Manual Curso RSA 2012

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Robot Structural Analysis 2012


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Sesso 1

Apresentao do programa e configuraes ................................................................ 1:30 Criao de eixos, pilares, vigas e lajes ...................................................................... 0:45 Atribuio de materiais, seces e apoios .................................................................. 0:35 Criao de malhas de elementos finitos ..................................................................... 0:20 Carregamentos e combinaes ................................................................................ 0:20

Sesso 2

Aco ssmica num prtico 2D ................................................................................. 1:30 Modelao de uma estrutura em beto ..................................................................... 1:30 Anlise de resultados ........................................................................................... 0:30

Sesso 3

Clculo de armaduras tericas em vigas e pilares ......................................................... 1:30 Clculo de armaduras em paredes e lajes .................................................................. 0:30 Clculo de armaduras reais em vigas e pilares ............................................................ 1:30

Sesso 4

Modelao de uma estrutura metlica ...................................................................... 2:00 Aplicao do vento na estrutura ............................................................................. 1:00 Configurao de grupos de elementos metlicos ......................................................... 0:30

Sesso 5

Clculo de ligaes metlicas ................................................................................ 1:00 Modelao de um ncleo de beto ........................................................................... 1:15 Clculo de sapatas ............................................................................................... 1:15

Sesso 6

Cargas mveis ................................................................................................... 1:00 Linhas de influncia ............................................................................................. 0:30 Modelao de uma estrutura em elementos slidos ....................................................... 1:00 Interaco com o Revit Estruturas ............................................................................ 1:00


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Ambiente de Trabalho Inicial do Robot Structural Analysis (RSA)

Seleccionando o quadrado que inclui os Eixos a cores obtm-se maneira de controlar a visualizao nos trs eixos ou colocao na vista 3D e em que plano de um determinado eixo

se est. Picando a mancha na zona inferior controla-se o corte da estrutura e a transparncia, serve para facilitar a visualizao e interveno na estrutura.

Seleccionando a barra a cinzento indicada como XY obtm-se maneira de controlar a visualizao nos trs eixos ou colocao na vista 3D.


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Picando na cota que indica a coordenada do eixo, possibilita a seleco das cotas das grelhas desse eixo que tiverem sido criadas.

Seleccionando no canto inferior direito [m][kN][Deg]obtm-se as Job Preferences, tambm se pode ir pelo menu Tools. Nesta janela pode-se modificar - Unidades, Materiais, Bases de Dados com perfis e seces, Cdigos Estruturais a aplicar, o tipo de Anlise a ser feito na Estrutura, Parmetros de gravao dos ficheiros de clculo e o princpio a aplicar as Malhas de lajes e paredes.


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Liga e Desliga a numerao dos ns, das barras e dos elementos laje (shell) Liga e Desliga os tipos de apoios Liga e Desliga a seco das barras Liga e Desliga os eixos locais das barras e shells Liga e Desliga a transparncia das shells Liga e Desliga as malhas das shells

Liga e Desliga os valores das cargas aplicadas a elementos Liga e Desliga as cargas aplicadas a elementos Limpa o desenho para ter apenas os elementos estruturais Abre a janela Display que regula as opes de visualizao que esto ligadas na estrutura

Janela Display que regula as opes de visualizao que esto ligadas na estrutura.


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1. DEFINIR O MODELO

A) Definir Alinhamentos

Seleccionando abre a seguinte janela: Define-se os alinhamentos segundo X e Y e os nveis segundo Z. Pode-se adicionar grelhas espaadas por um valor regular indicando um valor para Position indicando um No of repet e a distncia entre cada grelha.

B) Modelar a Estrutura

Para definir a malha de barras (Pilares e Vigas), selecciona-se , aparecendo a seguinte janela:

No Bar Type pode-se definir o tipo de barra vai ser utilizado no clculo terico, no clculo real ser definido barra a barra ou em grupos de barras. Na Section formata-se as seces (indicado na prxima alnea). AS coordenada podem-se dadas escrevendo no espaos Beginning e End, ou picando no Ambiente de Trabalho.


