Em alguns casos, seções não prismáticas ou cônicas são usadas em membros estruturais para obter uma estrutura de melhor desempenho. A ideia por trás dos membros não prismáticos é fornecer gradualmente menos material e, portanto, menos capacidade nas partes do membro onde as forças internas são menores, e mais material nas porções onde as forças internas são maiores. Em outras palavras, seções cônicas tentam seguir a distribuição de forças/tensões internas ao longo do membro.

Por exemplo, em uma viga cantilever sujeita ao seu próprio peso, o momento fletor e a força cortante assumem seus valores máximos na extremidade fixa e são zero na extremidade livre, seguindo uma distribuição quadrática e linear, respectivamente. Nesse caso, a extremidade fixa da viga exige a capacidade máxima enquanto a extremidade livre não tem nenhuma demanda, por essa razão, uma seção cônica pode ajudar a economizar material e usar eficientemente a capacidade disponível.

Há outro artigo que explica em detalhes como modelar seções e ancas não prismáticas ou cônicas e como a variação da seção linear é idealizada com membros prismáticos mais curtos na fase de análise. Neste artigo, vamos nos concentrar em como o módulo de design do membro SkyCiv lida com seções não prismáticas ao realizar as verificações de projeto. No momento, existem algumas seções não prismáticas totalmente suportadas no software:

• Caixas Não Prismáticas Formadas a Frio (seções ocas retangulares compostas por dois canais labiados) conforme AS/NZS 4600:2018
• Placas soldadas Viga I não prismática conforme AS 4100:2020 e NZS 3404:1997

Nesses códigos, existem dois tipos diferentes de verificações que precisam ser cumpridas em diferentes estados limites: verificações de seção e verificações de membro ou segmento. Antes de mergulhar em cada grupo de verificações, vamos revisar rapidamente as informações disponíveis sobre as seções provenientes da fase de análise.

Propriedades de seção disponíveis

Supondo que a seção cônica foi configurada com “média” tamanhos de membros prismáticos e 5 segmentos prismáticos, haverá 7 estações (mostrado como linhas pontilhadas azuis no diagrama abaixo) com propriedades de seção calculadas/conhecidas, correspondendo às seções que um membro não prismático de variação linear teria no meio de cada segmento prismático. Isso é mostrado na imagem abaixo rotulada como S (forma inicial), 1, 2, 3, 4, 5, e E (forma final). Para o exemplo, vamos variar a profundidade da seção de 1010 mm para 800 milímetros.

Verificações de seção

As verificações das seções são realizadas estação por estação usando a capacidade da seção em determinada estação e as forças internas que atuam individualmente ou combinadas exatamente naquela posição ao longo da barra.. Cada estação usará as propriedades da seção do segmento prismático ao qual a estação pertence. Bem nos segmentos prismáticos’ variação, haverá duas estações no mesmo local com uma seção diferente, uma estação pertencente ao segmento à esquerda da variação e outra à direita da variação:

É por isso que no relatório de projeto existem estações repetidas com dois valores de capacidade diferentes, cada estação usa uma seção diferente e pode, portanto, produzir resultados diferentes. Portanto, as estações de verificação final são compostas por (uma) os pontos de avaliação dos resultados da análise e (b) o número total de estações mais usando a lógica acima:

Verificações de membros

Para verificações de membro ou segmento, segmentos individuais são definidos pelas restrições laterais especificadas pelo usuário. Essas restrições vêm de outros elementos em contato com o membro de projeto, como terças e suportes de mosca que ajudam a evitar flambagem no membro. Para cheques de membros, as forças internas utilizadas são os resultados máximos presentes no segmento, não importa se ocorrem em posições diferentes ao longo do membro. A seção utilizada para a capacidade é escolhida entre as seções disponíveis usando um dos seguintes critérios:

• Seção Crítica: Seção da estação com maior índice de utilidade da verificação de seção.
• Seção mínima: Trecho com menor área/capacidade.
• Seção de comprimento médio: Seção mais próxima do meio do vão geométrico do segmento.

Como um exemplo, vamos pegar um segmento que, devido às restrições laterais atribuídas, vai do meio do segmento 2 (30%), para o meio do segmento 4 (70%) como mostrado na imagem abaixo.

Supondo que a estação crítica para esse segmento esteja no início do segmento (no meio do segundo segmento prismático global – 30% de todo o membro), a seção usada para a capacidade no cheque de membro será:

• Seção Crítica: Seção 2
• Seção mínima: Seção 4
• Seção de comprimento médio: Seção 3, que é a seção disponível mais próxima do 50% do segmento de restrições laterais (meio do terceiro segmento prismático global)