Potência e eficácia para as estruturas metálicas e de madeira
Novo Metal 3D é um eficiente e prático programa pensado para realizar o cálculo de estruturas em 3D de barras de madeira, de aço, mistas (aço e betão) e de alumínio, inclui as fundações com sapatas, maciços, lintéis e vigas de equilíbrio. Além disso, obtém o seu redimensionamento e optimização máxima.
Vantagens do Novo Metal 3D frente ao Metal 3D
Novo Metal 3D oferece ao utilizador maiores prestações que o Metal 3D em relação ao dimensionamento de estruturas de aço e de madeira. As vantagens principais que o Novo Metal 3D tem frente ao Metal 3D são:
Estados limite, hipóteses, combinações e cargas
É possível configurar diferentes estados limite para cada material.
O programa também permite visualizar e imprimir uma listagem com as situações de projecto, com e sem acções sísmicas, onde se mostram os coeficientes parciais de segurança γ e os coeficientes de combinação ψ para cada tipo de acção.
Acções de cargas e combinações
Novo Metal 3D gera automaticamente o peso próprio das barras introduzidas que formam a hipótese de peso próprio. É possível acrescentar um número indefinido de acções adicionais de igual ou diferente natureza (peso próprio, sobrecarga, vento, sismo ou neve).
O utilizador pode definir as acções simples que desejar e decidir se combinam-se de maneira compatível, incompatível ou simultânea. O programa gerará automaticamente a combinação destas acções de acordo com as possibilidades indicadas.
Por exemplo, o programa gera automaticamente a combinação da acção correspondente a uma situação de cargas composta por uma sobrecarga genérica e a actuação de um carro de cargas com distintas posições. As posições do carro são incompatíveis entre si, mas cada uma delas é compatível com a sobrecarga genérica e com o resto de acções de diferente natureza.
Pode visualizar-se a combinação de acções gerada entre as acções da mesma natureza. Deste modo, é possível que o utilizador verifique se as possibilidades indicadas foram as correctas.
Admitem múltiplos tipos de carga como por exemplo, pontuais, lineares, lineares variáveis em altura, superficiais, superficiais variáveis em altura, incremento e gradiente de temperatura, momentos, etc. As cargas podem introduzir-se nos nós e nas barras.
As cargas superficiais introduzem-se sobre panos definidos geometricamente pelo utilizador mediante um polígono fechado. Estas cargas podem estar aplicadas em toda a superfície do pano e em superfícies poligonais contidas neste. O utilizador também indica a direcção da distribuição unidireccional das cargas introduzidas sobre o pano que deve ser paralela a um dos lados do pano.
A distribuição de todas as cargas aplicadas sobre o pano é isostática,
e realiza-se sobre as barras contidas no pano que não sejam paralelas
à direcção de distribuição. Para o caso das cargas definidas numa superfície
do pano, a distribuição só afecta as barras mais próximas à superfície definida.
Nas estruturas 3D integradas de CYPECAD também
é possível definir cargas superficiais do mesmo modo que no Novo Metal
3D.
É possível definir deslocamentos prescritos nos encastramentos e apoios, e rotações prescritos nos encastramentos. Estes deslocamentos e rotações provocarão esforços sobre as barras, pelo que quando se definem há que atribuir os seus efeitos a um tipo de acção.
A tipologia de nós é muito completa. Podem definir-se as vinculações interiores e exteriores. As vinculações exteriores permitem que os tipos de nós possam definir-se como articulados, encastrados, semi-encastrados, apoios elásticos (molas), apoios com deslocamentos livres segundo um plano ou recta a definir, etc.
Novo Metal 3D permite a introdução de barras de madeira, de aço, mistas (aço e betão) e de alumínio. O programa dimensiona a secção chegando à sua optimização máxima.
Para barras de aço utiliza perfis de aço laminado, composto e enformado, possui uma ampla base de dados composta por perfis de grande variedade de tipos e dos principais fabricantes e prontuários. Pode criar perfis compostos a partir de perfis simples com união soldada, chapas laterais, presilhas... Também pode definir cartelas nos extremos; perfis de altura variável; vigas Boyd não mistas com alvéolo hexagonal, octogonal ou circular; e barras mistas (perfis de aço com laje de betão). O programa realiza a verificação de resistência ao fogo e o dimensionamento do revestimento de protecção para os perfis de aço.