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C) Definir o Tipo de Barras (Seces) - RC Beam (Vigas)

Definem-se as dimenses das Vigas em cm. Indica-se a designao da Viga em Label (ex: V25x40)

- RC Colums (Pilares)

Definem-se as dimenses dos Pilares em cm. Indica-se a designao do Pilar em Label (ex: P25x40)


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D) Definir o Tipo de Lajes (Seces)

Para definir o contorno das lajes selecciona-se , aparecendo a seguinte janela: No Definition Method deixa-se o Contour ligado para fazer o permetro da laje. Ao fazer-se o permetro da laje deve picar-se sempre pilares que se encontrem nesse permetro. Pode-se tambm editar o perimetro no Geometry.

Aps a criao do permetro da laje, segue-se a definio da mesma, selecciona-se :

Antes de se seleccionar a laje deve-se definir as Properties. - Tipo de Reforo - Reinforcement; - Material da laje - Material; - Definio da espessura da laje - Thickness; - Tipo de Elemento - Model.


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Seleccionando-se na mesma linha do Reinforcementaparece a janela para edio do Reforos e Materiais

Seleccionando-se na mesma linha do Thicknessaparece a janela para edio das dimenses e formatos das lajes

A definio da espessura e do tipo de laje tambm pode ser conseguida seleccionando

. Aparece a janela FE Thickness podendo criar novos tipos de lajes/muros.

Seleccionando ou TH30_BET aparece a janela indicada anteriormente como New Thickness


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E) Formatar as Malhas (Mesh) das Lajes e Muros

Seleccionando-se abre-se a toolbar com as opes de edio das malhas (meshs).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Generation of calculation model Gera automaticamente a malha nas lajes; 2 Panel calculation model Abre a janela Panel calculation model edio do tipo de painel; 3 Meshing Options - Abre a janela Meshing Options o que d para configurar vrias opes de malha, quer o tipo de mtodo quer a dimenso mxima da malha. Clicando no Advance options aparece a janela Advance Meshing Options com mais opes de edio; 4 Mesh Freeze Congela as malhas para no sofrerem alteraes; 5 Mesh Unfreeze Descongela as malhas; 6 Local mesh generation Gera a malha com as opes editadas na Meshing Options; 7 - Local mesh deleting Apaga a malha das malhas seleccionadas; 8 Emitter Definition Cria um ponto origem para a gerao da malha; 9 - Mesh Consolidation Re-arranja as malhas;

10 Mesh Refinement Refina a malha; 11 Mesh Quality Identifica qualidade com que as mesh esto feitas (de 0,01 a 1,00)


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F) Definir os Offsets para Pilares, Vigas e Lajes Aps a definio das lajes , segue-se o acerto da estrutura, a criao de offsets pois a estrutura apresenta-se centrada nos eixos dos elementos.

Selecciona-se aparecendo a seguinte janela Structure Definitiona

qual incluir diversos cones para a criao de offsets selecciona-se o qual abre a janelas dos offsets.

2. SELECO, EDIO E CORRECO DA ESTRUTURA

A) Seleco da Estrutura

Seleccionando das barras de ferramentas no topo do ambiente de trabalho aparece esta nova barra de ferramentas

. Picando no primeiro cone aparece a janela Selection a qual permite a seleco de pontos barras e painis.


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B) Edio da Estrutura

Clicando no menu Edit abre-se uma lista seleccionando Edit aparece uma serie de ferramentas para mover, copiar, rodar, espelhar objectos e escalar. O Divide serve para seccionar barras. O Intersect serve para partir um objecto que cruza outro. O Trim serve para truncar um objecto que cruza outro. O Extend serve para estender um objecto at outro.

C) Correco da Estrutura

As correces servem tambm para resolver a mesh das lajes e muros.

O Correct abre uma janela Structure Correction que serve para seleccionar o tipo de correces sero feitas.

O Detailed Correct abre uma janela Detailed Structure Correction, que tem mais opes que o Structure Correction, para seleccionar o tipo de correces sero feitas.


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O Correct Drawing Model abre uma janela que serve para corrigir pequenas falhas no modelo.

D) Verificao da Estrutura

Seleccionando-se no menu Analysis o comando Verification aberta uma janela na qual possvel, clicando-se em Verify, ver assinalados erros e avisos relativos estrutura para poderem ser resolvidos.


