 5 Mpa 30 Mpa 5 Mpa 5 Mpa

Nas demais opções, preencha da seguinte forma: 

Name: C30Dic

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok. 3.2

CONÍFERAS (MLC E SERRADA DE REFLORESTAMENTO)

Para a madeira C25Con insira os valores dos seguintes parâmetros nos campos indicados: Axial elasticity modulus, E Average modulus, G Force density (unit weight) Strenght for behind Strenght for axial tension Strenght for transversal tension Strenght for axial compression Strenght for transversal compression Strenght for shear

C25Con 5100 Mpa 255 Mpa 5,5 KN/m³ 25 Mpa 25 Mpa 5 Mpa 25 Mpa 5 Mpa 5 Mpa

19

Nas demais opções, preencha da seguinte forma: 

Name: C25Con

Para finalizar a criação do material clique em Add > Ok.

CRIAR BASE DE DADOS DA GERDAU Para facilitar a modelagem de estruturas com os perfis utilizados no mercado, pode-se criar uma base de dados com estes perfis utilizando o Autodesk Robot Structural Analysis Professional.

Para iniciar a criação da base de dados clique em Tools > Section Database e então abrirá uma janela chamada Section Database.

A base de dados será criada a partir de uma existente. Então, para chegar ao diretório onde estão as bases de dados clique em File > Open existing.

Já no diretório das bases de dados existentes clique na barra de endereço em destaque na Figura 4, copie o mesmo e cole na barra de endereço de uma janela nova do Windows Explorer e em seguida clique em enter. Feito esse procedimento, abrirá o diretório de origem das bases de dados existentes no software. Então, escolha a base de dados AISCPro, copie a mesma e cole no mesmo local em que ela está, criando assim uma cópia. Renomeie esse arquivo copiado para GerPRO.xml e volte para o Autodesk Robot Structural Analysis Professional. Se atentando para o nome da base de dados, este só pode ter no máximo 8 letras e tem que terminar com PRO.

20

Figura 4 - Diretório das base de dados já existentes

No Autodesk Robot Structural Analysis Professional clique em Tools > Section Database > File > Open existing, selecione a base de dados criar (GerPRO) e clique em abrir.

Para configurar adequadamente as unidades e descrições da base de dados a ser criada clique em File > Database properties. Na janela Section Database Properties preencha as opções da seguinte forma:  Database name: Gerdau  Database description: Perfis laminados Gerdau  Cross-section dimension and section properties unit: cm  Unit of length bar: m  Mass/ Weight unit: Kg  Database classification based on the section material: steel  Para finalizar clique em OK.

Para alterar os perfis da base de dados copiada siga o exemplo da criação do perfil W200x15,0 da Gerdau feito a seguir.

21

Primeiramente selecione o tipo de família do seu perfil em Section Family (indicado na Figura 5). No exemplo a família usada foi a W. Posteriormente nomeie seu perfil no quadro inferior

da tela de acordo com o catálogo, lembrando que: 

NA: Família da seção a ser criada



DIM1: primeira indicação da especificação do perfil, no exemplo dado (W200x15,0) o valor usado nesse item é 200.



DIM2: 0



DIM3: segunda indicação da especificação do perfil, no exemplo dado (W200x15,0) o valor usado nesse item é 15.



Os demais itens deste quadro serão completados automaticamente à partir dos dados inseridos da peça.

Figura 5 - Inserção de dados do perfil a ser criado

Já no quadro chamado Wide-flange Shapes localizado no lado direito da tela serão inseridos os valores característicos de cada peça indicados no catálogo do fabricantes. Por exemplo: 

Ax: 19,4 cm² (área da seção transversal)



Ix: 2,05 cm4 (momento de inércia - It do catálogo da Gerdau)



Iy: 1305 cm4 (momento de inércia - Ix do catálogo da Gerdau)



Iz: 87 cm4 (momento de inércia - Iy do catálogo da Gerdau)

22



Wply: 147,90 cm³ (módulo plástico da seção - Zx do catálogo da Gerdau)



Wplz: 27,30 cm³ (módulo plástico da seção - Zy do catálogo da Gerdau)



Ls: 0,77 m²/m (área de pintura - u do catálogo da Gerdau)



Weight: 15 kg/m (massa linear)



Para finalizar clique em SAVE localizado na parte superior do quadro Wide-flange Shapes.

Esse procedimento deverá ser realizado para todos os perfis que forem criados.

Finalizados todos os perfis, os mesmos devem ser carregados no programa a fim de serem utilizados.

Para isso clique em Tools > Job preferences > Databases > Steel and timber sections > Adding of a new database to the list

. No quadro Declaring Section Database clique em Browse,

selecione a base de dados criadas e clique em OK para finalizar a criação.

23

CAPÍTULO 01 – PÓRTICOS PLANOS 1.1

PÓRTICO PLANO COM PERFIS LAMINADOS EM AÇO AR345

1.1.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO Na tela inicial do Autodesk Robot aparecem alguns tipos de modelos iniciais os quais também podem ser acessados através do menu Geometry > Structure type.

No caso em estudo a opção escolhida será FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de um pórtico plano (2D) em aço.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem (Figura 6) esteja configurada na opção Geometry.

Figura 6 - Barra de rolagem

1.1.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections.

Selecionada esta opção, abrirá um janela chamada Sections.

Com o botão esquerdo do mouse clique no ícone New section definition, definido pelo seguinte ícone: .

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, selecione o tipo de material (Section type) para Steel. Clique na aba Standard e selecione as seguintes opções: Seção:  

Database: AISC 13.2 Family: W

24



Section: W10x15

Digite em Label Viga W10x15 e para concluir a operação, clique em Add > Close.

Seção:  Database: AISC 13.2  Family: HP  Section: HP 8x36 Digite em Label Pilar H 8x36 e para concluir a operação, clique em Add > Close.

1.1.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA Em pórticos, sobretudo os de multi-pavimentos, deve-se separar os pavimentos em níveis. Para todo nível vertical de vigamentos, deverá ser criado um nível.

Os níveis podem ser definidos a partir do menu Geometry > Stories > Stories.

Na janela Stories que será aberta adicione os seguintes valores nos campos indicados: Story 1:  Building base level: 0,00 m  Define manually, Height: 3,00 m Story 2:  Building base level: 3,00 m  Define manually, Height: 6,00 m Story 3:  Building base level: 6,00 m  Define manually, Height: 9,00 m Clique em Add para criar cada nível.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Para alterar o nível atual no momento da modelagem da estrutura, clique na barra que aparecerá na parte inferior da tela (Figura 7).

25

Figura 7 - Aba de níveis (stories)

1.1.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma estrutura aporticada em aço representada na figura abaixo em planta baixa (Figura 8) e elevação (Figura 9).

Figura 8 - Pórtico em planta baixa

Figura 9 - Pórtico em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem no canto superior direito da tela, a criação de pilares e vigas é feita acessando o menu Geometry > Columns no caso dos pilares e Geometry > Beams no caso das vigas.

Primeiramente criando as barras de pilares, na janela Collumns acessada pelo comando, antes de criar o elemento, selecione Steel Collumn na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (H 8x36) na opção Section.

Após isto, em cada nível, digite a altura entre níveis em Height, escolha a orientação da criação para baixo na opção Down (Z-) e, em Begining, digite ou clique na tela o ponto de localização do nó superior do pilar (nível atual).

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: Pilar 01:  Beginning: (0,3) – Story 1

26

 

Beginning: (0,6) – Story 2 Beginning: (0,9) – Story 3

Pilar 02:  Beginning: End: (6,3) – Story 1  Beginning: End: (6,6) – Story 2  Beginning: End: (6,9) – Story 3 Pilar 03:  Beginning: End: (12,3) – Story 1  Beginning: End: (12,6) – Story 2 Para a criação dos elementos de vigas, acesse o comando que abrirá a janela Beams e, de forma análoga à configuração dos pilares, selecione o material Steel e escolha a seção transversal previamente criada (W 8x18).

No caso de vigas, a inserção pode ser feita ligando os pilares com o auxílio do mouse. Para isto, ainda na janela Beams, clique no campo Begining e ligue o topo de dois pilares. Repita a operação até chegar na configuração desejada (Figura 7).

1.1.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports. No programa, existem duas configurações pré-definidas: Fixed, que seria o engaste (3º gênero), e Pinned, sendo este o apoio rotulado que restringe todos os deslocamentos (2º gênero). O programa também permite que sejam criados outros tipos de apoio com outras combinações de restrições, clicando em New support definitivo localizado no canto superior esquerdo da janela Supports.

Clique em Fixed e selecione no modelo o local (nós) onde os apoios serão inseridos (Figura 8).

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 10 - Modelo estrutural com os apoios

27

1.1.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem no canto superior direito da tela para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio. O programa, a partir das configurações do peso específico material selecionado e do volume da peça a partir da seção transversal, calcula o peso próprio da estrutura automaticamente.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

28

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination (Figura 9). Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1). Para finalizar clique em Apply.

Figura 11 - Combinação de cargas

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

1.1.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, existem várias maneiras possíveis no programa, mas optaremos aqui neste tutorial de inserir pela tabela de cargas, aberta ainda neste modo Loads da barra de rolagem.

