La pestaña Datos principales gestiona los parámetros elementales de la barra. Si marca una casilla de verificación en la sección 'Opciones', generalmente se añade otra pestaña de diálogo. Allí puede definir los detalles respectivos.
Tipo de barra
El tipo de barra controla la forma en que se pueden absorber los esfuerzos internos o qué propiedades se asumen para la barra. Hay varios tipos de barras disponibles para seleccionar en la lista.
Viga
Una viga es una barra rígida a flexión que puede transmitir todos los esfuerzos internos. Una viga no tiene articulaciones en sus extremos. Este tipo de barra puede ser cargado por todos los tipos de carga.
Barra rígida
Una barra rígida acopla las flechas de dos nudos mediante una conexión rígida. Por lo tanto, corresponde básicamente a un Acoplamiento. Esto permite definir barras con una rigidez muy grande teniendo en cuenta las articulaciones, que también pueden tener constantes elásticas y no linealidades. Apenas hay problemas numéricos, ya que las rigideces se adaptan al sistema.
Los esfuerzos internos se muestran para las barras rígidas si activa los Resultados para acoplamientos en el Navegador - Resultados en la categoría 'Barras'.
Se aplican las siguientes rigideces para las barras rígidas:
| Rigidez axial 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] |
Nervio
Los nervios se pueden usar para modelar vigas en T (vigas secundarias). Con este tipo de barra, las excentricidades y los anchos de placa efectivos se consideran en el modelo de elementos finitos.
Los nervios son principalmente adecuados para barras de hormigón armado, ya que los esfuerzos internos y las secciones de los nervios se incluyen en el cálculo de hormigón. Una placa de acero con un "nervio" soldado debe modelarse como una superficie con una barra conectada excéntricamente.
La lista ofrece varias opciones para la 'Disposición del nervio'.
Un nervio es generalmente 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 se puede definir manualmente. La excentricidad del nervio aumenta la rigidez del modelo. En una disposición céntrica, el eje centroidal de la barra se encuentra en el centro de la superficie.
Los anchos efectivos del nervio se deben definir en la sección 'Dimensiones de las alas' para los lados izquierdo y derecho. Por lo general, se puede mantener la configuración 'Determinación automática', con la que el programa determina las dos superficies. Si más de dos superficies se encuentran en la línea del nervio, las superficies relevantes deben definirse manualmente.
Hay diferentes opciones para introducir los anchos de integración b-y,int y b+y,int (ver imagen Nuevo nervio): Los anchos se pueden introducir directamente o calcular automáticamente a partir de la longitud de la barra con las opciones Lref / 6 y Lref / 8. También se pueden determinar según las especificaciones de una norma, por ejemplo, según 'EC2' sección 5.3.2.1.
Los valores by,int definen el ancho de la superficie o área tributaria desde la que se deben integrar 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 respectivo. Por defecto, by,int y by,eff son iguales. Sin embargo, puede hacer clic en el botón
para definirlos por separado.
Si se han definido nudos del tipo 'Nudo en barra', el nervio se puede definir en secciones para los segmentos individuales. Si se definen varios segmentos, las áreas de ancho variables se pueden conectar por interpolación lineal utilizando la columna de la tabla 'Distribución lineal' para evitar grandes saltos de rigidez en la barra de nervio.
En modelos 3D, los anchos efectivos no influyen en la rigidez, ya que la rigidez aumentada se considera a través de la barra excéntrica. Sin embargo, los anchos efectivos afectan la distribución de los esfuerzos internos de barras y superficies.
Barra de cercha
Una barra de cercha corresponde a una viga con articulaciones de momento en ambos extremos. Adicionalmente, la rotación alrededor del eje longitudinal en el inicio de la barra se libera mediante una articulación φx. Para este tipo de barra, los momentos flectores y de torsión se muestran a partir 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 axiles en forma de tracción y compresión. Solo se muestran los esfuerzos internos en los nudos. La barra tiene una distribución de esfuerzos internos lineal, a menos que actúe una carga concentrada en la barra. No se muestra la distribución de momentos que podría ocurrir debido al peso propio o una carga lineal. Sin embargo, las fuerzas en los nudos se calculan a partir de las cargas de la barra, lo que asegura una transmisión correcta.
Rióstra de pandeo restringido (Buckling-Restrained Brace)
El tipo Buckling-restrained brace permite modelar una barra con un núcleo de acero (barra plana o sección cruciforme) y un revestimiento relleno de hormigón en un perfil hueco cuadrado o redondo. Se utiliza especialmente en los EE. UU. para rigidizar edificios con riesgo sísmico.
