La pestaña Base gestiona los parámetros elementales de la barra. Si activa una casilla de verificación en la sección 'Opciones', generalmente se añade otra pestaña de diálogo. Allí puede definir los detalles correspondientes.
Tipo de barra
El tipo de barra controla de qué manera pueden registrarse los esfuerzos internos o qué propiedades se asumen para la barra. En la lista hay diferentes tipos de barras disponibles para seleccionar.
Viga
Una viga es una barra rígida a flexión que puede transmitir todos los esfuerzos internos. Una viga no posee articulaciones en sus extremos de barra. Este tipo de barra puede cargarse con todos los tipos de carga.
Barra rígida
Una barra rígida acopla los desplazamientos de dos nudos mediante una conexión rígida. Por lo tanto, corresponde en principio a un acoplamiento. Esto permite definir barras con rigidez muy grande teniendo en cuenta articulaciones, que también pueden tener constantes elásticas y no linealidades. Apenas se presentan problemas numéricos, ya que las rigideces están adaptadas al sistema.
Para las barras rígidas se muestran esfuerzos internos si activa en el Navegador - Resultados, en la parte inferior de la categoría 'Barras', los Resultados para acoplamientos.
Para las barras rígidas se aplican las siguientes rigideces:
| Rigidez longitudinal E · A | 1013 · ℓ [unidad SI] con ℓ = longitud de la barra |
| Rigidez a torsión G · IT | 1013 · ℓ [unidad SI] |
| Rigidez a flexión E · I | 1013 · ℓ3 [unidad SI] |
| Rigidez a cortante GAy / GAz (si está activada) | 1016 · ℓ3 [unidad SI] |
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Barra tipo nervio
Con nervios pueden representarse vigas en T (vigas de cuelgue). En este tipo de barra se tienen en cuenta las excentricidades y los anchos colaborantes de placa en el modelo de elementos finitos.
Los nervios son adecuados principalmente para barras de hormigón armado, ya que los esfuerzos internos y las secciones del nervio se incorporan en el cálculo de hormigón. Una placa de acero con una "nervadura" soldada debería modelarse como superficie con una barra conectada excéntricamente.
Para la 'Disposición del nervio' la lista ofrece varias opciones de selección.
Un nervio es, por regla general, una barra dispuesta excéntricamente. La excentricidad se determina automáticamente a partir de la mitad del espesor de la superficie y la mitad de la altura de la barra. Sin embargo, también puede definirse manualmente. Mediante la excentricidad del nervio se aumenta la rigidez del modelo. En una disposición centrada, el eje neutro del nervio se encuentra en el centro de la superficie.
Los anchos colaborantes del nervio deben definirse en la sección 'Dimensiones del ala' para el lado izquierdo y derecho. Normalmente se puede mantener el ajuste 'Buscar automáticamente', con el cual el programa determina las dos superficies. Si en la línea de la barra tipo nervio concurren más de dos superficies, deben definirse manualmente las superficies determinantes.
Para introducir los anchos de integración b-y,int y b+y,int existen diferentes posibilidades (véase la imagen Nuevo nervio): Los anchos pueden introducirse directamente o determinarse automáticamente a partir de la longitud de la barra con las opciones Lref / 6 y Lref / 8. También pueden determinarse según las prescripciones de una norma, por ejemplo según 'EC2', sección 5.3.2.1.
Los valores by,int definen el ancho de la superficie o de la zona de influencia de la cual deben integrarse los esfuerzos internos. Los valores by,eff representan el ancho de la sección del ala del nervio desde el centro del alma hasta el borde correspondiente. Por defecto, by,int y by,eff se igualan. Sin embargo, puede definirlos por separado tras hacer clic en el botón
.
Si se han definido nudos del tipo 'Nudo en barra', el nervio puede definirse por tramos para los distintos segmentos. Si hay varios segmentos definidos, las zonas de anchos escalonadas pueden conectarse linealizadas entre sí mediante la columna de tabla 'Distribución lineal' para evitar grandes saltos de rigidez en la barra tipo nervio.
En modelos 3D, los anchos colaborantes no influyen en la rigidez, ya que la rigidez aumentada se tiene en cuenta mediante la barra excéntrica. Sin embargo, los anchos colaborantes influyen en la distribución de los esfuerzos internos de barra y de superficie.