Nesta tabela (figura 10), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

29

Figura 12 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (carga uniforme), Lista (clique na célula e selecione as vigas do pórtico). Na quinta coluna coloque o valor da carga distribuída das vigas em kN /m (PZ=-5.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

1.1.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Finalizada a etapa de geometrias, propriedades e definição das cargas, deve-se calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida. Para isto clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

1.1.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

30

Figura 13 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 14 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares)

31

Figura 15 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares)

Figura 16 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares)

Para formatar os rótulos dos diagramas, no quadro Diagrams, a aba Parameters há várias opções de formatação.

32

1.2

PÓRTICO PLANO EM CONCRETO ARMADO C30

1.2.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (2D) em concreto.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

1.2.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, selecione o tipo de material (Section type) para RC beam. Clique na aba Standard e selecione as seguintes opções: Seção:   

Label: Viga 15x40 Base (b): 15 cm Altura (h): 40 cm

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Clique novamente no ícone New Section Definition e no quadro New Section selecione o tipo de material (Section type) para RC column. Clique na aba Standard e selecione as seguintes opções: Seção:   

Label: Pilar 20x20 Base (b): 20 cm Altura (h): 20 cm

Conclua a operação, clicando em Add > Close.

1.2.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA Em pórticos, sobretudo os de multi-pavimentos, deve-se separar os pavimentos em níveis. Para todo nível vertical de vigamentos, deverá ser criado um nível. Os níveis podem ser definidos a partir do menu Geometry > Stories > Stories.

Para o pórtico de concreto que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmo níveis no pórtico de aço modelado no capítulo anterior (ver item 1.4).

33

1.2.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma estrutura aporticada em concreto representada na figura abaixo em planta baixa (figura 15) e elevação (figura 16).

Figura 17 - Pórtico em planta baixa

Figura 18 - Pórtico em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação de pilares e vigas é feita acessando o menu Geometry > Columns no caso dos pilares e Geometry > Beams no caso das vigas.

Primeiramente criando as barras de pilares, na janela Collumn acessada pelo comando, antes de criar o elemento, selecione RC Collumn na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (Pilar 20x20) na opção Section.

Após isto, em cada nível, digite a altura entre níveis em Height, escolha a orientação da criação para baixo na opção Down (Z-) e, em Begining, digite ou clique na tela o ponto de localização do nó superior do pilar (nível atual).

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram as mesmas do pórtico em aço modelado no capítulo anterior.

Para a criação dos elementos de vigas, acesse o comando que abrirá a janela Beams e, de forma análoga à configuração dos pilares, selecione o material RC beam e escolha a seção transversal previamente criada (Viga 15x40).

No caso de vigas, a inserção pode ser feita ligando os pilares com o auxílio do mouse. Para isto, ainda na janela Beams, clique no campo Begining e ligue o topo de dois pilares. Repita a operação até chegar na configuração desejada (Figura 16).

1.2.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Fixed e selecione no modelo o local onde os apoios serão inseridos (Figura 17).

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

34

Figura 19 - Modelo estrutural com os apoios

1.2.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:

35

  

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

1.2.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura 18), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 20 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (carga uniforme), Lista (clique na célula e selecione as vigas do pórtico). Na quinta coluna coloque o valor dar carga distribuída das vigas em kN /m (PZ=-5.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

1.2.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

1.2.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

36

Figura 21 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 22 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares)

37

Figura 23 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares)

Figura 24 - COMB2: Fx Force (Esforรงo axial de compressรฃo nos pilares)

38

Para formatar os rótulos dos diagramas, no quadro Diagrams, a aba parameters tem diversas opções de formatação.

39

CAPÍTULO 02 – PÓRTICOS TRIDIMENSIONAIS 2.1

PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJES BI-DIRECIONAIS (C30)

2.1.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção Building Design, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (3D) em concreto.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

2.1.2 SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As seções utilizadas para o modelo 3D em concreto (C30), foram: 

Viga: 20x50



Pilar: 30x30

Para criar estas seções siga o mesmo passo a passo demonstrado no Capítulo 1 – Pórticos Planos em concreto armado C30.

Para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em seguida abrirá um quadro chamado Floor. Na aba Tickness, clique nas reticências (figura 23) para criar um novo tipo de laje.

Figura 25 - Quadro Floor

40

No quadro chamado New Tickness que aparecerá, preencha os campos da seguinte forma: 

Label: Laje 10 cm



Th: 10 cm (Constant)



Material: CA C30



Para finalizar o comando clique em Add > Close 2.1.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA

Para o pórtico 3D em concreto que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmo níveis no pórtico de aço modelado no capítulo 1 (ver item 1.4).

2.1.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma estrutura tridimensional em concreto C30 a qual está representada na figura abaixo em planta baixa (figura 24) e perspectiva (figura 25).

Figura 26 - Pórtico em planta baixa

Figura 27 - Pórtico em perspectiva

No modo Geometry na Barra de Rolagem no canto superior direito da tela, a criação de pilares e vigas é feita acessando o menu Geometry > Columns no caso dos pilares e Geometry > Beams no caso das vigas.

Primeiramente criando as barras de pilares, na janela Collumn acessada pelo comando, antes de criar o elemento, selecione RC Collumn na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (Pilar 30x30) na opção Section.

Após isto, em cada nível, digite a altura entre níveis em Height, escolha a orientação da criação para baixo na opção Down (Z-) e, em Begining, digite ou clique na tela o ponto de localização do nó superior do pilar (nível atual).

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: PILAR

BEGINNING

STORY

Pilar 01

(0,0,0)

Story 1

Pilar 02

(0,6,0)

Story 1

Pilar 03

(0,12,0)

Story 1

Pilar 04

(6,0,0)

Story 1

41

Pilar 05

(6,6,0)

Story 1

Pilar 06

(6,12,0)

Story 1

Pilar 07

(12,0,0)

Story 1

Pilar 08

(12,6,0)

Story 1

Pilar 09

(12,12,0)

Story 1

Para a criação dos elementos de vigas, acesse o comando que abrirá a janela Beams e, de forma análoga à configuração dos pilares, selecione em Section Type a opção RC Beam e escolha a seção transversal previamente criada (Viga 20x50).

No caso de vigas, a inserção pode ser feita ligando os pilares com o auxílio do mouse. Para isto, ainda na janela Beams, clique no campo Begining e ligue o topo de dois pilares. Repita a operação até chegar na configuração desejada (Figura 25).

Criado os quatro módulos, o próximo passo é copiá-los para criar um segundo pavimento idêntico ao primeiro pavimento. Para isto selecione toda a estrutura (exceto os nós da base dos pilares) e clique no menu Edit > Edit > Move/Copy e no quadro chamado Translation insira as seguintes informações: 

Translation vector: 0;0;3



Edit mode: Copy



Number of repetitions: 1

Para finalizar a cópia clique em Execute > Close Este segundo pavimento inteiro deve ser configurado como pertencente ao Story 2. Para isto, selecione todos os elementos deste pavimento e na aba de propriedades selecione Story > Story 2.

2.1.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Será utilizado para este exemplo a opção de apoio Fixed. Após escolher o tipo de apoio, selecione no modelo o local onde eles serão inseridos (Figura 26).

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

42

Figura 28 - Modelo estrutural com os apoios

2.1.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Faça essa operação duas vezes para criar dois casos de carregamento de sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando as sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02: 

Combinations type: ULS

43

 

Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

2.1.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 27), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 29 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: SC1 

Tipo de carga: (EF) Uniforme



Lista: Selecione todas as lajes do modelo e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -2,0 kN/m²

CASO 3: SC2 

Tipo de carga: carga uniforme



Lista: Selecione todas as vigas perimetrais e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

2.1.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

44

2.1.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 30 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes)

Figura 31 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)

45

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 32 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares)

Figura 33 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares)

46

Figura 34 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares)

Para formatar os rótulos dos diagramas, no quadro Diagrams, a aba parameters tem diversas opções de formatação.

Para ter acesso aos resultados do cálculo nas lajes, selecione Results > Results maps na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Figura 35 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes)

47

Figura 36 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x)

Figura 37 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y)

48

Figura 38 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x)

Figura 39 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y)

49

2.2

PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJE NERVURADA UNIDIRECIONAL (C30)

2.2.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção Building Design, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (3D) em concreto.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

2.2.2 SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As seções utilizadas para o modelo 3D em concreto (C30), foram: 

Viga: 20x50



Pilar: 30x30

Para criar estas seções siga o mesmo passo a passo demonstrado no Capítulo 1 – Pórticos Planos em concreto armado C30.

Para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em seguida abrirá um quadro chamado Floor. Na aba Tickness, clique nas reticências (figura xx) para criar um novo tipo de laje.

Figura 40 - Quadro Floor

50

No quadro chamado New Tickness que aparecerá selecione a aba Orthotropic e preencha os campos da seguinte forma:  Label: NERV_UNI  Tipo: one-sided, unidirectional ribs  h: 4 cm  a: 50 cm  ha: 16 cm  a1: 13 cm  Material: C30 Para finalizar o comando clique em Add > Close 2.2.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA Para o pórtico 3D em concreto que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmo níveis no pórtico de aço modelado no capítulo 1 (ver item 1.4).

