Cálculo estrutural com elementos finitos: eis os erros de modelagem mais comuns que podem causar instabilidade no cálculo estrutural

Durante a modelagem de um desenho são frequentes os problemas de cálculo estrutural. As instabilidades presentes ao lançar o cálculo estrutural podem ser ligadas à vários fatores.

A instabilidade de uma estrutura é devida à falta de vínculos adequados para a estrutura em questão.

Neste artigo vamos apresentar alguns exemplos, realizados com o software para o cálculo estrutural EdiLus, de eventuais erros de modelagem que poderiam ser causa de instabilidade num cálculo estrutural.

  • Alteração incorreta dos vínculos internos das barras

Um erro muito frequente é a desvinculação de vigas em consola. Neste caso, a bisagra interna ao extremo inicial e/ou final no elemento saliente causa a instabilidade.

Vínculos internos das barras

Vínculos internos das barras

No caso das vigas em consola o vínculo interno da viga deve ser solidário para ambos os extremos. Se, por qualquer motivo, há desvinculações internas pode gerar-se uma instabilidade.

Em relação ao software EdiLus, para ter certeza que a instabilidade seja devida à alteração incorreta dos vínculos internos, é preciso restabelecer o vínculo solidário nó inicial e final para todas as barras do modelo e, subsequentemente, voltar a fazer o cálculo.

  • Modelagem incorreta das escadas

Um erro muito frequente é a falta de ligação da escada aos elementos estruturais de plano ou a falta de sobreposição das escadas em rampa de laje no caso de configurações em planta com forma de ‘L’, de ‘C’, etc.

A partir do exemplo podemos reparar como o desenho arquitetônico parece correto, mas de fato o modelo estrutural revela a instabilidade (barra não ligada).

Modelagem incorreta das escadas

Modelagem incorreta das escadas

Uma possível solução do problema poderia ser eliminar a geração da estrutura de todas as escadas e, subsequentemente, refazer o cálculo.

No caso de configurações em planta com forma de ‘L’ ou ‘C’ é necessário que os patamares das rampas se sobreponham.

Com EdiLus, por exemplo, podemos adicionar o patamar inicial e final. Neste caso as barras que esquematizam as rampas estão bem ligadas entre elas e à estrutura.

Modelagem correta das escadas

Modelagem correta das escadas

  • Modelagem incorreta das vigas de ligação entre sapatas ou encabeçamentos de estacas

No exemplo aqui em baixo, a viga de ligação foi desenhada em fio sapata e não está vinculada à estrutura.

Ligação entre encabeçamentos de estacas

Ligação entre encabeçamentos de estacas

As vigas de ligação devem ser inseridas como vigas de ‘Elevação‘ e desenhadas a fim de unir os centros das respetivas sapatas que se pretende ligar.

A modelagem correta das vigas de ligação pressupõe que os nós à base dos pilares, aos quais são aplicadas as sapatas, estejam ligados por estas vigas. Desta forma é possível conter os assentamentos diferenciais e evitar os deslocamentos mútuos entre as sapatas.

É possível obter uma modelagem correta desenhando uma viga de ‘elevação‘, entre as duas sapatas, ligada à base dos pilares.

Vigas de ligação 'Elevação'

Vigas de ligação ‘Elevação’

  • Apoio de uma viga realizado entre dois cordões não estruturais cfc

No software EdiLus, o cordão não estrutural cfc não é um elemento estrutural adequado para apoiar uma viga (que em vez é um elemento estrutural). Uma possível solução poderia ser substituir o “cordão não estrutural cfc” com um elemento estrutural de tipo viga.

Viga num cordão não estrutural cfc

Viga num cordão não estrutural cfc

  • Terreno não atribuído às vigas de fundação

O exemplo mostra uma estrutura sem ligação nenhuma ao solo.
Com EdiLus as vigas de fundação estão realçadas através de uma cor mais escura do que a cor das vigas de elevação.

Cor das vigas de fundação

Cor das vigas de fundação

  • Vigas que não se assentam em outras vigas

Neste caso o desenho da cobertura parece correto mas o modelo estrutural revela a instabilidade (as barras não estão ligadas).

Barras não ligadas

Barras não ligadas

Uma solução é verificar se a viga ‘de suporte’ se parte no ponto de interseção com a viga suportada (a viga tem que se quebrar).

 

 

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