Barra de cercha
Una barra de cercha corresponde a una viga con articulaciones de momento en ambos extremos. Además, el giro alrededor del eje longitudinal se libera en el inicio de la barra mediante una articulación φx. En este tipo de barra se muestran los momentos flectores y de torsión resultantes de las cargas de la barra.
Barra de cercha (solo N)
Este tipo de barra de cercha con la rigidez E ⋅ A es capaz de absorber esfuerzos axil en forma de tracción y compresión. Solo se muestran esfuerzos internos en los nudos. La barra presenta un diagrama de esfuerzos internos lineal, siempre que no actúe ninguna carga puntual en la barra. No se muestra un diagrama de momentos que pudiera surgir debido al peso propio o a una carga lineal. Sin embargo, las fuerzas en los nudos se calculan a partir de las cargas en barra, con lo cual se garantiza la transmisión correcta.
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Tirante estabilizado contra pandeo (Buckling-Restrained Brace)
El tipo Buckling-restrained brace permite el modelado de una barra con un núcleo de acero (barra plana o sección en cruz) y un revestimiento relleno de hormigón en una sección hueca cuadrada o redonda. Se utiliza especialmente en EE. UU. para el arriostramiento de edificios expuestos a terremotos.
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Barra de cable
Un cable solo puede solicitarse a tracción. De esta manera pueden analizarse cadenas de cables mediante un cálculo iterativo según el análisis de grandes deformaciones teniendo en cuenta fuerzas longitudinales y fuerza transversal.
Los cables son adecuados para modelos en los que pueden producirse grandes deformaciones con los correspondientes cambios en los esfuerzos internos. Para cable de sujeción sencillos, como en una marquesina, las barras traccionadas son completamente suficientes.
Barra de armadura
Con este tipo de barra pueden representarse armaduras pasivas de acero en el modelo de elementos finitos de un elemento de hormigón armado. De este modo pueden analizarse, por ejemplo, zonas de discontinuidad basadas en la analogía de cercha (tirante y biela comprimida en consolas, vigas con aberturas).
La barra de armadura dispone de una función de conexión automática con otros elementos como barras o superficies, si se encuentra físicamente dentro del elemento. Al igual que la barra de cercha (solo N), una barra de armadura solo presenta una rigidez tangente. Un comportamiento del material no lineal no es posible por el momento.
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Cable en poleas
Este tipo de barra de cable también solo absorbe fuerzas de tracción y se calcula según la teoría de cables (análisis de grandes deformaciones). Sin embargo, una barra de cable en poleas solo puede definirse en una polilínea que se encuentre en un plano y tenga al menos tres nudos. Este tipo de barra es adecuado para elementos de tracción flexibles cuyas fuerzas longitudinales se conducen a través del modelo mediante puntos de desviación. Un ejemplo de aplicación es una polea.
A diferencia de una barra de cable normal, solo es posible un desplazamiento en los nudos interiores en dirección longitudinal (ux). Por lo tanto, la barra no debe cargarse con cargas en barra que actúen en la dirección local y o z. Solo se tienen en cuenta los desplazamientos ux y los esfuerzos axil N.
En los nudos interiores de la polilínea no importa si existe un apoyo en nudo o si la barra está conectada con otra estructura: se analiza el sistema completo de la barra de cable a lo largo de la longitud de la polilínea.
En la pestaña 'Poleas' puede definir los parámetros adicionales como nudos de desviación y propiedades de las roldanas. A partir de estas prescripciones se generan nudos, barras de cable y barras rígidas.
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Barra de resultados
La barra de resultados es adecuada para integrar resultados de superficies, sólidos o barras en una barra ficticia. De este modo pueden leerse, por ejemplo, los esfuerzos cortantes resultantes de una superficie para la verificación de mampostería.
La línea de una barra de resultados puede colocarse en cualquier lugar del modelo. La barra de resultados no necesita ni apoyo ni conexión con el modelo. Sin embargo, debe asignarse una sección para posibilitar un cálculo. Sobre una barra de resultados no pueden aplicarse cargas.
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Línea de resultados
La línea de resultados es adecuada para integrar resultados de superficies, sólidos o barras en una línea. Esta línea puede colocarse en cualquier lugar del modelo.
El principio corresponde a una barra de resultados. Sin embargo, no necesita asignar una sección. En la pestaña 'Sección' puede leer la longitud de la línea y, en caso necesario, girar la línea para la representación de resultados; no tiene ninguna otra función.
Transmisión de cargas
Con este tipo de barra pueden aplicarse cargas a objetos que están conectados con la barra en nudos extremos o intermedios. La barra en sí no posee rigidez. Los criterios para la transmisión de cargas puede definirlos en una nueva pestaña.
