Staged Construction – Operação “Add Guide Structure” 

O Stage Construction é essencial para simular com precisão o comportamento real de pontes construídas por fases e muitos outros cenários. Um desafio significativo na modelação de pontes mistas — como as que têm vigas pré-fabricadas de betão e uma laje betonada "in situ" — é considerar as deformações que ocorrem antes de a estrutura trabalhar em conjunto (Viga + Lage). As vigas pré-fabricadas irão fletir sob o seu peso próprio antes da adição da laje. Para uma análise precisa, a laje deve ser modelada nesta posição já deformada. 

Este artigo oferece um guia passo a passo sobre como usar esta funcionalidade para modelar a construção por fases do tabuleiro de uma ponte com uma viga em U pré-fabricada de betão e uma laje de betão posteriormente betonada "in situ". 

Perceber o que é uma Guide Structures 

Uma Guide Structure, é um tipo especial de elemento usado na análise de construção por fases, que possui a mesma geometria e conectividade que o elemento estrutural real que representa. No entanto, tem as seguintes características principais: 

• Rigidez e Massa Desprezáveis: para elementos de barra, tendons e elementos shell homogéneos têm rigidez, massa e peso desprezáveis. Não contribuem para a resistência estrutural nem para o carregamento. 
• Os Cabos têm rigidez desprezável em comparação com os seus objetos reais, embora possam ainda apresentar forças significativas quando esticados. 
• Joint Springs e Links exibem rigidez total e comportamento não linear, tanto para links One Joint Link, como para Two Joint Links. 
• Layered shell exibem rigidez total e comportamento não linear. 
• Sem Cargas Aplicadas: Quaisquer cargas aplicadas à Guide Structure são ignoradas durante a análise. 
• Deforma-se com a Estrutura: O objetivo principal da Guide Structure é seguir as deformações da estrutura principal. Atua como um marcador/referência de posição geométrica que se move com os nós da estrutura ativa. 
• Guide Structure não reflete o comportamento e os efeitos reológicos: fluência, retração ou rigidez dependente da idade. 

Quando o objeto real é adicionado numa fase de construção posterior, ele substitui o seu objeto guia correspondente, herdando a sua posição deformada. Isto garante que o elemento recém-adicionado, entra com a forma correta já deformada, sendo por isso indispensável para quando se pretende obter deformadas reais.  

Exemplo de Modelação: Construção Faseada de um Tabuleiro com Vigas U Pré-fabricadas 

Vamos modelar um tabuleiro de ponte composto por uma viga U de betão pré-fabricada e uma laje de betão betonada "in situ". O processo é dividido em várias fases dentro da definição do Load Case - Staged Construction. Uma solução possível poderia ser: 

Stage 1: Adicionar Estrutura “ALL_BUT_SLAB” 

Neste passo, todos os componentes da Ponte, exceto a Laje, serão adicionados. 

Antes do início da construção principal, a laje deve ser adicionada ao modelo como Guide Structure. 

1. No Stage 1 do faseamento construtivo, use a operação "Add Guide Structure". 
2. Selecione o grupo que contém os elementos shell que representam a laje. 
3. A laje existe agora no modelo como uma guia. Não tem rigidez nem peso, mas está conectada aos nós da viga. 

Como ilustrado na imagem seguinte, a Guide Structure da laje acompanha corretamente a deformação da viga. É importante notar que a laje em si não absorve qualquer tensão ou força nesta fase. 

Um ponto técnico fundamental é que a ligação entre a laje e os nós da viga em U é mantida usando Joint Constraints. A Guide Structure é essencial para esta abordagem porque, sem ela, estas restrições não seriam consideradas durante a análise Staged Contruction. Como resultado, toda a laje permaneceria na sua posição original (indeformada) até ser adicionada numa fase posterior. 

Ao utilizar uma estrutura guia, os engenheiros podem modelar com precisão a construção sequencial de tabuleiros de pontes mistas nos programas CSI. Este método garante que os elementos adicionados em fases posteriores sejam introduzidos no modelo num estado de deformação realista, levando a uma análise mais precisa de tensões e flechas a longo prazo. O processo separa corretamente o comportamento dos elementos pré-fabricados da secção mista final, refletindo a prática construtiva real. 

O próximo artigo abordará as operações de Betonagem e Remoção de Cofragem (Pour and Remove Forms).  

Staged Construction – Utilização das operações “Pour Concrete” e “Remove Forms”