Cargas de área em sistemas unidirecionais e bidirecionais

Ao projetar uma estrutura para suportar uma laje, é importante considerar como a laje transmite sua carga aos membros estruturais. Geralmente é definido pela área tributária da laje. A área tributária explica quanto da laje está sendo sustentada por uma determinada viga. No seu modelo, você pode considerar adicionar um elemento de placa para modelar a laje. Contudo, ao considerar a adequação de suas vigas, vigas, e vigas, isso pode não ser apropriado. Quando as cargas são transferidas da placa para os nós (sem interação entre membros intermediários), rigidez indesejada pode ser introduzida em seu modelo. Em vez de, uma abordagem mais apropriada seria considerar o que é conhecido como “carga de área” ou “carga tributária". Isto envolve converter uma carga de pressão (que atua ao longo de uma superfície) a uma carga distribuída que atua nas vigas, vigas, e vigas. Esses membros suportam a superfície. Neste artigo, exploraremos dois exemplos de como isso pode ser feito. Matematicamente, o cálculo para a carga distribuída é simplesmente expresso como: [math]\começar{equação} w=qt_w \end{equação}[math] Onde w é a magnitude da carga distribuída/área, q é a magnitude da carga de pressão, e T_C é largura tributária. Largura tributária é a largura de uma área dividida de acordo com o tipo de carga da área. A consideração neste ponto é determinar se um sistema é unidirecional ou bidirecional., permitindo que a largura tributária e a distribuição de carga sejam atribuídas à barra. No geral, se a carga da laje for entregue às vigas em uma direção, então o sistema é unidirecional. por outro lado, se a carga for entregue às vigas e vigas em duas direções, então o sistema é considerado bidirecional.

Exemplo: Sistema unidirecional

Neste exemplo, a carga de pressão da laje é transferida diretamente para as vigas. Como as vigas não suportam diretamente a laje, o sistema é considerado unidirecional. A carga de área é assim calculada como:     [math]\começar{equação} w = qt_w = 1,2 vezes 3/2 = 1,8 kip / ft \end{equação}[math] Um sistema unidirecional dividirá a área formada pelos dois membros selecionados. Neste exemplo, já que é um retângulo, o perfil da carga de área também é retangular conforme mostrado abaixo. Observe que o perfil nem sempre é retangular, mas é sempre quadrilátero e representa uma divisão igual de área entre os dois membros. Em alguns casos, cargas pontuais são adicionadas para forçar o equilíbrio do sistema se a laje pende da barra.  

Sistema bidirecional

Para a mesma estrutura do exemplo anterior, se a laje fosse apoiada diretamente por barras 2,8,5,9 então o sistema seria considerado bidirecional. A laje ocupa a mesma área da questão anterior, no entanto, o perfil de carga mudará. Para sistemas bidirecionais, linhas bissetrizes são desenhadas a partir dos cantos para criar um par de triângulos e um par de quadriláteros, conforme mostrado no diagrama abaixo:   Por isso, o cálculo da carga de área para barras 8 e 9 É dado por: [math]\começar{equação} w = qt_w = 1,2 vezes 3/2 = 1,8 kip / ft \end{equação}[math] E para membros 2 e 5 (por trigonometria simples), [math]\começar{equação} w=qt_w=1,2 vezes 1,5tan(45^circ)= 1,8 kip / ft \end{equação}[math] A aplicação dessas cargas de área à estrutura é mostrada abaixo: Através destes exemplos, examinamos os dois tipos de cargas de área. Para saber mais sobre a implementação deste recurso pelo SkyCiv, olhe nosso documentação de carga de área aqui.

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