Una articulación de barra restringe los esfuerzos internos que se transmiten de una barra a otras barras. Las articulaciones solo se pueden colocar en los extremos de la barra, no en puntos a lo largo de la barra.
Algunos tipos de barra ya están equipados con articulaciones: Una barra de cercha, por ejemplo, no transmite momentos, una barra de cable no transmite ni momentos ni esfuerzos cortantes. A dichos tipos de barra no se les pueden asignar articulaciones. La entrada está bloqueada.
Base
La pestaña Base gestiona los parámetros elementales de la articulación.
Sistema de coordenadas
Una articulación de barra puede referirse a uno de los siguientes sistemas de ejes:
- Sistema de ejes local de la barra x,y,z
- Sistema de coordenadas global X,Y,Z (opcionalmente como articulación en tijera)
- Sistema de ejes definido por el usuario U,V,W
En el caso habitual, las articulaciones se refieren al sistema de ejes local de la barra. Sin embargo, las articulaciones en tijera (véase la imagen Cruzamiento de barras) solo son posibles en el sistema de ejes global o en uno definido por el usuario.
Condiciones de articulación
Las condiciones de articulación se dividen en grados de libertad 'Translacionales' y 'Rotacionales'. Las primeras describen las flechas en la dirección de los ejes locales o globales, las últimas los giros alrededor de estos ejes.
Para definir una articulación, active la casilla de verificación del eje correspondiente. La marca de verificación simboliza que la flecha o el giro de la barra en o alrededor de la dirección correspondiente es posible. La constante del muelle lineal o de rotación se establece entonces en cero. Puede adaptar la 'Constante elástica' en cualquier momento para modelar una articulación elástica. Introduzca las rigideces elásticas como valores de diseño.
En la columna No linealidad puede controlar específicamente la transmisión de los esfuerzos internos para cada componente. Según el grado de libertad, en la lista de no linealidades hay entradas adecuadas disponibles para seleccionar.
Rígido si el esfuerzo interno es negativo o positivo
Con esto puede controlar de manera sencilla si en el extremo de la barra solo se transmiten fuerzas o momentos positivos o negativos. Una articulación ux con la no linealidad 'Rígido si N positivo', por ejemplo, hace que en el extremo de la barra se transmitan fuerzas de tracción (positivas), pero no esfuerzos de compresión (negativos). Con esfuerzos axiles negativos, por tanto, es efectiva una articulación.
En un sistema de coordenadas local, los esfuerzos internos se refieren al sistema de ejes local xyz de la barra.
Si selecciona otra no linealidad, puede definir los parámetros en las pestañas Actividad parcial, Diagrama, Fricción o Diagrama de andamio.
Opciones
La 'Articulación en tijera' está disponible en el sistema de coordenadas global o definido por el usuario. Con ella puede modelar el cruzamiento de barras continuas.
Ejemplo
En un nudo confluyen cuatro barras. Las barras transmiten momentos en su "dirección de paso", pero no al otro par de barras. En el nudo solo se transmiten esfuerzos axiles y esfuerzos cortantes.
Asigne la articulación a las barras 3 y 4 o a las barras 1 y 2. El otro par de barras que se cruzan no recibe articulación.
Actividad parcial
La Actividad parcial de un componente de articulación está disponible como propiedad no lineal de la articulación de barra (véase la imagen Seleccionar no linealidad de articulación).
Defina la actividad de la articulación para el 'Rango negativo' así como para el 'Rango positivo'. En la lista 'Tipo' hay varios criterios disponibles para la efectividad de la articulación.
- Completa: La flecha o el giro es posible en su totalidad mediante la articulación.
- Rígida a partir de la flecha de liberación/giro de liberación: La articulación solo actúa hasta una determinada flecha o giro. Si se supera, actúa una conexión rígida o una coacción.
- Rotura a partir de la fuerza de liberación/momento de liberación: La articulación solo actúa hasta una determinada fuerza o momento. Si se supera, la articulación falla y ya no transmite el esfuerzo interno.
- Fluencia a partir de la fuerza de liberación/momento de liberación: La articulación solo actúa hasta una determinada fuerza o momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero ya no el esfuerzo interno.
- Fallo del muelle: En una articulación con rigidez elástica, el componente de la articulación no es efectivo.
La mayoría de los tipos de articulación se pueden combinar con un 'Deslizamiento', por el cual la articulación solo se hace efectiva después de una determinada flecha o giro.
Diagrama
El Diagrama de un componente de articulación está disponible como propiedad no lineal de la articulación (véase la imagen Seleccionar no linealidad de articulación).
