O que é uma área tributária e como você calcula a largura/área tributária de um membro?

As áreas tributárias são um aspecto muito importante do carregamento na análise estrutural. A Área Tributária é a quantidade de área que contribui para o carregamento de uma viga ou pilar devido. Você pode pensar nisso como a área que esse elemento é responsável por carregar. É facilmente definido quando se olha um exemplo. Digamos que você tenha uma laje apoiada por dois membros, a área tributária seria de uma única viga, seria a quantidade daquela laje que ela suporta:

As áreas tributárias podem ter diferentes formatos, dependendo de como a laje está sendo apoiada. Por exemplo, um sistema de suporte bidirecional é suportado por todas as bordas. Portanto, a carga é distribuída entre todos os quatro membros. Normalmente, isso resultará em duas áreas tributárias triangulares (pelas pontas mais curtas) e duas áreas trapezoidais para as extremidades mais longas. A forma como isso é calculado é traçando uma linha diagonal a 45° de cada um dos cantos. Isso resulta na seguinte forma:

Isto é demonstrado pelo Cargas de área recurso no SkyCiv, que calcula automaticamente a área tributária da sua estrutura. Isso significa que conforme você muda a forma da sua estrutura, isso é calculado automaticamente para que suas cargas distribuídas estejam sempre sincronizadas:

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Largura tributária

O termo Largura Tributária é apenas um termo simplificado com um conceito semelhante. Contudo, em vez de usar a área (medido em m ^ 2 ou pés ^ 2) muitas vezes é mais fácil representá-lo pela largura da área tributária em vez.

Por exemplo, no exemplo abaixo, uma viga pode ter uma área tributária de 15m^2, mas como é uniforme, podemos apenas dizer que o membro tem uma largura tributária de 1,5m:

Ao calcular quanta carga distribuída isso resulta em, isso se torna um cálculo mais fácil:

Pressão da Laje = 15kN/m2
Largura tributária da viga = 1.5m

Carga distribuída = 15 * 1.5 = 22,5kN/m

Como você pode ver, é apenas uma simples multiplicação para obter a carga distribuída a ser aplicada à viga.

Área Tributária para Colunas

Também existem áreas tributárias para colunas, lajes de suporte, abaixo está um exemplo simplificado de como as áreas tributárias são usadas em conjunto com colunas de suporte. O conceito é mais ou menos o mesmo; alguma pressão ou carga deve ser suportada por elementos, a posição e a direção do elemento determinarão quanta força será necessária.

A área tributária de um pilar é essencialmente a área do piso que contribui com sua carga para aquele pilar específico.. Para uma coluna que suporta uma carga uniformemente distribuída, a área tributária é frequentemente representada como uma forma geométrica – geralmente um retângulo – definida pelo espaçamento entre colunas adjacentes. Esta área se estende até a metade das colunas vizinhas em cada direção.

Contudo, ao lidar com cargas distribuídas irregularmente, o cálculo da área tributária torna-se mais matizado. Às vezes, as áreas tributárias circulares das colunas são estendidas até se cruzarem com outras áreas circulares da coluna.. Isso resulta em um conjunto complexo de áreas tributárias, mas é outro método que pode ser usado para colunas com maior grau de precisão.

Métodos de cálculo para áreas tributárias

A área tributária é determinada com base na disposição do sistema estrutural e nos pontos de apoio da laje ou qualquer outra carga (por exemplo, cargas dinâmicas, cargas mortas). Abaixo estão alguns métodos comuns usados ​​para calcular a área tributária:

1. Formas geométricas simples:
   • Em muitos casos, o layout da estrutura permite formas geométricas simples o que torna o cálculo das áreas tributárias bastante simples. Por exemplo, um cálculo de carga de área tributária unidirecional seria retangular
2. Formas Poligonais:
   • Para layouts mais complexos, a área tributária pode ser representada por um polígono. Isto é comum quando se lida com estruturas de formato irregular ou cargas distribuídas de forma desigual.. Para calcular estes, você normalmente desenharia uma linha em 45 graus de cada canto até que essas linhas se cruzem.
3. Considerações sobre o caminho de carregamento:
   • O caminho da carga desde a estrutura até aos seus apoios desempenha um papel crucial na determinação da área tributária.. Considere o caminho ao longo do qual a carga é transmitida aos membros de suporte, e definir a área tributária de acordo.
4. Linhas de influência:
   • As linhas de influência são ferramentas gráficas usadas na análise estrutural para mostrar como a resposta de uma estrutura (como forças membros ou reações de apoio) muda à medida que uma carga unitária se move através da estrutura. Eles podem ser empregados para determinar a área tributária de membros específicos sob diferentes condições de carregamento..
5. Análise de elementos finitos (FEIO):
   • Em análise estrutural mais avançada, especialmente para estruturas complexas, análise de elementos finitos (FEIO) software pode ser empregado para calcular a área tributária de uma forma complexa. Aplicar uma carga unitária de, digamos, 1 MPa e revisar como essa força é distribuída aos elementos de suporte, é uma maneira precisa de determinar a área tributária de um sistema estrutural.
6. Uso de software de análise estrutural:
   • Software de analise estrutural, como SkyCiv Estrutural 3D, muitas vezes possuem ferramentas integradas para calcular áreas tributárias. Isso é tão simples quanto aplicar pressão a um conjunto de nós e o SkyCiv calculará automaticamente a área tributária (e cargas distribuídas correspondentes) a aplicar aos membros. O software também possui uma ferramenta de verificação integrada que irá garantir que toda a pressão foi aplicada corretamente ao membro.