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3. DEFINIR CARREGAMENTOS E COMBINAES

A) Definio de Carregamentos Primeiro devem ser criadas as designaes dos carregamentos.

Selecciona-se o qual abre a janela Load Types (Tipos de Carregamentos) Indica-se o Nome e a natureza da Carga. Exemplo: CP permanente RCP - permanente SOB sobrecarga

Existem os seguintes tipos de cargas:

B) Aplicao de cargas em Pontos, Barras e Lajes

Selecciona-se o qual abre a janela Load Definition (Tipos de Carregamentos)

Em Ns (Node): Quando a janela Node seleccionada, a janela mostra os seguintes botes:

- Abre a caixa de dilogo para a definio de foras nodais; - Abre a caixa de dilogo para definir os deslocamentos impostos para ns apoio (podem ser tratados com deslocamentos,

velocidades e aceleraes); - Abre a caixa de dilogo para definir os valores das foras em um ponto em uma estrutura; - Elimina um tipo de carga nodal. Para remover a carga de uma estrutura,

selecciona-se o tipo de carga a ser excluda e indica-se os ns em que se quer eliminar a carga.


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Em Pilares e Vigas (Bar): Quando a janela Bar seleccionada, a janela mostra os seguintes botes:

- Abre a caixa de dilogo para a definio de cargas uniformes;

- Abre a caixa de dilogo para

definir as cargas trapezoidais (aplicveis entre quaisquer dois pontos da barra);

- Abre a caixa de dilogo para definir as cargas momento

uniforme; - Abre a caixa de dilogo para a definio de cargas concentradas ao longo do comprimento do elemento; - Abre a caixa de dilogo para definir os valores de dilatao (relativas ou absolutas); - Abre a caixa de dilogo para a definio de cargas trmicas (dTX aplica temperatura

constante ao longo da barra, dtY e dTZ aplicam diferenas de temperatura) Exemplo: Se dTX=20 e dTY=10, dT varia entre os 15 e os 25; - Abre a caixa de dilogo para a definio

de carga plana; - Elimina um tipo de carga que actua nas barras. Para remover a carga da estrutura, selecciona-se o tipo de carga a ser excluda e indica-se as barras em que se quer eliminar a carga.

Em Lajes e Muros (Surface): Quando a janela Surface seleccionada, a janela mostra os seguintes botes:

- Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas uniformes actuando em elementos finitos planos; - Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas planas (em 3 pontos), actuando em elementos finitos planos

- Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas lineares actuando em elementos finitos planos. - Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas devido presso hidrosttica actuando em elementos finitos planos ;


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- Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas trmicas actuando em elementos finitos planos; - Abre a janela de onde podem ser definidas as cargas uniformes aplicadas num contorno.; - Abre a caixa de dilogo onde podem ser definidas as cargas planas (em 3 pontos), aplicadas num contorno; - Abre a janela de onde podem ser definidas as cargas sobre os bordos.

- Elimina o tipo de carga que actua sobre elementos finitos planos. Para remover a carga, selecciona-se o tipo de carga a ser excludo e indica-se os elementos em que se quer eliminar a carga

Pesos Prprios e Massas (Self-weight and mass):

Quando a janela Self-weight and mass seleccionada, a janela mostra os seguintes

botes: - Aplica automaticamente o peso prprio de todos os elementos da estrutura. A

carga de actua ao longo do eixo Z da coordenao global do sistema. A sua orientao oposta orientao do eixo (Existem outra hipteses para a atribuio automtica de uma carga de peso prprio para toda uma estrutura);

- Abre a caixa de dilogo em que pode ser definida a orientao da aco do peso

prprio; - Abre a caixa de dilogo em que podem ser definidas as foras do corpo. - Abre a caixa de dilogo em que podem ser definidas as foras centrfugas e de acelerao angular; - Abre a caixa de dilogo em que podem ser definidos os valores das massas nodais;

- Abre a caixa de dilogo em que podem ser definidos os valores das massas das barras;

- Elimina a carga do peso prprio. Para remover a carga, indicam-se os elementos em que se quer que a carga seja removida.