2.2.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma estrutura tridimensional em concreto C30 a qual está representada na figura abaixo em planta baixa (figura 24) e perspectiva (figura 25).

Figura 41 - Pórtico em planta baixa

Figura 42 - Pórtico em perspectiva

No modo Geometry na Barra de Rolagem no canto superior direito da tela, a criação de pilares e vigas é feita acessando o menu Geometry > Columns no caso dos pilares e Geometry > Beams no caso das vigas.

Primeiramente criando as barras de pilares, na janela Collumn acessada pelo comando, antes de criar o elemento, selecione RC Collumn na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (Pilar 30x30) na opção Section.

Após isto, em cada nível, digite a altura entre níveis em Height, escolha a orientação da criação para baixo na opção Down (Z-) e, em Begining, digite ou clique na tela o ponto de localização do nó superior do pilar (nível atual).

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram:

51

PILAR

BEGINNING

STORY

Pilar 01

(0,0,0)

Story 1

Pilar 02

(0,6,0)

Story 1

Pilar 03

(0,12,0)

Story 1

Pilar 04

(6,0,0)

Story 1

Pilar 05

(6,6,0)

Story 1

Pilar 06

(6,12,0)

Story 1

Pilar 07

(12,0,0)

Story 1

Pilar 08

(12,6,0)

Story 1

Pilar 09

(12,12,0)

Story 1

Para a criação dos elementos de vigas, acesse o comando que abrirá a janela Beams e, de forma análoga à configuração dos pilares, selecione em Section Type a opção RC Beam e escolha a seção transversal previamente criada (Viga 20x50).

No caso de vigas, a inserção pode ser feita ligando os pilares com o auxílio do mouse. Para isto, ainda na janela Beams, clique no campo Begining e ligue o topo de dois pilares. Repita a operação até chegar na configuração desejada (Figura 25).

Para inserir as lajes no modelo acesse o menu Geometry > Floors. No quadro Floor preencha os campos da seguinte forma: 

Tickness: NERV_UNI



Model: Shell



Definition Method: Rectangle

Para modelar as lajes é necessário clicar nos nós criados no topo dos pilares até que o quadrado seja feito. Repita esse processo para os quatro módulos criados.

Criado os quatro módulos, o próximo passo é copiá-los para criar um segundo pavimento idêntico ao primeiro pavimento. Para isto selecione toda a estrutura (exceto os nós da base dos pilares) e clique no menu Edit > Edit > Move/Copy e no quadro chamado Translation insira as seguintes informações: 

Translation vector: 0;0;3



Edit mode: Copy



Number of repetitions: 1

Para finalizar a cópia clique em Execute > Close Este segundo pavimento inteiro deve ser configurado como pertencente ao Story 2. Para isto, selecione todos os elementos deste pavimento e na aba de propriedades selecione Story > Story 2.

52

2.2.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Será utilizado para este exemplo a opção de apoio Fixed. Após escolher o tipo de apoio, selecione no modelo o local onde eles serão inseridos (Figura 26).

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 43 - Modelo estrutural com os apoios

2.2.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Faça essa operação duas vezes para criar dois casos de carregamento de sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in

53

combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando as sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

2.2.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 27), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 44 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: SC1 

Tipo de carga: (EF) Uniforme



Lista: Selecione todas as lajes do modelo e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -2,0 kN/m²

CASO 3: SC2 

Tipo de carga: carga uniforme



Lista: Selecione todas as vigas perimetrais e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

54

2.2.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

2.2.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 45 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes)

55

Figura 46 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 47 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares)

56

Figura 48 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares)

Figura 49 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares)

Para formatar os rótulos dos diagramas, no quadro Diagrams, a aba parameters tem diversas opções de formatação.

Para ter acesso aos resultados do cálculo nas lajes, selecione Results > Results maps na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

57

Figura 50 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes)

Figura 51 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x)

58

Figura 52 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y)

Figura 53 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x)

59

Figura 54 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y)

60

2.3

PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM PERFIS LAMINADOS (AR345) COM LAJES MACIÇAS UNIDIRECIONAIS

2.3.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção Building Design, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (3D) em aço.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

2.3.2 SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As seções utilizadas para o modelo 3D em aço (AR345), foram: Vigas: 

Seção:



Section type: Steel

  

Database: AISC Family: W Section: W 18x35

Digite em Label Viga W18x35 e para concluir a operação, clique em Add > Close.

Pilares: Seção:  Database: AISC  Family: HP  Section: HP 10x42 Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para criar estas seções siga o mesmo passo a passo demonstrado no Capítulo 2 – pórtico tridimensional em concreto armado com lajes bi-direcionais (c30) (item 2.3).

Para alterar o material e a seção dos elementos estruturais acesse o quadro chamado de propriedade dos objetos selecionados (figura 38) localizado no lado esquerdo da tela de trabalho e com a peça estrutural selecionada, preencha os campos da seguinte forma: 

Section: HP 10x42



Material: AR345

61

Figura 55 - Quadro de propriedades

E por fim, para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em siga as mesmas orientações indicadas no pórtico de concreto feito anteriormente (item 2.3).

2.3.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA Para o pórtico 3D em aço que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmo níveis no pórtico de concreto modelado anteriormente (ver item 2.4).

2.3.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão uma estrutura tridimensional em aço AR345 a qual está representada na figura abaixo em planta baixa (figura 39) e perspectiva (figura 40).

Neste pórtico em aço, foram adicionadas vigas secundárias, dividindo o módulo ao meio. Para isto, é necessário excluir as lajes de todos os pavimentos, adicionar as vigas secundárias e criar os painéis de lajes novamente, entre cada retângulo entre vigas.

Figura 56 - Pórtico em planta baixa

Figura 57 - Pórtico em perspectiva

62

2.3.5 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 58 - COMB1: Exact Deformation for bars (deslocamentos das vigas)

Figura 59 - COMB2: My e Mz Moment (Momentos fletores em vigas e pilares)

63

Figura 60 - COMB2: Fz Force (Esforço cortante em vigas e pilares)

Figura 61 - COMB2: Fx Force (Esforço normal em vigas e pilares)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças lajes, na opção Diagrams Maps:

64

Figura 62 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes)

Figura 63 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes em x)

65

Figura 64 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes em y)

Figura 65 - COMB2: Shear Forces xx (Esforรงo cortante nas lajes em x)

66

Figura 66 - COMB2: Shear Forces yy (Esforço cortante nas lajes em y)

2.4

PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM CONCRETO ARMADO COM LAJE NERVURADA BIDIRECIONAL (C30)

2.4.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção Building Design, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (3D) em concreto.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

2.4.2 SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As seções utilizadas para o modelo 3D em concreto (C30), foram: 

Viga: 20x50



Pilar: 30x30

Para criar estas seções siga o mesmo passo a passo demonstrado no Capítulo 1 – Pórticos Planos em concreto armado C30.

Para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em seguida abrirá um quadro chamado Floor. Na aba Tickness, clique nas reticências (figura xx) para criar um novo tipo de laje.

67

Figura 67 - Quadro Floor

No quadro chamado New Tickness que aparecerá selecione a aba Orthotropic e preencha os campos da seguinte forma: 

Label: NERV



Tipo: one-sided, bidirectional ribs



h: 5 cm



hb: 23 cm



a: 60 cm



b: 57 cm



ha: 23 cm



a1: 10,3 cm



a2: 10,3 cm



Material: C30



Para finalizar o comando clique em Add > Close 2.4.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA

Para o pórtico 3D em concreto que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmo níveis no pórtico de aço modelado no capítulo 1 (ver item 1.4).

68

2.4.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma estrutura tridimensional em concreto C30 a qual está representada na figura abaixo em planta baixa (figura 24) e perspectiva (figura 25).

Figura 68 - Pórtico em planta baixa

Figura 69 - Pórtico em perspectiva

No modo Geometry na Barra de Rolagem no canto superior direito da tela, a criação de pilares e vigas é feita acessando o menu Geometry > Columns no caso dos pilares e Geometry > Beams no caso das vigas.

Primeiramente criando as barras de pilares, na janela Collumn acessada pelo comando, antes de criar o elemento, selecione RC Collumn na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (Pilar 30x30) na opção Section.

Após isto, em cada nível, digite a altura entre níveis em Height, escolha a orientação da criação para baixo na opção Down (Z-) e, em Begining, digite ou clique na tela o ponto de localização do nó superior do pilar (nível atual).

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: PILAR

BEGINNING

STORY

Pilar 01

(0,0,0)

Story 1

Pilar 02

(0,6,0)

Story 1

Pilar 03

(0,12,0)

Story 1

Pilar 04

(6,0,0)

Story 1

Pilar 05

(6,6,0)

Story 1

Pilar 06

(6,12,0)

Story 1

Pilar 07

(12,0,0)

Story 1

Pilar 08

(12,6,0)

Story 1

Pilar 09

(12,12,0)

Story 1

Para a criação dos elementos de vigas, acesse o comando que abrirá a janela Beams e, de forma análoga à configuração dos pilares, selecione em Section Type a opção RC Beam e escolha a seção transversal previamente criada (Viga 20x50).