As barras de aço também podem ser dimensionadas como tirantes.
Novo Metal 3D permite calcular e dimensionar tirantes cuja secção transversal está formada por perfis do tipo cantoneira laminada, cantoneira simétrica laminada, varão ou vergalhão.
No quadro de diálogo Descrever perfil o utilizador pode seleccionar o tipo Tirante. Quando se selecciona aparece no diálogo uma explicação do método utilizado e das condicionantes necessárias para o seu dimensionamento.
Pelo facto das diagonais serem barras de eixo recto que apenas admitem esforços de tracção na direcção do seu eixo (biarticuladas), implica que a sua modelação só seja estritamente exacta se se fizer uma análise não linear da estrutura para cada combinação de acções, na qual deveriam suprimir-se em cada cálculo todas aquelas diagonais cujos esforços axiais sejam de compressão.
Para avaliar o comportamento sísmico da estrutura, sem permitir compressões nas diagonais, seria necessário realizar uma análise no domínio do tempo, introduzindo a carga de sismo mediante acelerogramas.
Como aproximação ao método exacto, propomos um método alternativo cujos resultados, nos casos que se cumpram as condições que se detalham seguidamente, são suficientemente aceitáveis para a prática habitual do dimensionamento de diagonais, e permitem uma análise integrada da estrutura completa.
O método tem as seguintes limitações, cujo cumprimento verifica o programa:
Na memória de cálculo de Novo Metal 3D, ou no quadro de diálogo Descrever perfil (aparece no programa quando o utilizador descreve uma barra como tirante) pode encontrar mais informação sobre o método de cálculo de tirantes aplicado pelo programa.
Com o módulo Perfis de alumínio de Novo Metal 3D e de Estruturas 3D integradas de CYPECAD, é possível calcular e dimensionar barras de alumínio extrudido das ligas e têmpera indicadas no ponto Liga de alumínio e têmpera, e das geometrias indicadas em Perfis de alumínio; segundo o Eurocódigo 9 EN 1999-1-1.
No diálogo Descrever perfil (menu Barra > Descrever perfil) encontra-se o botão
Perfis de alumínio extrudido que permite definir uma barra como um perfil de alumínio
da biblioteca que inclui o programa ou defini-lo geometricamente.
A biblioteca contém uma série de perfis normalizados que o utilizador pode
configurar e ampliar. Tanto os perfis da biblioteca como os definidos pelo utilizador podem
ser duplo T, C simples, chapa, T simples, tubo circular, varão ou vergalhão.
No diálogo Descrever material (menu Barra > Descrever material) selecciona-se a liga de alumínio extrudido para os perfis de alumínio que o utilizador seleccione na obra, assim como a sua têmpera. As ligas de alumínio disponíveis com as suas correspondentes têmperas são:
| Liga de Alumínio | Têmpera |
|---|---|
| EN AW-5083 | F, H111 e H112 |
| EN AW-6060 | T5, T6, T64 e T66 |
| EN AW-6061 | T4 e T6 |
| EN AW-6063 | T5, T6 e T66 |
| EN AW-6005A | T6 |
| EN AW-6106 | T6 |
| EN AW-6082 | T4, T5 e T6 |
| EN AW-7020 | T6 |
Com o módulo Perfis de madeira, Novo Metal 3D dimensiona perfis de madeira formados por madeira serrada (espécies de coníferas ou chopos), madeira serrada (espécies frondosas), madeira laminada colada homogénea e madeira laminada colada combinada. Pode definir perfis rectangulares, com secção constante ou variável, e perfis circulares. Inclui uma biblioteca de perfis de madeira que o utilizador pode configurar e ampliar. O programa também dimensiona as secções de madeira frente à acção do fogo para que cumpra com o Eurocódigo 5, se o utilizador activar a verificação de resistência ao fogo de perfis de madeira.