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C) Carga Ssmica Selecciona-se no menu principal Analysis , em seguida selecciona-se Analysis Type o

qual abre uma janela. Nesta janela selecciona-se New e faz-se ok para Modal.

Criao da carga modal : Escolhe-se o nmero de modos 3 x n de pisos (mnimo de 10): Damping = 0, seleccionado com o sismo; Percentagem de participao de massa deve ser 90%.


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Na janela Analysis Type selecciona-se novamente New e faz-se ok para Spectral.

Criao da carga Spectral: Selecciona-se Spectral Definition;

Importa-se o ficheiro com as frequncias do sismo-RSA seleccionando-se Open (exemplo: SnTm; n = 1 a 3; m = 1 a 2) Manter os nomes que indicarem 5% fazer delete aos restantes; Definir as abcissas X frequncias e Y Aceleraes; Fazer close na janela Spectrum definition e passar do Defined spectra para o

spectra selected for calculations usando

; Seleccionando-se Direction definition aparece a janela Direction. Selecciona-se Group 1, Group 2 e Group 3. Faz-se OK e na janela spectral Analysis parameters e no espao Case d-se o nome. (exemplo S1T2)


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Repete-se tudo para S2T2. Na janela Analysis Type vai-se ao separador Load to Mass Conversion. Adiciona-se todas as cargas que se deseja juntar a massa para calcular o sismo. (Exemplo: RCP Caso 2; direco Z; Coefficiente = 1,00; SOB Caso 3; direco Z; Coefficiente = 0,20; Ou seja considera-se o contributo todo das cargas permanentes e apenas 20% das sobrecargas.) D) Combinaes

1- Quando se faz a Direction definition nas cargas ssmicas obtm-se as combinaes

ssmicas, mas por algum motivo no faz as combinaes negativas. Ter de ser feito unha. Selecciona-se Tables clicando com o boto direito do rato sobre o ambiente de trabalho. Selecciona-se Combinations abre uma janela tipo Excel, clica-se no separador Edio e copia-se as combinaes ssmicas para uma folha de Excel. Na folha de Excel adiciona-se as variaes negativas das combinaes ssmicas, as combinaes ssmicas duplicam. Copiam-se todas as novas combinaes criadas para o Robot.

2- Criao de Combinaes

Selecciona-se no menu principal Loads , em seguida selecciona-se Manual Combinations o qual abre uma janela. Nesta janela selecciona-se New.


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Seleccionando-se New aparece uma janela onde se pode indicar o numero, o nome, o tipo (ULS, SLS, ACC) e a natureza da carga (permanente, etc.) ELU: 1,5xCP + 1,5xRCP + 1,5xSOB usar ULS no tipo;

ELS: 1,0xCP + 1,0xRCP + 1xSOB usar SLS no tipo; Rara: 1,0xCP + 1,0xRCP + 1,0xSOB usar ACC no tipo. Combinaes Ssmicas

Sismicas: 1,0xCP + 1,0xRCP + 2xSOB + 1,5x1/n Sismo usar ULS no tipo; n depende do tipo de edifico (REBAP art 33): n = 1,5 se for tipo parede; n = 2 se se for tipo prtico-parede; n = 2,5 se for tipo prtico.


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4. CLCULO DE BETO

Selecciona-se no menu principal Analysis , em seguida selecciona-se Calculations o qual abre uma janela. Nesta janela processa-se o clculo, poder aparecer durante o clculo que no se deu o uso a 90% de participao de massa, clica-se Sim.

Para analisar resultados selecciona-se a seta dos Layouts e do sub-menu Results usam-se normalmente o Results diagrams e o Results maps.

Results diagrams Para ver os esforos e deformaes nas barras. Results maps - Para ver os esforos e deformaes nas Lajes.

Results diagrams Results maps


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A) Clculo da Armadura Terica em Pilares e Vigas No RC Design selecciona-se RC Members required reinf. o qual abre um novo ambiente de trabalho. Tem-se de formatar o tipo de

elemento seleccionando-se que se encontra no canto superior direito, o qual abre a janelaRC Member Type.

Tem-se de formatar os parmetros de armadura o qual

selecciona-se que se encontra no canto superior direito, o qual abre a janela Calculation Parameters.

No Calculation Parameters selecciona-se

para definir os parmetros a aplicar no clculo terico.