La transmisión de cargas se realiza actualmente con el método de franjas. La carga de la barra de transmisión de cargas – carga en barra o carga en nudo del tipo fuerza, momento o masa – se transmite proporcionalmente a los objetos estructurales comunes más cercanos. Estos son, por ejemplo, nudos apoyados, barras, nudos de superficies o líneas apoyadas.
Si debe considerarse el peso propio de la barra, puede definir el peso de la barra en la sección 'Parámetros'.
En la sección 'Objetos cargados' se indican los números de los nudos en los que la carga en barra se transmite a los objetos conectados. Si no todos estos nudos son relevantes, puede excluir determinados nudos en la sección 'Sin efecto en'.
Vigueta virtual
Este tipo de barra permite aplicar las propiedades de sección para Open Web Steel Joists que el Steel Joist Institute ha almacenado en las denominadas tablas "Virtual Joist". Estas secciones de vigueta virtual representan vigas de ala ancha equivalentes que se aproximan mucho a la superficie del ala de la viga, al momento de inercia efectivo y al peso. La viga se sustituye así por una barra con una sección virtual. De este modo pueden simularse unidades de carga complejas como, por ejemplo, una viga de celosía en el sistema completo.
Seleccione en la lista la 'Serie' de la vigueta virtual.
En la lista 'Vigueta virtual' puede definir entonces el tipo exacto.
El botón
en la sección 'Sección y material' permite importar la vigueta virtual desde la biblioteca de secciones.
Viga mixta
Con este tipo de barra pueden modelarse subsecciones individuales como barras separadas y conectarse entre sí mediante acoplamientos rígidos. El comportamiento mixto puede representarse como rígido a cortante, flexible a cortante o deformable. Una biblioteca correspondiente de medios de conexión está prevista para una futura ampliación.
La definición de la sección mixta se realiza actualmente exclusivamente en RSECTION (véase el capítulo Base del manual de RSECTION). Las secciones mixtas ya incluidas en la biblioteca de secciones se trasladarán en un momento posterior al nuevo concepto y serán utilizables también entonces. También está previsto un flujo de trabajo unificado para el cálculo de las subsecciones individuales en el futuro. Sin embargo, las subsecciones ya pueden verificarse en los add-ons de cálculo correspondientes.
Modelo de superficies
Este tipo de barra es adecuado principalmente para representar vigas con aberturas y vigas alveolares o reducciones locales de la sección como aberturas para conducciones en el modelo de barras. Para ello, la barra se convierte en un modelo de superficies en el que las aberturas de barra están dispuestas según las especificaciones del usuario. Sin embargo, la barra se conserva. Deben cumplirse los siguientes requisitos:
- La sección representa un perfil normalizado o parametrizado de sección de pared delgada con un alma.
- El material de la sección se basa en un modelo de material isótropo lineal-elástico.
En el tipo de barra 'Modelo de superficies', la barra existe tanto como objeto de barra como de superficie. Las propiedades geométricas son idénticas; ambos modelos tienen el mismo centro de gravedad. La representación se controla en el Navegador - Visualización mediante la entrada Modelo → Objetos base → Barras → Modelo de superficies o mediante el botón
en la barra de herramientas.
La malla de elementos finitos del modelo de superficies se genera automáticamente; actualmente no puede influirse en ella. En el cálculo estático se utiliza el modelo de superficies. Para la evaluación están disponibles tanto los resultados de barra (como en una barra de resultados, en la que las tensiones de las subsuperficies de la barra se integran a esfuerzos internos de barra) como los resultados de superficie. El control también puede realizarse aquí mediante el Navegador - Visualización o el botón
.
El cálculo de una barra de modelo de superficies en los add-ons se realiza con los esfuerzos internos de barra y la sección de la barra.
Como se ve en la imagen anterior, en los extremos de una barra de modelo de superficies se crean varias barras rígidas. Conectan el modelo de superficies con los nudos extremos de las barras consecutivas. Con ello se garantiza la transmisión correcta de los esfuerzos internos a los objetos 1D. Si se conectan varias barras de modelo de superficies entre sí, estas barras de acoplamiento se generan para cada barra.