69

No caso de vigas, a inserção pode ser feita ligando os pilares com o auxílio do mouse. Para isto, ainda na janela Beams, clique no campo Begining e ligue o topo de dois pilares. Repita a operação até chegar na configuração desejada (Figura 25).

Para inserir as lajes no modelo acesse o menu Geometry > Floors. No quadro Floor preencha os campos da seguinte forma: 

Tickness: NERV



Model: Shell



Definition Method: Rectangle

Para modelar as lajes é necessário clicar nos nós criados no topo dos pilares até que o quadrado seja feito. Repita esse processo para os quatro módulos criados.

Criado os quatro módulos, o próximo passo é copiá-los para criar um segundo pavimento idêntico ao primeiro pavimento. Para isto selecione toda a estrutura (exceto os nós da base dos pilares) e clique no menu Edit > Edit > Move/Copy e no quadro chamado Translation insira as seguintes informações: 

Translation vector: 0;0;3



Edit mode: Copy



Number of repetitions: 1

Para finalizar a cópia clique em Execute > Close Este segundo pavimento inteiro deve ser configurado como pertencente ao Story 2. Para isto, selecione todos os elementos deste pavimento e na aba de propriedades selecione Story > Story 2.

2.4.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Será utilizado para este exemplo a opção de apoio Fixed. Após escolher o tipo de apoio, selecione no modelo o local onde eles serão inseridos (Figura 26).

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 70 - Modelo estrutural com os apoios

70

2.4.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Faça essa operação duas vezes para criar dois casos de carregamento de sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando as sobrecargas (SC1 e SC2). Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

2.4.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 27), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

71

Figura 71 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: SC1 

Tipo de carga: (EF) Uniforme



Lista: Selecione todas as lajes do modelo e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -2,0 kN/m²

CASO 3: SC2 

Tipo de carga: carga uniforme



Lista: Selecione todas as vigas perimetrais e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

2.4.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

72

2.4.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 72 - COMB1: Deformation (deslocamentos das lajes)

Figura 73 - COMB1: Exact deformation for bars (deslocamentos das vigas)

73

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 74 - COMB2: Fz Force (esforço cortante em vigas e pilares)

Figura 75 - COMB2: My Moment (Momento fletor nas vigas e pilares)

74

Figura 76 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão nos pilares)

Para formatar os rótulos dos diagramas, no quadro Diagrams, a aba parameters tem diversas opções de formatação.

Para ter acesso aos resultados do cálculo nas lajes, selecione Results > Results maps na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Figura 77 - COMB1: Displacements uz (Deslocamentos vertical nas lajes)

75

Figura 78 - COMB2: Moments xx (Momentos na direção x)

Figura 79 - COMB2: Moments yy (Momentos na direção y)

76

Figura 80 - COMB2: Shear Forces xx (Cortante nas lajes na direção x)

Figura 81 - COMB2: Shear Forces yy (Cortante nas lajes na direção y)

77

CAPÍTULO 02 – PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM PERFIS LAMINADOS AR345 COM LAJE STEEL DECK 2.5

PÓRTICO TRIDIMENSIONAL EM PERFIS LAMINADOS AR345 COM LAJE STEEL DECK

2.5.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção Building Design, que servirá de base para a modelagem de um pórtico (3D) em aço.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

2.5.2 SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS As seções utilizadas para o modelo 3D em aço (AR345), foram: Vigas: 

Seção:



Section type: Steel

  

Database: AISC Family: W Section: W 18x35

Digite em Label Viga W18x35 e para concluir a operação, clique em Add > Close.

Pilares: Seção:  Database: AISC  Family: HP  Section: HP 10x42 Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para criar estas seções siga o mesmo passo a passo demonstrado no Capítulo 2 – pórtico tridimensional em concreto armado com lajes bi-direcionais (c30) (item 2.3).

Para alterar o material e a seção dos elementos estruturais acesse o quadro chamado de propriedade dos objetos selecionados (figura 38) localizado no lado esquerdo da tela de trabalho e com a peça estrutural selecionada, preencha os campos da seguinte forma: 

Section: HP 10x42



Material: AR345

78

Figura 82 - Quadro de propriedades

Para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em seguida abrirá um quadro chamado Floor. Na aba Tickness, clique nas reticências (figura xx) para criar um novo tipo de laje.

No quadro chamado New Tickness que aparecerá selecione a aba Orthotropic e preencha os campos da seguinte forma: 

Label: S-DECK



Tipo: slab composed with a trapezoid plate



h: 12 cm



a: 21 cm



a: 60 cm



a1: 5,8 cm



a2: 8,4 cm



h1: 5,9cm



t: 0,08 cm



Material: C30



Para finalizar o comando clique em Add > Close 2.5.3 DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA

Para o pórtico 3D em aço que será modelado nesse capítulo serão utilizados os mesmos níveis no pórtico de concreto modelado no item 2.4.

79

2.5.4 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão uma estrutura tridimensional em aço AR345 a qual está representada na figura abaixo em planta baixa (figura 39) e perspectiva (figura 40).

Neste pórtico em aço, foram adicionadas vigas secundárias, dividindo o módulo ao meio. Para isto, é necessário excluir as lajes de todos os pavimentos, adicionar as vigas secundárias e criar os painéis de lajes novamente, entre cada retângulo entre vigas.

Figura 83 - Pórtico em planta baixa

Figura 84 - Pórtico em perspectiva

2.5.5 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

80

Figura 85 - COMB1: Exact Deformation for bars (deslocamentos das vigas)

Figura 86 - COMB2: My e Mz Moment (Momentos fletores em vigas e pilares)

81

Figura 87 - COMB2: Fz Force (Esforço cortante em vigas e pilares)

Figura 88 - COMB2: Fx Force (Esforço normal em vigas e pilares)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças lajes, na opção Results > Diagrams Maps:

82

Figura 89 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes)

Figura 90 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes em x)

83

Figura 91 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes em y)

Figura 92 - COMB2: Shear Forces xx (Esforรงo cortante nas lajes em x)

84

Figura 93 - COMB2: Shear Forces yy (Esforรงo cortante nas lajes em y)

85

CAPÍTULO 03 – TRELIÇAS PLANAS 3.1

TRELIÇA PLANA COM ALTURA LAMINADOS DE AÇO AR345

CONSTANTE

EM

PERFIS

3.1.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção TRUSS 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma treliça plana em aço AR 345.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

3.1.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS A seção utilizada para as barras do modelo de treliça plana em aço (AR345), foi: Seção:    

Database: AISC 14.0 Section type: Steel Family: HP Section: HP 8x36

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

3.1.3 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão a treliça plana em aço representada na figura abaixo em planta baixa (figura 50) e elevação (figura 51).

Figura 94 - Treliça em planta baixa

Figura 95 - Treliça em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação das barras da treliça é feita acessando o menu Geometry > Bars.

86

Selecione Barra simples na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (HP 8x36) na opção Section.

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: BARRA

BEGINNING

END

Barra 01

(0,0)

(1,0)

Barra 02

(1,0)

(1,1)

Barra 03

(1,1)

(0,1)

Barra 04

(0,1)

(0,0)

Barra 05

(0,1)

(1,0)

Com esse módulo básico da treliça criado, o próximo passo é copiá-lo para obtenção da estrutura desejada (figura 51).

Selecione as barras 1, 2, 3 e 5 e em Edit > Edit > Move/Copy, complete os campos da seguinte forma: 

dX,dZ: 1;0



Edit mode: copy



Number of repetitions: 9



Execute > Close 3.1.4 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e selecione no modelo o nó 01 para inseri-lo no modelo.

O outro apoio da treliça será livre em X. Para criá-lo, ainda na janela Supports clique em New Supports Definition e na janela Support Definition> Rigid complete os quadros da seguinte forma: 

Label: livreX



Fixed Directions: habilite a opção UZ



Add > close

Selecione a opção de apoio criada e aplique-a no nó com apoio livre em X indicado na figura 52 .

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

87

Figura 96 - Modelo com apoios

3.1.5 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma:

COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:

88

  

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

3.1.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura 53), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 97 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (força nodal), Lista (clique na célula e selecione todos os nós da treliça). Na quinta coluna coloque o valor da força nodal nos nós em kN /m (PZ=-5.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

3.1.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

3.1.8 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

89

Figura 98 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 99 - COMB2: Fx Force

90

CAPÍTULO 03 – TRELIÇA PLANA COM BANZO SUPERIOR A 5% EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA (SAE1010) 3.2

TRELIÇA PLANA COM BANZO SUPERIOR A 5% EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA (SAE1010)

3.2.1 CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD O modelo de treliça plana com banzo superior a 5% em perfis de chapa dobrada será criado no Autodesk Robot Structural Analysis à partir de um modelo base criado no AutoCAD (figura 56).

