Puede activar el complemento Diseño de aluminio en la pestaña Complementos de la ventana Datos base , mientras que puede establecer el estándar preferido en la pestaña Estándar I , como se muestra en las Imágenes 1 y 2.
Puede modelar estructuras de aluminio utilizando los materiales relevantes en la biblioteca de materiales de RFEM 6. También puede definir materiales y agregarlos a la biblioteca. Sin embargo, es importante que los datos especificados en términos de materiales, así como en términos de combinaciones de carga y resultados, cumplan con el concepto de diseño de la norma. Al diseñar según las normas europeas, debe considerar los siguientes documentos:
- Base para el cálculo de estructuras (Eurocódigo 0), para obtener los coeficientes parciales de seguridad para cargas y las reglas para la combinación de los mismos
- Acciones en estructuras (Eurocódigo 1), para considerar las cargas relevantes para las estructuras y edificios a diseñar
- Cálculo de estructuras de aluminio (Eurocódigo 9), para aplicar las reglas de cálculo para estructuras de aluminio
Puede crear combinaciones de carga y resultado en RFEM automáticamente, según la norma, o manualmente. De cualquier manera, puede aplicar las cargas utilizando el procedimiento de aplicación de carga común en RFEM.
Propiedades de cálculo
Una vez que haya modelado la estructura, aplicado las cargas y creado las combinaciones de carga y resultado, debe activar las propiedades de cálculo de la barra o conjunto de barras a diseñar (Imagen 3). Esto le permitirá definir los tipos de diseño para el diseño de aluminio, las configuraciones de diseño y los soportes de diseño necesarios para el procedimiento de diseño. Lo mismo se aplica a las barras o conjuntos de barras diseñados a través de representantes.
Tipos de cálculo
Los tipos de diseño de aluminio incluyen la definición de longitudes efectivas, reducciones de la sección local (consideradas solo en el diseño de tracción), paneles de cortante y restricciones de giro (imagen 4). Es necesario definir las longitudes de pandeo para determinar la carga crítica para el fallo de estabilidad. Después de asignar una longitud de pandeo a un objeto de interés, los ajustes y las longitudes eficaces se tienen en cuenta en el cálculo de estabilidad. A continuación, en el cálculo, puede considerar el debilitamiento de la sección transversal local (por ejemplo, agujeros para tornillos) relacionado con el objeto asignando una reducción de la sección de la barra local en la ventana relevante.
También puede definir chapas trapezoidales, arriostramientos, chapas y arriostramientos trapezoidales o la rigidez del panel a cortante (Sprov ) y asignarlos a barras. De manera similar, puede aplicar una coacción al giro de la barra con el tipo de rigidez "Continua", "Discreta" o "Manual" sobre una barra completa o un conjunto de barras y tenerlo en cuenta al determinar el momento crítico de pandeo lateral o el factor de carga crítica para pandeo lateral.
Configuraciones de cálculo
Puede acceder a las configuraciones de diseño a través de la ventana Editar barra o mediante los Datos de entrada de la tabla de Diseño de aluminio. Las especificaciones dentro de una configuración de diseño se aplican a todos los objetos a los que se asigna la configuración. Si no se asigna ninguna configuración de cálculo a un objeto a calcular, no se realizan cálculos de estado límite último o de servicio para este objeto.
Los Eurocódigos sugieren que se realicen cálculos para dos estados límite: estado límite último y estado límite de servicio. El primero se refiere a una situación en la que se comprueba la seguridad de la estructura para evitar el colapso y fallo estructural, mientras que el segundo se refiere a ciertos requisitos para el uso normal de las estructuras. Para las estructuras de aluminio, estos incluyen requisitos sobre la flecha y, en determinadas circunstancias, la vibración. Debido al bajo módulo de elasticidad del aluminio, este estado límite es, en general, la situación crítica de cálculo para las estructuras de aluminio.
Configuración de diseño definitiva
Puede crear una configuración final definiendo varias configuraciones que afectan el diseño de aluminio (imagen 5). Por ejemplo, puede definir si se realizan comprobaciones del cálculo de estabilidad además de los cálculos de la sección, así como ajustar otras configuraciones relacionadas. A continuación, se encuentra disponible la opción Valores límite para casos especiales para permitirle omitir ciertos esfuerzos internos en el diseño que no son importantes para la capacidad de carga. Si no utiliza esta opción, se pueden evitar diseños específicos o se puede implicar el uso de fórmulas de interacción más desfavorables.
Dependiendo de la norma de cálculo que seleccione, en el estado límite último están disponibles otras opciones, como la activación de un cálculo de la sección elástica, valores alternativos para factores de forma y exponentes en las fórmulas de interacción, o ajustes detallados adicionales para el cálculo de pandeo local o cortante configuración Para la norma de diseño EN 1999, puede encontrar los coeficientes relevantes según el Anejo Nacional seleccionado en los Parámetros Estándar de la ventana, pero también puede ajustarlos con un valor definido por el usuario.
Configuración del diseño de la capacidad de servicio
Puede crear configuraciones de capacidad de servicio en términos de límites de flecha, que debe comprobar en el diseño (imagen 6). Estos límites están relacionados con la longitud de referencia de la barra, la cual se determina en función de los apoyos de cálculo que defina en la pestaña Apoyos de cálculo y deflexión. En otras palabras, la ventana de Apoyos de Diseño y Deflexión que se muestra en la Imagen 7 sirve para definir las condiciones de contorno para el cálculo del estado límite de servicio del cálculo de aluminio.