Defina en la columna 'Flecha' o 'Giro' el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con los valores correspondientes. En la columna 'Fuerza' o 'Momento' puede asignar entonces los valores de abscisa de las flechas o giros con las fuerzas o momentos de la articulación.
Si el orden de los puntos de definición no es correcto, puede ordenar las entradas de forma ascendente con el botón
.
Para el 'Inicio de diagrama' y el 'Fin de diagrama' están disponibles los siguientes criterios:
- Rotura: La articulación solo actúa hasta el valor máximo de la fuerza o del momento. Si se supera, se establece la plena actividad de la articulación. Ya no se transmite ningún esfuerzo interno.
- Fluencia: La articulación solo es efectiva hasta el valor máximo de la fuerza o del momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero ya no los esfuerzos internos.
- Continuo: Más allá del rango de definición se aplica la constante elástica del último tramo.
- Tope: La deformación admisible se limita al valor máximo de la flecha o del giro. Si se supera, se anula la actividad de la articulación y actúa una conexión rígida o una coacción.
Fricción
En la lista 'No linealidad' hay cuatro posibilidades para seleccionar con el fin de definir la Fricción de una articulación translacional en función de otro componente de articulación (véase la imagen Seleccionar no linealidad de articulación).
Las fuerzas de articulación transmitidas se relacionan con los esfuerzos axiles o esfuerzos cortantes que actúan en otra dirección. Según la selección en la pestaña 'Base', la fricción depende de uno o de dos esfuerzos internos. Existe la siguiente relación entre la fuerza de fricción de la articulación y el esfuerzo axil o el esfuerzo cortante:
Plástico
Las propiedades plásticas de las articulaciones son importantes para los análisis por empujes incrementales. Con la opción Plástico de un componente de articulación de acción no lineal hay cuatro posibilidades disponibles (véase la imagen Seleccionar no linealidad de articulación):
- Bilineal
- Diagrama
- FEMA 356 | Rígido
- FEMA 356 | Elástico
Defina en las columnas '"Esfuerzo interno" / "Esfuerzo interno"fluencia' y 'δ / δfluencia' o 'φ / φfluencia' los valores característicos de los rangos plásticos. Con un valor de My / My,fluencia de, por ejemplo, 1.27, la sección comienza a fluir al superarse el momento plástico. Si se supera el 127 % de la capacidad de carga plástica, la barra falla.
Los esfuerzos internos límite plásticos se determinan automáticamente a partir de las propiedades de la sección de la barra.
La longitud de la barra influye en el cálculo de la rigidez de la articulación plástica. Por regla general, se detecta automáticamente a partir de las longitudes de las barras a las que se asigna la articulación. Si es necesario, puede indicar una 'Longitud de barra definida por el usuario' para la articulación.
Criterios de aceptación
En la sección inferior puede definir los valores límite de los criterios de fluencia que deben aplicarse para la seguridad del edificio. Estos están regulados, por ejemplo, para componentes de acero en la tabla 5-5 de la norma ASCE FEMA 356 [1]. Así, con un valor de φ / φfluencia de 6.000, el valor crítico para la 'Seguridad de vidas humanas' se alcanza en cuanto las deformaciones plásticas son seis veces mayores que las que se producen al alcanzar el límite elástico.
Los rangos de los criterios de aceptación también se representan en el diagrama.
Con una de las dos opciones plásticas de FEMA, los criterios de aceptación vienen predefinidos según las especificaciones de la norma estadounidense. Puede adaptarlos si es necesario activando la casilla de verificación 'Definido por el usuario'.
Defina en la lista el 'Tipo de componente'. Los criterios de aceptación para componentes primarios y secundarios están regulados en [1] tabla 5-5.
En el artículo Articulaciones plásticas en RFEM 6 se describe cómo puede utilizar una articulación plástica para un análisis por empujes incrementales.
Diagrama de andamio
El Diagrama de andamio de un componente de articulación está disponible como propiedad no lineal de la articulación (véase la imagen Seleccionar no linealidad de articulación). Con él puede representar el efecto mecánico de una unión de tubos encajada con tubo interior entre dos barras. El modelo equivalente transmite –dependiendo del estado de compresión en el extremo de la barra– el momento flector a través del tubo exterior presionado y, por contacto de formas, adicionalmente a través del tubo interior.
Puede describir las propiedades de la articulación por separado en las pestañas 'Diagrama de andamio | Tubo interior' y 'Diagrama de andamio | Tubo exterior'.
Para la definición de los parámetros están disponibles las posibilidades presentadas en la sección Diagrama.