Figura 100 - Modelo base

Os pilares são formados por cinco módulos retangulares de 0,50 x 1,00 m e diagonais que ligam vértices opostos deste módulo. Os pilares estão 14 metros distantes um do outro (distância das barras internas dos pilares).

Para a criação da treliça superior, ligue com uma linha os dois pilares e no crie outra linha com altura de 1,25 metros à partir do centro. Ligue esta a uma linha com 0,50 metros de altura na extremidade dos dois pilares. Para finalizar crie os banzos paralelos da treliça de acordo com as medidas indicadas na figura 56 e crie as diagonais ligando as extremidades dos banzos.

Antes de importar para o Autodesk Robot Analysis Structural é necessário compatibilizar os eixos do AutoCAD com os eixos do Autodesk Robot (através do comando UCS).

91

3.2.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL Inicie o programa Autodesk Robot Analysis Structural e no menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem da treliça plana com banzo superior a 5% em perfis de chapa dobrada (SAE1010).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

Para importar o modelo base criado acesse o menu File > Import > DXF and DWF Backgrounds.

3.2.3 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, na aba Standart selecione o tipo de material (Section type) para Steel.

A seção utilizada nos banzos superiores e inferiores do modelo de treliça plana com banzo superior a 5% em perfis de chapa dobrada foi: Seção:  Label: US 75x38  Database: AISC 14.0  Family: C  Section: C 3x3.5 Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para associar a seção criada ao modelo base selecione todos os banzos superiores e inferiores do modelo e no quadro de propriedades localizado no lado esquerdo da área de trabalho preencha os itens da seguinte maneira: 

Section:US 75x38



Material: SAE1010



Releases: Pinned-Pinned

Para finalizar basta clicar em um local fora do quadro de propriedades.

Para criar a seção a utilizada nas diagonais e nos banzos paralelos do modelo de treliça plana com banzo superior a 5% em perfis de chapa dobrada, no quadro New Section clique na aba Compound e complete da seguinte forma: Seção:  

Label: 2L 1x1x1/8 Database: AISC 14.0

92

 Family: All  Section: L 2x2x0.125  Section type: Steel Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para a seção criada ao modelo base selecione todas os banzos paralelos e todas as diagonais do modelo e no quadro de propriedades localizado no lado esquerdo da área de trabalho preencha os itens da seguinte maneira: 

Section: 2L 1x1x1/8



Material: SAE1010



Releases: Pinned-Pinned

Para finalizar basta clicar em um local fora do quadro de propriedades.

3.2.4 INSERIR OS APOIOS Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e insira-o nos locais indicado na figura 58.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 101 - Modelo com apoios

3.2.5 CASOS DE CARREGAMENTO Os casos de carregamentos neste modelo serão os mesmo criados para o modelo anterior de treliça planta em aço (item 3.5).

93

3.2.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura 58), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 102 - Tabela de lançamento de cargas e modelo com sobrecarga aplicada

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (força nodal), Lista (clique na célula e selecione os mesmos nós da figura 58 que recebem a sobrecarga). Na quinta coluna coloque o valor da força nodal nos nós em kN /m (PZ=-1.25). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

3.2.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

3.2.8 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

94

Figura 103 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 104 - COMB2: Fx Force

95

3.3

TESOURA SIMPLES COM MADEIRA SERRADA (C30)

3.3.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção TRUSS 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma tesoura simples com madeira cerrada (C30).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

3.3.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, na aba Parametric selecione o tipo de material (Section type) para Timber.

A seção utilizada para as barras do modelo de tesoura simples com madeira cerrada (C30) foi: Seção:  Label: 5x10 cm  b (cm): 5  h (cm): 10 Para concluir a operação, clique em Add > Close.

3.3.3 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão a treliça tesoura simples com madeira cerrada representada na figura abaixo em planta baixa (figura 61) e elevação (figura 62).

Figura 105 - Tesoura em planta baixa

Figura 106 - Tesoura em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação das barras da tesoura é feita acessando o menu Geometry > Bars.

96

Selecione Viga de madeira na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (5x10 cm) na opção Section.

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: BARRA

BEGINNING

END

Barra 01

(0;0)

(7;0)

Barra 02

(7;0)

(3,50;2)

Barra 03

(3,50;2)

(0;0)

Barra 04

(3,50;0)

(1,75;1)

Barra 05

(3,50;0)

(3,50;2)

Barra 06

(3,50;0)

(5,25;1)

Após digitar a coordenada do início e do fim de cada ponto clique em Add completar a criação.

E para finalizar a criação das barras clique em Close.

3.3.4 INSERIR OS APOIOS Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e insira-o no local indicado na figura 63. Repita a operação para o outro apoio, mas dessa vez selecionando a opção de Supports Livre em X. Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 107 - Modelo com apoios

97

3.3.5 CASOS DE CARREGAMENTO Os casos de carregamentos neste modelo serão os mesmo criados para o modelo de treliça planta em aço (item 3.5).

3.3.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura 64), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 108 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (força nodal), Lista (clique na célula e selecione todos os nós da treliça). Na quinta coluna coloque o valor da força nodal nos nós em kN /m (PZ=-5.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

3.3.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

3.3.8 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

98

Figura 109 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 110 - COMB2: Fx Force

99

CAPÍTULO 04 – TRELIÇA ESPACIAL EM PERFIS TUBULARES (A36) 4.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO

No menu Geometry>Structure type escolha a opção TRUSS 3D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma treliça espacial em perfis tubulares (A36).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

4.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, na aba Parametric selecione o tipo de material (Section type) para Aluminum.

A seção utilizada para as barras do modelo de treliça espacial em perfis tubulares (A36) foi: Seção:  Label: tubo 5cm  d : 5 cm  t : 0,3 cm Para concluir a operação, clique em Add > Close.

4.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Os elementos estruturais criados nesta etapa formará uma treliça espacial em perfis tubulares representada na figura abaixo em planta baixa (figura 67) e elevação (figura 68).

Figura 111 - Treliça espacial em planta baixa

Figura 112 - Treliça espacial em elevação

100

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação das barras da treliça é feita acessando o menu Geometry > Bars.

Selecione Barra na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (tudo 5cm) na opção Section.

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: BARRA

BEGINNING

END

Barra 01

(0,0,0)

(1,0,0)

Barra 02

(1,0,0)

(1,1,0)

Barra 03

(1,1,0)

(0,1,0)

Barra 04

(0,1,0)

(0,0,0)

Barra 05

(0,0,0)

(0,5;0;5;1)

Barra 06

(1,0,0)

(0,5;0;5;1)

Barra 07

(1,1,0)

(0,5;0;5;1)

Barra 08

(0,1,0)

(0,5;0;5;1)

Barra 09

(0,5;0;5;1)

(1,5;0;5;1)

Barra 10

(0,5;0;5;1)

(0,5;1;5;1)

Com esse módulo de treliça criado, o próximo passo é copiá-lo para obtenção da estrutura desejada (figura 67).

Selecione as barras 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 e em Edit > Edit > Move/Copy, complete os campos da seguinte forma: 

dX, dY, dZ: 1;0;0



Edit mode: copy



Number of repetitions: 9



Execute > Close

Feita esta cópia, selecione agora toda a estrutura e em Edit > Edit > Move/Copy, preencha os campos da seguinte forma: 

dX, dY, dZ: 0;1;0



Edit mode: copy



Number of repetitions: 11



Execute > Close

Verifique se a estrutura está com o desenho compatível ao da figura 67.

Com o modelo pronto, selecione todas as barras (apenas as barras) e na tabela de propriedades, na opção Releases selecione Pinned-Pinned.

4.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

101

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e selecione no modelo os nós das extremidades.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 113 - Modelo com apoios

4.5

CASOS DE CARREGAMENTO

Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

102

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

4.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA

Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura 70), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 114 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (força nodal), Lista (clique na célula e selecione todos os nós da treliça). Na quinta coluna coloque o valor da força nodal das vigas em kN /m (PZ=-1.00). Ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

4.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA

Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

4.8

SEÇÃO DE RESULTADOS

Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1):

103

Figura 115 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2: Figura 116 - COMB2: Fx Force

104

CAPÍTULO 05 – ESTRUTURA FORMADA POR PILARES E CABOS FUNICULARES SUSTENTANTES E ESTABILIZANTES 5.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO

No menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 3D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma estrutura formada por pilares e cabos funiculares sustentantes e estabilizantes.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

5.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, selecione o tipo de material (Section type) para Steel. Clique na aba Standard e selecione as seguintes opções para a criação do perfil utilizados nos pilares: Seção:   

Database: Gerdau Family: HP Section: HP 200x53

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para a criação da seção transversal dos cabos clique no menu Geometry > Bars. No quadro chamado Bars selecione em Bar Type a opção Cable e clique na reticencias localizada ao lado da opção Section e então abrirá um quadro para a criação da seção do cabo que será utilizado na modelagem.

No quadro New Cable preencha as lacunas da seguinte forma: 

Label: Cabo



Section AX: 1,27 m²



Assembling Parameters > Elongation dl > Selecione a opção Relative > Digite 0,01



Para finalizar clique em Add > Close.