Encurvadura e encurvadura lateral
Novo Metal 3D permite ao utilizador introduzir os coeficientes β de encurvadura ou o comprimento de encurvadura, e o coeficiente de momentos de cada barra. Também calcula automaticamente o comprimento de encurvadura das barras segundo um método aproximado, baseado em fórmulas comummente aceites, que solicita ao utilizador a classificação da estrutura como tipo nós móveis ou nós fixos. O utilizador também pode activar em qualquer barra a verificação de encurvadura lateral.
O programa possibilita ao utilizador limitar a flecha das barras para que no dimensionamento dos perfis tenha em conta a restrição imposta (além disso da tensão, esbelteza, encurvadura lateral, etc). O utilizador pode impor limites à flecha máxima e relativa, tanto para valores absolutos, como para valores relativos ao comprimento entre extremos e pontos de inflexão da deformada. A flecha pode definir-se como secante ou tangente a um dos extremos. Também é possível definir uma peça composta por várias barras alinhadas para que o programa verifique a sua flecha como se trata-se de uma única barra. Os quadros de diálogo que limitam a flecha das barras dispõem de ajudas, que definem perfeitamente os tipos de flecha que o utilizador pode limitar e o comprimento que serve como referência à flecha relativa.
Ajustes, deslocamentos e rotações
Na introdução de barras é possível realizar ajustes, deslocamentos e rotações relativamente ao eixo de introdução da barra. A excentricidade produzida por estes ajustes e deslocamentos têm-se em conta no cálculo, pelo que o programa permite ao utilizador considerar a verdadeira posição relativa entre barras.
Coeficientes de encastramento e rigidezes rotacionais
Nos extremos de peças (barras ou conjunto de barras alinhadas que formam uma peça), o programa permite atribuir os coeficientes de encastramento xy e xz ou atribuir rigidezes rotacionais nesses planos. A definição das rigidezes rotacionais permite a modelização das ligações cuja rigidez à rotação é fundamental considerar, como é o caso das ligações aparafusadas.
Em cada ligação aparafusada
dimensionada, o programa também
calcula (para todas as combinações de esforços actuantes) as
rigidezes rotacionais de cada ligação e selecciona
um valor da rigidez rotacional para cada extremo da peça, que será proposto
ao utilizador para um novo cálculo da estrutura.
Após o cálculo, o programa adverte se a rigidez rotacional introduzida pelo
utilizador, difere em mais de 20% da proposta pelo programa ou se não está definida.
Novo Metal 3D permite ao utilizador atribuir automaticamente as rigidezes rotacionais propostas pelo programa, como rever as que desejar para decidir em cada caso quais as rigidezes rotacionais que quer adoptar.
No ponto Rigidezes rotacionais em extremos de peças da página Ligações aparafusadas pode obter mais informação sobre as considerações que o Novo Metal 3D realiza sobre as rigidezes rotacionais.
Verificação de resistência ao fogo
Novo Metal 3D realiza a verificação da resistência ao fogo e dimensiona o revestimento de protecção das barras de aço que compõem a estrutura segundo a norma EN 1993-1-2:2005 (Eurocódigo 3).
Novo Metal 3D dimensiona as secções de madeira frente à acção de fogo para que cumpram com a norma Eurocódigo 5.
Em Verificação de resistência ao fogo pode encontrar mais informação sobre esta verificação nos programas de CYPE Ingenieros.
Ligações soldadas e aparafusadas
Os módulos de ligações concebidos por CYPE Ingenieros (Ligações I Soldadas para Naves com perfis laminados e compostos em duplo T, Ligações II Aparafusadas para Naves com perfis laminados e compostos em duplo T, Ligações III Soldadas para Edificação com perfis laminados e compostos em duplo T e Ligações IV Aparafusadas para Edificação com perfis laminados e compostos em duplo T) podem utilizar-se tanto no CYPECAD como no Novo Metal 3D (incluindo as Estruturas 3D integradas de CYPECAD).
