Ferrol, 23 de abril de 2024.- Na actualidade, o campo da enxeñaría estrutural benefíciase enormemente do uso do método dos elementos finitos (FEM, pola súa sigla en inglés), unha técnica de análise numérica que permite simular o comportamento de estruturas baixo diferentes condicións de carga e xeometrías. Grazas ao cálculo e á análise mediante o FEM, redúcese a necesidade de realizar ensaios con prototipos, minórase o tempo de desenvolvemento de proxectos e conséguese unha análise estrutural máis detallada e precisa.
O investigador Manuel López e o equipo do Laboratorio de Análise Estrutural (LAE) do Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI), con sede no Campus Industrial de Ferrol (CIF) da Universidade da Coruña (UDC), acadaron un fito importante no ámbito da enxeñaría estrutural: mediante modelos de cálculo numérico de elementos finitos, formularon unha ecuación innovadora que axuda a determinar a rixidez en unións tridimensionais aparafusadas (viga–columna) cando se usan placas adicionais para conectar as vigas secundarias ao piar. Algo especialmente útil cando estas unións ocorren nun eixe distinto ao principal da estrutura, o que se denomina eixe feble do piar.
O seu artigo de investigación, co título “A novel analytical formulation for the stiffness of the component column web panel in shear with additional plates in bolted steel joints”, foi publicado recentemente na prestixiosa revista Engineering Structures, clasificada como Q1 no Journal Citation Reports (JCR), o índice para revistas científicas con maior reputación no ámbito mundial.
A normativa actual de construción ofrece pautas xenéricas para o cálculo e a verificación de unións metálicas. A investigación do LAE é determinante porque o estándar europeo aplicado ao deseño de estruturas de aceiro (Eurocódigo 3) non contén referencias para compoñentes de unións tridimensionais. E unha configuración 3D particularmente útil é a que inclúe placas adicionais soldadas entre as ás do piar. Estas placas teñen tres propósitos: facilitar a unión das vigas secundarias no eixe secundario ou feble, evitar as interferencias no eixe principal e fortalecer o piar, achegando rixidez e resistencia.
A ecuación que xorde desta investigación resulta innovadora porque permite calcular a rixidez dun compoñente específico nunha unión metálica, o panel do piar a cortante. É dicir, a placa adicional soldada ás ás do piar que se ve sometida a unha forza cortante xerada polos esforzos transmitidos pola viga.
Para definir a ecuación realizáronse catro probas experimentais de unións viga-columna, calibrouse un modelo de elementos finitos cos datos obtidos e levouse a cabo un estudo paramétrico con sesenta configuracións diferentes. Os resultados mostran unha excelente concordancia entre a formulación proposta e os datos do estudo paramétrico, o que suxire que a nova fórmula para o cálculo da rixidez é efectiva.
Manuel López afirma que a ecuación obtida complementa a formulación do Eurocódigo 3 e amplía así o seu rango de aplicación. Este avance permitiralles a enxeñeiros e enxeñeiras estruturais usar máis tipoloxías de unións semirríxidas nos seus proxectos. En palabras do autor, “este tipo de unións teñen un comportamento máis flexible e empregan menos material construtivo; en definitiva, son máis verdes e eficientes”.