5.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão uma estrutura formada por pilares e cabos funiculares sustentantes e estabilizantes o qual está representado na figura abaixo em planta baixa (figura 73) e uma perspectiva (figura 74).

105

Figura 117 - Estrutura em planta baixa

Figura 118 - Estrutura em perspectiva

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a inserção dos pilares é feita acessando o menu Geometry > Columns e completando as opções da seguinte forma: 

Section type: Steel column



Section: HP 200x53



Geometry > Beginning > 0;0;0



Height: 4,00



Orientation: Down (Z-)



Para finalizar a criação do primeiro pilar clique em Add.

Ainda no quadro Column será feita a inserção do segundo pilar complentando as opções da seguinte forma: 

Section type: Steel column



Section: HP 200x53



Geometry > Beginning > 10;0;0



Height: 4,00



Orientation: Down (Z-)



Para finalizar a criação do segundo pilar clique em Add > Close

Para inserir no modelo os cabos que estão fixados na parte superior dos pilares clique em Geometry> Bars e selecione as seguintes opções: 

Bar type: Cable



Section: Cabo



Beginning: 0;0;0



End: 10;0;0



Para finalizar clique em Add > Close

Para inserir no modelo os demais cabos, ainda no quadro Bars selecione as seguintes opções: 

Bar type: Cable



Section: Cabo

106



Beginning: 5;0;0



End: 5;5;-5



Para finalizar clique em Add

Para criar o segundo cabo estabilizantes ainda no quadro Bars selecione as seguintes opções: 

Bar type: Cable



Section: Cabo



Beginning: 5;0;0



End: 5;-5;-5



Para finalizar clique em Add > Close 5.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Fixed e clique nos nós da base dos pilares e depois selecione a opção Pinned e selecione os nós da base dos cabos estabilizantes.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 119 - Modelo com apoios

5.5

CASOS DE CARREGAMENTO

Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

107

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Este será o único caso de carga inserido da estrutura em estudo.

5.6

CÁLCULO DA ESTRUTURA

Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida é necessário primeiramente, para este tipo de estrutura, selecionar o tipo de análise. Para isto clique em Analysis > Analysis Types, selecione a carga criada (peso próprio – DL1) e clique em Parameters.

No quadro chamado Nonlinear Analysis Parameters selecione as opções Non-linear analysis e a P-delta analysis.

Para finalizar clique em Ok > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

5.7

SEÇÃO DE RESULTADOS

Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação e dos esforços de projeto.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (DL1): Figura 120 - DL1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

108

CAPÍTULO 06 – ARCOS 6.1

ARCO EM CONCRETO ARMADO (C50)

6.1.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de um arco em concreto armado (C50) Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

6.1.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, selecione o tipo de material (Section type) para RC beam. Clique na aba Standard e selecione as seguintes opções: Seção:   

Label: Viga 20x60 Base (b): 20 cm Altura (h): 60 cm

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

6.1.3 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão um arco em concreto armado C50 o qual está representado na figura abaixo em planta baixa (figura 73) e elevação (figura 74).

Figura 121 - Arco em planta baixa

Figura 122 - Arco em elevação

109

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação do arco é feita à partir de uma base de arco criada à partir do menu Geometry > Objects > Arc. No quadro chamado Arc selecione a opção Begin-End-Middle e na aba Geometry preencha os quadros da seguinte forma:   

Point P1: 0;0;0 Point P2: 24;0;0 Point P3: 12;0;6

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Feito a base, selecione o menu Geometry > Beam e selecione as seguintes opções: 

Section type: RC beam



Section: Viga 20x60

Crie, em cima da base criada, segmentos de reta até chegar ao desenho de arco desejado (figura 74).

6.1.4 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned clique em um dos nós da base e depois selecione a opção Fixed e selecione o outro nó da base.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 123 - Modelo com apoios

6.1.5 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

110

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

6.1.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 76), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 124 - Tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: LL1

111

Tipo de carga: Força nodal 

Lista: Selecione todos os nós do modelo e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -8,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

6.1.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

6.1.8 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 125 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

112

Figura 126 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

Figura 127 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

113

Figura 128 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)

6.2

ARCO EM MADEIRA LAMINADA COLADA COM PERFIL EM ALMA CHEIA (C25)

6.2.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de um arco em madeira laminada colada (C25) Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

6.2.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

Aparecerá um novo quadro chamado New Section e, neste, selecione o tipo de material (Section type) para Timber. Clique na aba Parametric e selecione as seguintes opções: Seção:   

Label: 20x60 Base (b): 20 cm Altura (h): 60 cm

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

114

6.2.3 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão um arco em madeira laminada colada o qual está representado na figura abaixo em planta baixa (figura 81) e elevação (figura 82).

Figura 129 - Arco em planta baixa

Figura 130 - Arco em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação do arco é feita à partir de uma base de arco criada à partir do menu Geometry > Objects > Arc. No quadro chamado Arc selecione a opção Begin-End-Middle e na aba Geometry preencha os quadros da seguinte forma:   

Point P1: 0;0;0 Point P2: 27;0;0 Point P3: 13,5;0;12

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Feito a base, selecione o menu Geometry > Beam e selecione as seguintes opções: 

Section type: Timber beam



Section: 20x60

Crie, em cima da base, segmentos de reta até chegar ao desenho de arco desejado (figura 82).

6.2.4 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned clique nos nós da base do arco.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

115

Figura 131 - Modelo com apoios

6.2.5 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:  

Combinations type: ULS Combination name: COMB2

116



OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

6.2.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 84), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 132 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: LL1 Tipo de carga: Força nodal 

Lista: Selecione todos os nós do modelo e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

6.2.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

117

6.2.8 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 133 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

118

Figura 134 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

Figura 135 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

119

Figura 136 - COMB2: Fx Force (Esforรงo axial de compressรฃo)

120

CAPÍTULO 06 – ARCO COM TRELIÇADO EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA SAE 1010 6.3

ARCO COM TRELIÇADO EM PERFIS DE CHAPA DOBRADA SAE 1010

6.3.1 CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD O modelo de arco treliçado em perfis de chapa dobrada será criado no Autodesk Robot Structural Analysis à partir de um modelo base criado no AutoCAD (figura 89).

Figura 137 - Modelo base

Antes de importar para o Autodesk Robot Analysis Structural é necessário compatibilizar os eixos do AutoCAD com os eixos do Autodesk Robot (através do comando UCS).

6.3.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL Inicie o programa Autodesk Robot Analysis Structural e no menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem do arco treliçado em perfis de chapa dobrada (SAE1010).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

Para importar o modelo base criado acesse o menu File > Import > DXF and DWF Backgrounds. No quadro DWG/DXF Import preencha os itens da seguinte forma: 

Units: metros



Plane: XZ

121



Reference point: 0,00;0,00



Insertion point: 0,00;0,00



Position on Z Axis: 0,00



Scaling factor: 1,00



Rotation angle: 0,00



Visibility Range: Automatic



Para finalizar clique em Apply > Ok 6.3.3 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

No quadro chamado New Section selecione o tipo de material (Section type) para Steel. Clique na aba Standart.

A seção utilizada nos arcos superiores e inferiores do modelo arco treliçado em chapa dobrada foi: Seção:    

Label: C 10x30 Database: AISC 14.0 Family: C Section: C 10x30

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para criar a seção a utilizada nas diagonais e nos banzos paralelos do modelo arco treliçado em perfis de chapa dobrada, no quadro New Section clique na aba Compound e complete da seguinte forma: Seção:     

Label: 2L 1x1x1/8 Database: AISC 14.0 Family: All Section: L 2,5x2,5x0,25 Section type: Steel

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

122

6.3.4 MODELAGEM DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão um arco em madeira laminada colada o qual está representado na figura abaixo em planta baixa (figura 90) e elevação (figura 91).

Figura 138 - Arco em planta baixa

Figura 139 - Arco em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação do arco é feita à partir de uma base de arco importada do Autocad.

Para o arco inferior e superior, clique na opção Geometry > Bars e selecione as seguintes opções: 

Bar type: Simple bar



Section: C 10x30

Crie, em cima da base, segmentos de reta até chegar ao desenho de arco desejado (figura 91).

Para criação das diagonais e para os montantes siga as mesmas instruções do elemento anterior, porém, selecione as seguintes opções: 

Bar type: Simple bar



Section: L 2,50x2,50x0,2 Lembrando sempre de aplicar o material aos elementos estruturais. Para isto selecione as barras e, no quadro de propriedades, selecione a opção SAE 1010 na aba Material.

Para finalizar a operação clique ENTER. 6.3.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e clique nos nós da base do arco.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

123

Figura 140 - Modelo com apoios

6.3.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

124

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

6.3.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 93), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 141 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: LL1 Tipo de carga: Força nodal 

Lista: Selecione os nós indicados na figura 93 e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

6.3.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

6.3.9 SEÇÃO DE RESULTADOS

125

Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 142 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

126

Figura 143 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

Figura 144 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

127

Figura 145 - COMB2: Fx Force (Esforço axial de compressão)

6.4

ARCO COM TRELIÇADO EM MADEIRA LAMINADA COLADA (C25)

6.4.1 CRIAR UM ARQUIVO BASE NO CAD O modelo de arco treliçado em madeira laminada colada será criado no Autodesk Robot Structural Analysis à partir do modelo base criado no AutoCAD. Será utilizada a mesma metodologia explicitada no modelo anterior (figura 89).