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Para se fazer o clculo selecciona-se as barras no Members, escolhe-se ainda a lista de aces e combinaes na List of cases e em quantos segmentos se faz o clculo Calculate beams.

B) Clculo da Armadura Real em Pilares e Vigas

Clculo de Vigas - R/C Beam design Clculo de Pilares - R/C Column design Clculo de Sapatas Concrete Foundation Design Clculo de Lajes R/C Slab Design

1) Clculo de Vigas - R/C Beam design

No ambiente de trabalho do RC Members required reinf. seleccionando-se avana-se para o clculo real de vigas.

No ambiente de trabalho do R/C Beam design selecciona-se o separador Structure para escolher a viga ou vigas a dimensionar posteriormente para seleccionar as aces ou combinaes a utilizar no

clculo clica-se e aparece a janela Parameters of RC Elements. Aps a seleco das Combinaes faz-se OK e passa-se a novo separador para andar para a formatao dos parmetros de dimensionamento da armadura.


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Dentro da Beam View ter de se formatar diversos parmetros para efectuar o clculo:

- Story parameters

- Calculation Options

- Reinforcement Pattern

Story parameters Classe de exposio ambiental, durao da resistncia ao fogo, fendilhao, idade do beto e humidade ambiente.

Calculation Options Limites de deformaes, Recobrimentos, Cintas, Beto e Dimetros de Armadura, Etc


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Reinforcement Pattern Esquemas de Armaduras

Para o clculo propriamente dito selecciona-se e aparece a janela Calculations.

Para se obter a memria de clculo clica-se em Results no menu principal e em Calculation Note.


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2) Clculo de Pilares - R/C Column design

No ambiente de trabalho do RC Members required reinf. seleccionando-se avana-se para o clculo real de pilares.

No ambiente de trabalho do R/C Column design selecciona-se o separador Structure para escolher o pilar ou pilares dimensionar posteriormente para seleccionar as aces ou

combinaes a utilizar no clculo clica-se e aparece a janela Parameters of RC Elements. Aps a seleco das Combinaes faz-se OK e passa-se a novo separador para andar para a formatao dos parmetros de dimensionamento da armadura.

- Story parameters



- Column Geometry

- Buckling Length

Story parameters Classe de exposio ambiental, durao da resistncia ao fogo.


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Calculation Options Limites de deformaes, Recobrimentos, Estribos, Beto e Dimetros de Armadura, Etc

Reinforcement

Pattern Esquemas

de Armaduras


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Buckling Length Esquemas de Armaduras

Buckling Length Non Sway Structure Determinao da Encurvadura do Pilar

Para o clculo propriamente dito selecciona-se e aparece a janela Calculations.

Para se obter a memria de clculo clica-se em Results no menu principal e em Calculation Note.


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3) Clculo de Lajes R/C Slab Design

Para calcular lajes selecciona-se Slab required reinforcement, abre um ambiente de trabalho novo. Neste ambiente de trabalho para efectuar o clculo utiliza-se a janela Plate and Shell Reinforcement. Identificao dos painis a calcular e das aces ou combinaes a utilizar. O mtodo de clculo usado o Equivalent mom. (Wood&Armer).

Para visualizar as armaduras usa-se a janela Reinforcements, selecciona-se rea A e uma face/direco de armadura (ex: X (-)). Selecciona-se With normalization, With FE mesh e With description, na Description positions selecciona-se Finite element centers.


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4) Clculo de Punoamento em Lajes R/C Slab Design

Para o clculo de punoamento selecciona-se no menu principal Slabs punching


- Story parameters


Calculation Options

Calculation Options Limites de deformaes, Recobrimentos, Beto e Dimetros de Armadura, Etc


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Reinforcement Pattern Esquemas de Armaduras

5. IMPRESSES

Vigas

Para a impresso dos resultados das vigas selecciona-se Calculation Note no menu Results. No Calculation Note pode-se escolher o que vai aparecer na nota de clculo.

Pilares Para a impresso dos resultados das vigas selecciona-se Calculation Note no menu Results. No Calculation Note pode-se escolher o que vai aparecer na nota de clculo.


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Lajes

Manual Curso RSA 2012

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