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Acoplamiento
Una barra de acoplamiento es una barra virtual, muy rígida, con extremos de barra rígidos o articulados. Hay cuatro posibilidades disponibles para acoplar los grados de libertad de los nudos inicial y final de forma 'Fija' o mediante una 'Articulación'. Con acoplamientos pueden modelarse situaciones especiales para la transmisión de fuerzas y momentos. Los esfuerzos axil y cortante o los momentos de torsión y flectores se transmiten directamente de nudo a nudo.
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Muelle
Una barra tipo muelle ofrece la posibilidad de representar propiedades elásticas lineales o también no lineales con zonas de efecto definibles. Para una barra tipo muelle solo necesita definir en la pestaña 'Sección' la longitud de la barra Lz, no una sección: la rigidez de la barra resulta de los parámetros del muelle que define en el diálogo 'Nuevo muelle de barra' (véase el capítulo Muelles de barra).
Amortiguador
Un amortiguador corresponde en principio a una barra tipo muelle con la propiedad adicional 'Coeficiente de amortiguamiento'. Este tipo de barra amplía las posibilidades para análisis dinámicos según el análisis en el dominio del tiempo.
Al igual que en una barra tipo muelle, solo necesita definir en la pestaña 'Sección' la longitud de la barra Lz, no una sección. La rigidez de la barra resulta de los parámetros del muelle que define en el diálogo 'Nuevo muelle de barra' (véase el capítulo Muelles de barra). Las propiedades de amortiguamiento puede controlarlas mediante el coeficiente de amortiguamiento X.
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Nudos en barra
Con uno o varios nudos en la barra puede dividir la barra en segmentos sin dividir la barra (véase el capítulo Nudos).
Articulaciones
Puede disponer articulaciones en una barra para controlar la transmisión de esfuerzos internos en los nudos extremos (véase el capítulo Articulaciones de barra). Para determinados tipos de barra la entrada está bloqueada, ya que ya existen articulaciones internas. Puede asignar articulaciones por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Extremo de barra j'.
Excentricidades
Las excentricidades ofrecen la posibilidad de conectar la barra excéntricamente en los nudos extremos (véase el capítulo Excentricidades de barra). Puede asignar excentricidades por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Extremo de barra j'.
Apoyos
Puede asignar a la barra un apoyo que sea efectivo en toda su longitud. Los grados de libertad y las rigideces elásticas deben definirse en las condiciones de apoyo (véase el capítulo Apoyo en barra).
Rigidizadores transversales
Los rigidizadores transversales en la barra influyen en la rigidez de alabeo de la barra. Influyen en el cálculo con alabeo por torsión teniendo en cuenta siete grados de libertad (véase el capítulo Rigidizadores transversales de barra).
Aberturas de barra
Las aberturas de barra influyen en los valores de la sección y en el diagrama de esfuerzos internos. Son relevantes para el tipo de barra 'Modelo de superficies'. En el capítulo Aberturas de barra se describe cómo puede definir el tipo y la posición de las aberturas.
No linealidad
Puede asignar a la barra una no linealidad. Las propiedades no lineales deben definirse como no linealidades de barra (véase el capítulo No linealidades de barra).
Puntos intermedios de resultados
Con los puntos intermedios de resultados puede controlar la salida tabular de los resultados a lo largo de la barra. Los puntos de división deben definirse en el diálogo 'Nuevo punto intermedio de resultados de barra' (véase el capítulo Puntos intermedios de resultados de barra).
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Modificaciones de extremos
Con las modificaciones de extremos puede ajustar gráficamente la geometría de la barra en sus extremos. De este modo pueden preparar salientes, acortamientos o chaflanes para la representación renderizada.
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Desactivar para el cálculo
Si activa esta casilla de verificación, la barra, incluida su carga, no se considera en el cálculo. De este modo puede investigar cómo cambia el comportamiento estructural del modelo cuando determinadas barras no son efectivas. Las barras no necesitan eliminarse; las cargas también se conservan.
Estimación del coste
La estimación del coste se realiza por regla general con los costes del material que está asignado a las barras de una sección (véase el capítulo Materiales). Si deben aplicarse parámetros específicos para una barra, puede definir los costes unitarios y las unidades por separado en la pestaña 'Estimación del coste'. El principio corresponde al procedimiento descrito para Secciones.
Estimación de las emisiones de CO2
La estimación de las emisiones de CO2 se basa también por regla general en el material de la sección. Sin embargo, puede definir las emisiones unitarias y las unidades en la pestaña 'Estimación de las emisiones de CO2' también específicamente para cada barra. El principio se describe en el capítulo Secciones para las emisiones de determinadas secciones.