6.4.2 IMPORTAR MODELO BASE PARA O AUTODESK ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL Inicie o programa Autodesk Robot Analysis Structural e no menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem do arco treliçado em madeira laminada colada (C25).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

Para importar o modelo base criado acesse o menu File > Import > DXF and DWF Backgrounds. No quadro DWG/DXF Import preencha os itens da seguinte forma: 

Units: metros



Plane: XZ



Reference point: 0,00;0,00



Insertion point: 0,00;0,00



Position on Z Axis: 0,00

128



Scaling factor: 1,00



Rotation angle: 0,00



Visibility Range: Automatic



Para finalizar clique em Apply > Ok 6.4.3 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Para acessar o gerenciador de seções transversais do programa, clique em Geometry > Properties > Sections. Na janela chamada Sections clique no ícone New Section Definition para criar uma nova seção.

No quadro chamado New Section selecione o tipo de material (Section type) para Timber.

Clique na aba Parametric.

A seção utilizada nos arcos superiores e inferiores do modelo arco treliçado em madeira laminada colada foi: Seção:   

Label: 20x60 Base (b): 20 cm Altura (h): 60 cm

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para criar a seção a utilizada nas diagonais e nos banzos paralelos do modelo arco treliçado em madeira laminada colada, no quadro New Section clique na aba Parametric e complete da seguinte forma: Seção:   

Label: 20x60 Base (b): 20 cm Altura (h): 60 cm

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

6.4.4 MODELAGEM DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão um arco em madeira laminada colada o qual está representado na figura abaixo em planta baixa (figura 98) e elevação (figura 99).

129

Figura 146 - Arco em planta baixa

Figura 147 - Arco em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação do arco é feita à partir de uma base de arco importada do Autocad.

Para o arco inferior e superior, clique na opção Geometry > Bars e selecione as seguintes opções: 

Bar type: Simple bar



Section: C 10x30

Crie, em cima da base, segmentos de reta até chegar ao desenho de arco desejado (figura 99).

Para criação das diagonais e para os montantes siga as mesmas instruções do elemento anterior, porém, selecione as seguintes opções: 

Bar type: Simple bar



Section: L 2,50x2,50x0,2

Lembrando sempre de aplicar o material aos elementos estruturais. Para isto selecione as barras e, no quadro de propriedades, selecione a opção C25CON na aba Material. Para finalizar a operação clique ENTER. 6.4.5 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e clique nos nós da base do arco.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

130

Figura 148 - Modelo com apoios

6.4.6 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02: 

Combinations type: ULS

131

 

Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

6.4.7 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Ainda na aba Loads na tabela chamada Carregamentos (figura 101), em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 149 - Modelo com carregamento e tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

Preencha as células da tabela da seguinte forma: CASO 2: LL1 Tipo de carga: Força nodal 

Lista: Selecione os nós indicados na figura 93 e clique em lista na célula correspondente ao caso de carga



PZ: -5,0 kN/m²

Perceba que ao clicar em lista e apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

132

6.4.8 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

6.4.9 SEÇÃO DE RESULTADOS Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results diagrams na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Após esse procedimento abrirá um quadro chamado Diagrams no qual é possível selecionar opções para visualizar os diagramas de deformação (COMB1) e dos esforços de projeto (COMB2).

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 150 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

133

Figura 151 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

Figura 152 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

134

Figura 153 - COMB2: Fx Force (Esforรงo axial de compressรฃo)

135

CAPÍTULO 07 – VIGA VIERENDEEL COM PERFIL LAMINADO EM AÇO AR345 7.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO

No menu Geometry>Structure type escolha a opção FRAME 2D DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma viga vierendeel com perfil laminado em aço AR 345.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Start.

7.2

CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

A seção utilizada para as barras do modelo de viga vierendeel em aço (AR345), foi: Seção:    

Database: AISC 14.0 Section type: Steel Family: W Section: W 30x90

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

7.3

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão a viga vierendeel em aço representada na figura abaixo em planta baixa (figura XX) e elevação (figura XX).

Figura 154 - Treliça em planta baixa

Figura 155 - Treliça em elevação

Ainda no modo Start na Barra de Rolagem, a criação das barras da viga vierendeel é feita acessando o menu Geometry > Bars.

136

Selecione Barra simples na opção Section Type e escolha a seção previamente criada (W 30x90) na opção Section.

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: BARRA

BEGINNING

END

Barra 01

(0;0;0)

(20;0;0)

Barra 02

(0;0;2,40)

(20;0;2,40)

Figura 156 - Modelo com numeração das barras

Para criar os montantes da viga vierendeel é necessário dividir as barras 01 e 02 em 10 partes.

Para isso acesso o menu Edit > Divide e selecione as seguintes opções: 

Division: into n parts



Number of segments: 10



Selecione a opção: Generate nodes without bar/edge division

Para finalizar clique em Execute > Close.

Após dividir a barra ligue os nós verticalmente utilizando barras com o perfil previamente criado (W 30x90).

7.4

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Pinned e selecione no modelo o nó 01 para inseri-lo no modelo.

O outro apoio da treliça será livre em X. Para criá-lo, ainda na janela Supports clique em New Supports Definition e na janela Support Definition> Rigid complete os quadros da seguinte forma: 

Label: livreX



Fixed Directions: habilite a opção UZ

137



Add > close

Selecione a opção de apoio criada e aplique-a no nó com apoio livre em X indicado na figura XX .

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

Figura 157 - Modelo com apoios

7.5

CASOS DE CARREGAMENTO

Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in

138

combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

7.6

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA

Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura XXX), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 158 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (força nodal), Lista (clique na célula e selecione todos os nós da viga vierendeel). Na quinta coluna coloque o valor da força nodal nos nós em kN /m (PZ=-5.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

139

7.7

CÁLCULO DA ESTRUTURA

Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

7.8

SEÇÃO DE RESULTADOS

Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 159 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

140

Figura 160 - COMB2: Fx Force (Esforรงo axial de compressรฃo)

Figura 161 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

141

Figura 162 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

CAPÍTULO 08 – VIGA VAGONADA 8.1 VIGA VAGONADA COM PERFIL LAMINADO AR345 8.1.1

CRIAR UM NOVO ARQUIVO

No menu Geometry>Structure type escolha a opção BUILDING DESIGN, que servirá de base para a modelagem de uma viga vagonada com perfil laminado em aço AR345.

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

8.1.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS A seção utilizada para os pilares do modelo de viga vagonada em aço (AR345), foi: Seção:    

Database: Gerdau Section type: Steel Family: HP Section: HP 250x62

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Já a seção utilizada para a viga do modelo de viga vagonada em aço (AR345), foi: Seção:

142

   

Database: Gerdau Section type: Steel Family: W Section: W 310x21

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

A seção utilizada para os montantes do modelo de viga vagonada em aço (AR345), foi: Seção:    

Label: Montante d: 10,2 cm t: 0,20 cm Section type: Steel

Para concluir a operação, clique em Add > Close.

Para criar a seção do cabo acesse o menu Geometry > Bars. No quadro chamado Bars, em Bar type selecione a opção Cable e clique nas reticências localizadas ao lado da opção Section.

Figura 163-Quadro bars

Ao clicar nas reticências abrirá um quadro chamado New Cable. Neste selecione as seguintes opções: 

Label: CABO

143



Section AX: 1,27 cm²



Material: AR345



Assembling parameters > Elongation dl > Relative > 0



Para finalizar clique em Apply > Close.

8.1.3 CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão paredes estruturais em concreto (C30) representada na figura abaixo em planta baixa (figura XX) e elevação (figura XX).

Figura 164 – Viga vagonada em planta baixa

Figura 165 – Viga vagonada em elevação

Ainda no modo Geometry na Barra de Rolagem, a criação dos elementos das viga vagonada é feita da seguinte forma: 

PILARES

- Acesse o menu Geometry > Columns - Section type: Steel column - Section: HP 250x62 - Beginning: 0;0;0 - Height: 4,50 m - Para finalizar a criação do primeiro pilar clique em Add. - As coordenadas do segundo pilar: - Beginning: 9;0;0 - Height: 4,50 m - Para finalizar a criação do segundo pilar clique em Add > Close 

VIGA

- Acesse o menu Geometry > Beams

144

- Section type: Steel beam - Section: W 310x21 - Beginning: 0,00;0,00;4,50 - End: 9,00;0,00;4,50 - Para finalizar a criação da viga clique em Add > Close. 

MONTANTES

- Acesse o menu Geometry > Bars - Bar type: simple bar - Section: Montante - Montante 01: Beginning: 3,00;0,00;4,50 - Montante 01: End: 3,00;0,00;4,00 - Para finalizar a criação do primeiro montante clique em Add. - Montante 02: Beginning: 6,00;0,00;4,50 - Montante 02: End: 6,00;0,00;4,00 - Para finalizar a criação do segundo montante clique em Add > Close. 