As tipologias de ligações implementadas nos módulos Ligações I e Ligações
II tem maior campo de aplicação nas naves introduzidas no Novo Metal
3D e nas Estruturas 3D integradas de CYPECAD, as tipologias de ligações
que dimensiona o módulo Ligações III tem um campo de aplicação mais amplo
nas estruturas de edificação formadas por pórticos que se calculam em
CYPECAD. De qualquer forma, cada ligação dimensionada por qualquer dos
módulos indicados resolve-se do mesmo modo num programa ou noutro. Posto
isto, os módulos Ligações I e Ligações III possuem tipos de ligações
comuns.
Em cada um dos seguintes pontos pode encontrar bastante informação sobre as características
destes módulos:
Placas de amarração dimensionadas com o módulo Ligações I
Novo Metal 3D dispõe de vários módulos que calculam e dimensionam placas de amarração: os módulos Ligações I, Ligações II, Ligações III, Ligações IV e o módulo Placas de amarração.
Placas de amarração dimensionadas com o módulo Ligações soldadas
Os módulos Ligações I, Ligações II, Ligações III, Ligações IV dimensionam placas de amarração com as seguintes características:
Placas de amarração dimensionadas com o módulo Placas de amarração
O módulo Placas de amarração calcula e dimensiona placas de amarração com as seguintes características:
Opções de cálculo para as placas de amarração
As opções de cálculo das placas de amarração configuram-se no diálogo Opções (menu Placas de amarração > Opções). Os valores aqui estabelecidos afectam o cálculo das placas de amarração dos módulos que as calculam (Ligações I, Ligações II, Ligações III, Ligações IV e Placas de amarração), à excepção do tipo de amarração do perno à placa que só intervém no cálculo efectuado pelo módulo Placas de amarração.
Verificações em placas de amarração
Os módulos Ligações I, Ligações II, Ligações III, Ligações IV e Placas de amarração realizam as seguintes verificações (assumindo a hipótese de placa rígida):
Novo Metal 3D calcula e dimensiona sapatas e maciços de encabeçamento. Ambos elementos de fundação podem ser isolados ou combinados, e admitem qualquer número de pilares.
As sapatas podem ser de betão armado ou de betão em massa, de altura constante ou variável, e o programa pode dimensioná-las de modo que sejam quadradas, rectangulares, excêntricas, de canto ou de face.
Os maciços admitem múltiplas estacas. A sua tipologia é muito ampla: lineares, rectangulares de várias estacas, pentagonais de 5 e 6 estacas e hexagonais de 6 e 7 estacas.
Tanto as sapatas como os maciços de encabeçamento, podem chegar vigas lintéis e vigas de equilíbrio.
Novo Metal 3D importa ficheiros gerados em programas de CAD em formato DWG e DXF de duas e três dimensões. Com eles poderá gerar automaticamente a geometria da estrutura (inclui seleccionando os elementos a importar classificados por layers, entidades, cores ou tipos de linha).
Dispõe também de outras ferramentas que facilitam a introdução de dados: Zoom, Redesenhar, Ortogonal, Desfazer, Refazer, Repetir última selecção de elementos, etc. Pode realizar capturas (extremo, ponto médio, perpendicular, mais próximo e intersecção) e rastreios (prolongamento, perpendicular, ortogonal) sobre elementos da estrutura.
Com a geração de vistas poderá trabalhar com janelas em 2D e 3D de maneira totalmente interactiva e com total conectividade. Inclui, nas vistas 3D que aparecem no ecrã, a marca do plano da vista 2D na qual esta posicionado o cursor.
Novo Metal 3D também contém comandos para realizar gerações automáticas, como a geração de nós, barras e malhas espaciais formadas por tetraedros. Além disso, é capaz de criar um número ilimitado de pórticos paralelos a partir de um só.
Os elementos cotam-se sem introduzir coordenadas nem malhas rígidas. Quando se introduz um nó ou uma barra, o programa atribui-lhes umas coordenadas que dependem da posição do cursor na linha ou linhas de referência que se capturam. Depois, o utilizador pode cotar os nós ou deixar as coordenadas atribuídas.
Cálculo com multiprocessadores
CYPECAD e Novo Metal 3D utilizam no cálculo das suas estruturas o
potencial dos multiprocessadores.
