Análise Estrutural
Em toda versão do CAD/TQS® tentamos melhorar de alguma forma a análise estrutural utilizada pelo sistema para obtenção dos esforços de dimensionamento dos elementos estruturais. Nesta versão dois novos itens foram incluídos: apoios com "gaps" e reanálise estrutural. Além deles, um novo tratamento das matrizes de rigidez do pórtico principal permitirá que o sistema passe a tratar modelos estruturais que antes não eram possíveis (como radiers).
Reanálise Estrutural
De um modo geral, a adoção do modelo 6 na análise estrutural de um edifício envolve a geração e a análise de modelos bem maiores do que os seus correspondentes modelos 4.
Boa parte do tempo de processamento da análise estrutural do modelo 6 é gasto na montagem das matrizes de rigidez e de forças da estrutura principal de todos os superelementos, que posteriormente são apagadas.
Para diminuir o tempo dispendido nas reanálises, criou-se um critério que permite ao usuário manter essas matrizes gravadas no disco. No caso de uma reanálise, o sistema identifica quais dos superelementos do modelo não sofreram modificações e reutiliza as suas matrizes de rigidez e de força, montadas em processamentos anteriores e que estão gravados no disco, reduzindo, assim, o custo computacional de reanálises do modelo do edifício.
Arquivos em Disco
Desde o lançamento do Modelo 6, as matrizes de rigidez, forças e deslocamentos do pórtico principal (basicamente os pilares) eram gravadas na memória do computador. As matrizes dos superelementos (modelos dos pavimentos) sempre foram diretamente gravadas no disco (HD do computador).
Com a melhora dos processadores dos computadores e a disseminação dos discos SSD (solid state disk) foi possível alterar o tratamento de modo que todas as matrizes sejam gravadas no disco. Ao utilizarmos o disco, não há limitação de tamanho dos arquivos, permitindo o tratamento de estruturas onde a matriz do superlemento seja maior.
Este novo tratamento permite, por exemplo, a criação de radiers com tamanhos que antes não eram possíveis ou mesmo edifício com diversas vigas de transição.
Apoios Unilaterais
A simulação do comportamento do solo é sempre uma dificuldade quando trabalhamos com modelos analíticos. O comportamento não linear (o solo "trabalha" a compressão, mas não à tração) não pode ser facilmente simulado em modelos elásticos lineares e portanto, verificações complementares são necessárias para o estudo de estruturas como radiers ou sapatas de grandes dimensões.
Para sanar parte desta dificuldade foi incorporada uma nova ferramenta de análise estrutural: apoios unilaterais. Trata-se de um apoio com tratamento não linear que permite ao usuário definir um valor máximo de deslocamento para o apoio, antes que ele realmente comece a atuar. Este tratamento é feito para cada uma das direções de translação dos apoios.
Os apoios lineares normalmente utilizados possuem o seguinte diagrama força X deslocamento:
Ou seja, estes apoios "trabalham" em ambas direções, para deslocamentos positivos e negativos.
Os apoios unilaterais podem apresentar os seguintes diagramas força X deslocamento para cada uma das direções:
Para cada uma das direções de translação de um apoio é possível a definição deste comportamento.
Explicação esquemática
Para facilitar o entendimento do funcionamento desta ferramenta vamos apresentar uma viga em balanço conforme a figura abaixo:
Percebemos que para uma força F a viga desloca Δ em sua extremidade e para um força 2F o deslocamento seria 2Δ.
Imagine se tivéssemos a seguinte situação onde gostaríamos de calcular as reações de apoio:
Sabemos que a viga encostará no apoio. Mas qual a reação do apoio móvel?
Apesar do esquema apresentado acima ser simples, ele representa bem as possibilidades que esta nova ferramenta permite, aplicando-se a uma série de situações do dia a dia do engenheiro estrutural:
- Juntas entre edifícios: se um lado do edifício desloca-se muito, fecha-se a junta e começa a solicitar o outro lado;
- Radiers: os apoios "para baixo" existem, mas os "para cima" não;
- Sapatas: a mesma situação dos radiers;
- Entre outros.