CABOS

- Acesse o menu Geometry > Bars - Bar type: cable - Section: CABO Para criar o cabo basta clicar na união viga/pilar, nos nós inferiores dos montantes e na segunda ligação viga/pilar, até chegar à configuração desejada (figura 167). Para finalizar o comando clique em Close.

Após a criação dos elementos é necessário colocar as rótulas na estrutura. Para isto selecione a barra 03 e no quadro de propriedades localizados no lado esquerdo da tela, em Releases selecione a opção Pinned-Pinned. Para as barras 04 e 05 selecione em Releases a opção Fixed-Pinned. Para concluir a operação clique em Enter.

145

Figura 166-Barras rotuladas

8.1.4 INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES) Para acessar a janela de inserção de apoios, clique no menu em Geometry > Supports.

Abrirá uma janela chamada Supports, nesta selecione a opção Fixed e clique nos nós da base dos pilares.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

8.1.5 CASOS DE CARREGAMENTO Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB1 OK

146

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

8.1.6 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura XXX), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 167 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (carga uniforme)

147

Lista (clique na célula e selecione a viga do modelo). Na quinta coluna coloque o valor da carga uniforme em kN /m (PZ=-2.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

8.1.7 CÁLCULO DA ESTRUTURA Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida é necessário primeiramente, para este tipo de estrutura, selecionar o tipo de análise. Para isto clique em Analysis > Analysis Types, selecione a carga criada (peso próprio – DL1) e clique em Parameters.

No quadro chamado Nonlinear Analysis Parameters selecione as opções Non-linear analysis e a P-delta analysis.

Para finalizar clique em Ok > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

8.1.8 INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo o diagrama dos deslocamentos (COMB1): Figura 168 - COMB1: Deformation (deslocamentos da estrutura)

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das peças, utilizando a COMB2:

148

Figura 169 - COMB2: Fx Force (Esforรงo axial de compressรฃo)

Figura 170 - COMB2: Fz Force (esforรงo cortante)

149

Figura 171 - COMB2: My Moment (Momento fletor)

CAPÍTULO 09 – PAREDE ESTRUTURAL EM CONCRETO ARMADO C30 9.1 CRIAR UM NOVO ARQUIVO No menu Geometry>Structure type escolha a opção BUILDING DESIGN, que servirá de base para a modelagem de um modelo com paredes estruturais em concreto armado (C30).

Para iniciar a criação da geometria, certifique-se de que a barra de rolagem esteja configurada na opção Geometry.

9.2 CRIAR AS SEÇÕES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS Para a criação das paredes estruturais acesse o menu Geometry > Walls e em seguida abrirá um quadro chamado Wall. Na aba Thickness, clique nas reticências (figura xx) para criar um novo tipo de parede.

150

Figura 172 - Quadro Wall

No quadro chamado New Tickness que aparecerá selecione a aba Homogeneous e preencha os campos da seguinte forma: 

Label: PAR15cm



Th: Constant > 15 cm



Material: C30



Para finalizar o comando clique em Add > Close

Para a criação da laje acesse o menu Geometry > Floors e em seguida abrirá um quadro chamado Floor. Na aba Thickness, clique nas reticências (figura xx) para criar um novo tipo de laje.

Figura 173 - Quadro Floor

151

No quadro chamado New Tickness que aparecerá selecione a aba Homogeneous e preencha os campos da seguinte forma: 

Label: LAJE10cm



Th: Constant > 10 cm



Material: C30



Para finalizar o comando clique em Add > Close 9.3

DEFINIR OS NÍVEIS DA ESTRUTURA

Os níveis podem ser definidos a partir do menu Geometry > Stories > Stories.

Na janela Stories que será aberta adicione os seguintes valores nos campos indicados: Story 1:  Building base level: 0,00 m  Define manually, Height: 4,00 m Clique em Add para criar cada nível.

Para finalizar o comando clique em Apply > Close.

9.4

CRIAÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Os elementos estruturais criados nesta etapa formarão paredes estruturais em concreto (C30) representada na figura abaixo em planta baixa (figura XX) e perspectiva (figura XX).

Figura 174 - Parede em planta baixa

Figura 175 - Parede em perspectiva

Ainda no modo Geometry na Barra de Rolagem, a criação das paredes estruturais é feita acessando o menu Geometry > Walls. No quadro Wall selecione as seguintes opções: 

Thickness: PAR15cm



Geometry > Height: 4,00 m

Para este exemplo, as coordenadas utilizadas foram: PAREDE

BEGINNING

END

Parede 01

(0;0;4)

(4;0;4)

152

Parede 02

(4;0;4)

(4;4;4)

Parede 03

(4;4;4)

(0;4;4)

Parede 04

(0;4;4)

(0;0;4)

Para criar a laje superior do modelo clique em Geometry > Floors e, no quadro Floor, selecione as seguintes opções: 

Thickness: LAJE10cm



Model: shell



Definition method: Rectangle



Para inserir a laje no modelo basta clicar nos vértices superiores das paredes.

Para finalizar clique em Apply > Close.

Neste modelo será criada também uma abertura em uma das paredes. Para isto clique em Geometry > Openings e selecione as seguintes opções: 

Opening shape: rectangle



H: 2,50 m



B: 1,00 m



Reference point: 4,00;0,00;0,00



Offset > dx > 1,50m



Offset > dy > 0,00 m



Para finalizar clique em Apply > Close.

9.5

INSERIR OS APOIOS (FUNDAÇÕES)

Ao criar as paredes, as mesma já são inseridas no modelo com apoios.

9.6

CASOS DE CARREGAMENTO

Para definir as cargas a serem aplicadas na estrutura modifique a barra de rolagem para a opção Loads. Automaticamente se abrirá a janela Load types.

Na aba Nature escolha a opção permanente (carga morta) e depois clique em Add. Esta última ação irá criar automaticamente o caso de carregamento peso próprio.

Para a criação do caso de carregamento de Sobrecargas, de forma análoga ao passo anterior, em Nature selecione a opção sobrecarga (ativo) e clique em Add. Para finalizar clique em Close.

Criados tipos de cargas, o próximo passo é criar as combinações de cargas. Para isso acesse o menu Loads > Manual Combinations. Clicando em New abrirá um quadro chamado Combinations Definition/Modification e neste serão preenchidos os campos existentes da seguinte forma: COMBINAÇÃO 01: 

Combinations type: ULS

153

 

Combination name: COMB1 OK

Após confirmar a criação da combinação deverão ser selecionadas as cargas que farão parte da combinação. Para a COMB1 selecione em Case List a opção PERM1, altere o campo Factor para 1.0 e clique na seta simples para a direita, adicionando assim a carga à List of cases in combination. Faça a mesma operação nesta mesma combinação utilizando a sobrecarga (SC1).

Para finalizar clique em Apply.

Para criar uma nova combinação clique em New e abrirá novamente o quadro chamado Combinations Definition/Modification.

COMBINAÇÃO 02:   

Combinations type: ULS Combination name: COMB2 OK

Para a COMB2, efetue de forma análoga à combinação anterior, entretanto considerando um Factor de 1.40. Para finalizar clique em Apply > Close.

9.7

INSERÇÃO DAS CARGAS NA ESTRUTURA

Para inserir as cargas adicionais, excetuando-se o peso próprio, modifique a barra de rolagem para a aba Loads.

Nesta tabela (figura XXX), chamada Carregamentos, em sua aba Edição no modo tabela, podemos observar a primeira linha já preenchida com o caso PERM (carga permanente).

Figura 176 - Modelo com cargas e tabela de lançamento de cargas

154

Na segunda linha da tabela deve ser configurada para a aplicação das sobrecargas na estrutura.

As colunas da tabela são Caso (escolha o caso da sobrecarga), Tipo de carga (linear em arestas) Lista (clique na célula e selecione todas as paredes estruturais). Na quinta coluna coloque o valor da força linear nas arestas em kN /m (PZ=-10.00). Perceba que ao apertar enter o programa irá desenhar em vermelho as cargas que foram aplicadas.

9.8

CÁLCULO DA ESTRUTURA

Para calcular os esforços aos quais a estrutura está submetida clique no menu Analysis > Calculations e o programa fará todo o processo de cálculo de esforços e deslocamentos automaticamente.

9.9

SEÇÃO DE RESULTADOS

Para ter acesso aos resultados do cálculo, selecione Results > Results na barra de rolagem localizada no canto superior direito da tela.

Segue abaixo algumas imagens dos diagramas para verificação dos esforços de projeto das lajes e paredes, na opção Results > Diagrams Maps: Figura 177 - COMB1: Displacement uz (Deslocamento vertical nas lajes e paredes)

155

Figura 178 - COMB2: Moment xx (Momento fletor nas lajes e paredes em x)

Figura 179 - COMB2: Moment yy (Momento fletor nas lajes e paredes em y)

156

Figura 180 - COMB2: Shear Forces xx (Esforรงo cortante nas lajes e paredes em x)

Figura 181 - COMB2: Shear Forces yy (Esforรงo cortante nas lajes e paredes em y)