Para tirar partido destas prestações, CYPECAD e Novo Metal 3D,
dispõem de dois módulos comuns que permitem poupar uma substancial quantidade de tempo de cálculo:
Em Cálculo com multiprocessadores pode encontrar mais informação sobre estes módulos e um estudo comparativo que mostra os tempos de cálculo com e sem a sua utilização.
Resultados, desenhos e listagens
Os diagramas e envolventes de esforços e as deformadas podem-se consultar
no ecrã de forma gráfica ou analítica.
A ferramenta para a verificação de barras no ecrã (tensão, encurvadura
lateral, esbelteza, flecha...) permite uma correcção
manual ou automática até ao dimensionamento final.
Desenha os planos de qualquer vista da estrutura, com a informação que se deseje, inclui alçados com a dimensão real do perfil. Poderá exportar os desenhos para formato DXF e DWG ou imprimir directamente para a impressora ou plotter.
Gera vistas 3D em perspectiva cónica ou isométrica com os perfis em verdadeira magnitude. Estas vistas 3D podem imprimir-se ou exportar-se para ficheiros em formato DXF, DWG, EMF, BMP e JPG.
Permite total liberdade para mover-se pelo interior da estrutura numa perspectiva cónica.
Obtém listagens de dados de nós, barras e cargas; de resultados de deslocamentos, reacções, esforços, tensões, flechas, sapatas, placas de amarração, etc. da estrutura. Inclui as listagens de medições. Estas listagens podem exportar-se aos formatos TXT, HTML, PDF, RTF e DOCX. Também pode obter uma vista preliminar das mesmas.
Listagens justificativas de verificações dos estados limite últimos
CYPECAD, Novo Metal 3D e as Estruturas 3D integradas de CYPECAD geram listagens justificativas de verificações dos estados limite últimos de perfis de aço, madeira e alumínio.
Estas listagens contém todas as verificações realizadas pelo programa para dimensionar os perfis e constituem um importante documento com o qual o utilizador pode:
O nível de pormenorização destas listagens também proporciona um carácter didáctico,pois permite ao utilizador conhecer todas as verificações a que está submetido um perfil.
Em Listagens justificativas de verificações de estados limite últimos pode encontrar mais informação sobre estes documentos (modos de obtenção, tipos de perfis e normas para os que se podem gerar, etc).
Exportação para TEKLA® Structures
As Estruturas 3D integradas de CYPECAD e Novo Metal 3D podem exportar a estrutura calculada e dimensionada para TEKLA Structures (v 12.1, 13.0, 13.1, 14.0 e 15.0 SR1).

Em Exportação para TEKLA® Structures pode encontrar mais informações sobre as opções de exportação para TEKLA® Structures.
Exportação para TecnoMETAL® 4D
CYPECAD, Estruturas 3D integradas de CYPECAD e Novo Metal 3D dos programas de CYPE Ingenieros, podem exportar a estrutura calculada e dimensionada para TecnoMETAL 4D.

Em Exportação para TecnoMETAL® 4D pode encontrar mais informações sobre as opções de exportação para TecnoMETAL® 4D.
Exportação ao formato CIS/2 para Advance Steel® de Graitec

CIS/2 (CIMsteel Integration Standards) é um formato de intercâmbio standard para facilitar o fluxo de dados entre as aplicações informáticas que intervêm no processo de análise, desenho e fabricação de estruturas de aço.
Novo Metal 3D e as Estruturas 3D integradas de CYPECAD permitem exportar no formato CIS/2 preconizado pelo NIST (National Institute of Standars and Tecnology) os nós e barras das estruturas 3D introduzidas e dimensionadas.
Advance Steel® de Graitec é uma das aplicações informáticas relacionadas com o modelo de estruturas 3D de aço, para o qual foram feitas as provas necessárias para a correcta importação do formato CIS/2 gerado pelo Novo Metal 3D e as Estruturas 3D integradas de CYPECAD.
Em Exportação para o formato CIS/2 pode encontrar mais informação sobre as opções de exportação para este formato.