El núcleo de acero se puede mover en el revestimiento de hormigón sin adherencia. Bajo carga de compresión, se produce un "micro-pandeo" con formas modales altas, ya que el revestimiento evita el pandeo global de toda la barra.
Solo se considera el núcleo de acero para la rigidez de la barra; para el peso propio automático, también se incluyen el revestimiento de hormigón con la camisa de acero exterior.
Barra traccionada
Una barra traccionada solo puede absorber fuerzas de tracción. El tipo de barra corresponde a una 'Barra de cercha (solo N)' que falla bajo una fuerza de compresión.
El cálculo de una estructura de barras con barras traccionadas se realiza iterativamente: En el primer paso, se determinan los esfuerzos internos de todas las barras. Si las barras traccionadas reciben un esfuerzo axil negativo (compresión), comienza otro paso de iteración. Los componentes de rigidez de estas barras ya no se consideran - han fallado. Este proceso continúa hasta que ya no falla ninguna barra traccionada. Un sistema puede volverse inestable debido a la falla de las barras traccionadas.
Barra comprimida
Una barra comprimida solo puede absorber fuerzas de compresión. El tipo de barra corresponde a una 'Barra de cercha (solo N)' que falla bajo una fuerza de tracción. La falla de las barras comprimidas puede conducir a un sistema inestable.
Barra pandeada
Una barra pandeada corresponde a una 'Barra de cercha (solo N)' que absorbe fuerzas de tracción de forma ilimitada, pero fuerzas de compresión solo hasta que se alcanza la fuerza crítica. Para el caso de Euler 2, esta fuerza se determina de la siguiente manera:
Este tipo de barra se puede utilizar a menudo para evitar inestabilidades que surgen en un análisis no lineal según el análisis de segundo o tercer orden debido al pandeo de las barras de cercha. Reemplazando éstas (de acuerdo con el comportamiento real) por barras pandeadas, la carga crítica se incrementa en muchos casos.
Barra de cable
Un cable solo puede ser sometido a tracción. Esto permite analizar cadenas de cables mediante un cálculo iterativo según el análisis de tercer orden, considerando las fuerzas longitudinales y transversales.
Los cables son adecuados para modelos donde pueden ocurrir grandes deformaciones con los correspondientes cambios en los esfuerzos internos. Para arriostramientos simples, como los de una marquesina, las barras traccionadas son totalmente suficientes.
Barra de armadura
Este tipo de barra se puede utilizar para modelar armaduras pasivas de acero en el modelo de elementos finitos de un elemento de hormigón armado. De esta manera, se pueden investigar, por ejemplo, regiones de discontinuidad basadas en la analogía de la cercha (biela traccionada y comprimida para ménsulas, vigas con aberturas).
La barra de armadura tiene una función de conexión automática a 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 tiene rigidez tangente. El comportamiento no lineal del material aún no es posible actualmente.
En la sección 'Configuración', se establece una armadura pasiva como tipo de barra. Otros tipos de barras de armadura están disponibles si el complemento Tendones de pretensado está activado.
En la sección 'Objetos maestros', asigne las barras o superficies en las que se encuentra la barra de armadura. Utilice el botón
para esto. Luego puede usar el botón
para conectar automáticamente la barra de armadura con el objeto maestro.
Cable en roldanas
Este tipo de barra de cable también solo absorbe fuerzas de tracción y se calcula según la teoría de cables (análisis de tercer orden). Sin embargo, un cable en roldanas solo se puede definir en una polilínea que tenga al menos tres nudos. Por lo tanto, este tipo de barra es adecuado para elementos de tracción sin rigidez a flexión cuyas fuerzas longitudinales se guían 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 una flecha en los nudos internos en la dirección longitudinal (ux). Por lo tanto, la barra no debe cargarse con cargas de barra que actúen en la dirección y o z local. Solo se consideran las flechas ux y los esfuerzos axiles N.
En los nudos internos de la polilínea, no importa si hay un apoyo en el nudo o si la barra está conectada a otra estructura: Se investiga el sistema completo de la barra de cable a lo largo de la polilínea.
Barra de resultados
La barra de resultados es adecuada para integrar resultados de superficies, sólidos o barras en una barra ficticia. De esta manera, se pueden leer, por ejemplo, los esfuerzos cortantes resultantes de una superficie para el cálculo de mampostería.
La línea de una barra de resultados se puede colocar en cualquier lugar del modelo. La barra de resultados no necesita apoyo ni conexión al modelo. Sin embargo, se debe asignar una sección para permitir un cálculo. No se pueden aplicar cargas a una barra de resultados.