Parámetros globales
Puede acceder a la configuración global para el diseño de aluminio haciendo clic en el icono Configuración global del complemento indicado en la Imagen 8. Estos son independientes del código de diseño, pero los valores estándar pueden diferir. Al hacer clic en el botón Restablecer a los valores predeterminados, se restauran las configuraciones predeterminadas del diálogo según el código de diseño seleccionado.
Opciones adicionales para el diseño de aluminio
RFEM 6 ofrece más opciones que influyen en el diseño del aluminio. Por ejemplo, puede asignar otros tipos de barras (como excentricidades o articulaciones de las barras), como se muestra en la Imagen 9. También puede considerar rigidizadores transversales de barras para rigidizar áreas de barras susceptibles de pandeo. Se utilizan, por ejemplo, para luces de carretera o puntos de aplicación de grandes cargas concentradas.
Cálculo
Antes de comenzar con el diseño, es importante que compruebe los Datos de entrada del complemento Diseño de aluminio. Por ejemplo, la configuración predeterminada implica la consideración de todas las situaciones de diseño en el diseño. Sin embargo, puede desactivar una situación de cálculo para el cálculo de aluminio desmarcando la casilla de verificación "Por calcular", por lo que no se realizarán comprobaciones para esta situación de cálculo.
Esta selección se sincroniza con la selección del complemento Diseño de aluminio en la configuración de la situación de diseño, como se muestra en la Imagen 10. Es importante resaltar que no se pueden diseñar casos de carga, combinaciones de carga o combinaciones de resultados individuales. En su lugar, debe asignar estas combinaciones a una situación de cálculo.
De manera similar, todos los tipos de objetos presentes en el modelo se enumeran en la tabla de Diseño de aluminio (imagen 11). Al marcar la casilla de verificación "Diseñar todo", se seleccionarán todos los objetos disponibles para el diseño. Alternativamente, puede especificar manualmente los objetos a diseñar/eliminar del diseño desmarcando la casilla de verificación "Diseñar todo" e ingresando los números de objeto, o seleccionando gráficamente los objetos de interés.
Las barras con un material diferente (por ejemplo, hormigón o madera) o una sección no adecuada (por ejemplo, una sección maciza de paredes gruesas) para el cálculo de aluminio se reconocen automáticamente y se excluyen del cálculo. Además, las superficies de aluminio no se considerarán para el diseño del complemento Aluminium Design; en su lugar, puede evaluarlos empleando el complemento Análisis tensión-deformación.
Puede ejecutar el complemento Diseño de aluminio seleccionando el botón Mostrar resultados en la tabla de entrada (imagen 11) o seleccionando Diseño de aluminio en el cuadro de diálogo "Para calcular". Después de iniciar el cálculo, se muestra el progreso del cálculo, así como los pasos del cálculo y el curso actual del cálculo.
Resultados
Una vez finalizado el cálculo, los resultados determinantes y las razones de cálculo en barras o conjuntos de barras están disponibles en la tabla Resultados. También puede mostrar los resultados del complemento Diseño de aluminio gráficamente a través de la pestaña Resultados del navegador. Si surgen advertencias o errores durante las verificaciones, o no se cumple un criterio de verificación, esto se muestra en la vista general de la tabla.
Además de estos resultados, se pueden mostrar comprobaciones de esbeltez para barras o conjuntos de barras. Estos se basan en la comparación de la esbeltez para el pandeo por flexión calculada a partir de la relación entre la longitud de pandeo y el radio de giro, por un lado, y los valores límite de la Configuración global por el otro.
Dado que la resistencia al pandeo se calcula mediante el cálculo de estabilidad, la comprobación de la esbeltez no representa realmente un cálculo y no se incluye en la tabla de resultados predeterminada. Por lo tanto, para mostrar estas comprobaciones, debe activar las tablas de resultados de esbeltez en el Administrador de tablas de resultados, accesible a través del icono indicado en la Imagen 12.
Puede mostrar comprobaciones de diseño detalladas para cada tipo de comprobación de diseño haciendo doble clic en ellas o utilizando el icono Detalles de comprobación de diseño. Además de las fórmulas, los resultados detallados contienen referencias de la norma, de modo que puede rastrear las comprobaciones de diseño con precisión y comprender las verificaciones realizadas en detalle.
Conclusiones
El complemento Diseño de aluminio en RFEM 6 permite diseñar barras de aluminio para los estados límite últimos y de servicio según las normas de la Unión Europea EN 1999-1-1: 2013-12 (Eurocódigo 9) y de los Estados Unidos ADM 2020. Los datos definidos en términos de materiales, carga y combinaciones de carga y resultados deben cumplir con el concepto de diseño de la norma preferida.
Puede aplicar las cargas relevantes en línea con el procedimiento común de aplicación de cargas de RFEM, mientras que puede definir los datos necesarios para el cálculo activando las Propiedades de cálculo de la barra o conjunto de barras de interés. Una vez definidas las propiedades del diseño, se puede realizar el diseño y los resultados estarán disponibles en forma tabular y gráfica.
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