En la sección 'Integrar tensiones y fuerzas', seleccione el tipo de barra de resultados para definir la forma geométrica del área de integración. Luego puede definir las dimensiones en la sección 'Parámetros'. Están relacionadas con la línea de la barra en su centro de gravedad.
En la sección 'Incluir objetos', defina las superficies, celdas de superficie, sólidos y barras cuyos resultados se deben considerar en la integración. Alternativamente, seleccione 'Todos' los objetos y luego excluya ciertos elementos en la sección 'Excluidos de los objetos inclusivos'.
Línea de resultados
La línea de resultados es adecuada para integrar resultados de superficies, sólidos o barras en una línea. Esta línea se puede colocar en cualquier lugar del modelo.
El principio corresponde a una Barra de resultados. Sin embargo, no es necesario asignar una sección. En la pestaña 'Sección', puede leer la longitud de la línea y, si es necesario, girar la línea para la representación de resultados; no tiene otra función.
Transmisión de cargas
Este tipo de barra permite aplicar cargas a objetos que están conectados a la barra en los nudos extremos o intermedios. La barra en sí no tiene rigidez. Puede definir los criterios para la transmisión de cargas en una nueva pestaña.
La transmisión de cargas se realiza actualmente utilizando el método de la banda. La carga en la barra de transmisión de cargas - carga de barra o carga en nudo del tipo fuerza, momento o masa - se transfiere proporcionalmente a los objetos estructurales comunes más cercanos. Estos son, por ejemplo, nudos apoyados, barras, nudos de superficies o líneas apoyadas.
Si se debe considerar el peso propio de la barra, puede definir el peso de la barra en la sección 'Parámetros'.
En la sección 'Objetos cargados', se especifican los números de los nudos donde se transfiere la carga de la barra a los objetos adyacentes. Si no todos estos nudos son relevantes, puede excluir nudos específicos en la sección 'Sin efecto sobre'.
Vigueta virtual
Este tipo de barra permite utilizar las propiedades de sección para Open Web Steel Joists que el Steel Joist Institute ha almacenado en las llamadas tablas "Virtual Joist". Estos perfiles de viga virtual representan vigas de ala ancha equivalentes que se aproximan mucho al área del cordón de la viga, al momento de inercia efectivo y al peso. Por lo tanto, la viga se reemplaza por una barra con una sección virtual. De esta manera, se pueden simular unidades de soporte complejas, como una viga de celosía, en el sistema completo.
Seleccione la 'Serie' de la vigueta virtual en la lista.
Luego puede definir el tipo exacto en la lista 'Vigueta virtual'.
El botón
en la sección 'Sección y material' permite importar la vigueta virtual desde la biblioteca de secciones.
Modelo de superficies
Este tipo de barra es principalmente adecuado para modelar vigas alveolares y de nido de abeja, o reducciones locales de la sección como aberturas para instalaciones técnicas en el modelo de barras. La barra se convierte en un modelo de superficies en el que las Aberturas en barras están dispuestas según las especificaciones del usuario. Sin embargo, la barra se conserva. Se deben cumplir las siguientes condiciones:
- La sección representa un perfil de pared delgada normalizado o parametrizado con un alma.
- El material de la sección se basa en un modelo de material isotrópico linealmente elástico.
Con el tipo de barra 'Modelo de superficies', la barra existe como un objeto de barra y de superficie. Las propiedades geométricas son idénticas; ambos modelos tienen el mismo centro de gravedad. La representación se controla en el Navegador - Vista a través de la entrada Modelo → Objetos básicos → Barras → Modelo de superficies o el botón
en la barra de herramientas.
La malla de elementos finitos del modelo de superficies se genera automáticamente y actualmente no se puede influir en ella. El modelo de superficies se utiliza para el análisis estructural. Luego se dispone de los resultados de las barras (como en una Barra de resultados, donde las tensiones de las superficies parciales de la barra se integran en esfuerzos internos de barra), así como de los resultados de las superficies. El control también se puede realizar aquí a través del Navegador - Vista o el botón
.
El cálculo de una barra de modelo de superficies en los complementos se realiza con los esfuerzos internos de barra y la sección de la barra.
Como se muestra en la imagen de arriba, se crean varias Barras rígidas en los extremos de una barra de modelo de superficies. Conectan el modelo de superficies con los nudos extremos de las barras adyacentes. Esto asegura la transmisión correcta de los esfuerzos internos a los objetos 1D. Si varias barras de modelo de superficies son adyacentes entre sí, estas barras de acoplamiento se crean para cada barra.
En este caso, defina una Excentricidad de fuerza en la sección para la carga de barra. De esta manera, la carga se aplica de manera realista en el borde de la sección y se retiene también en el modelo de superficies.
Rigidez
Con este tipo de barra, puede usar una barra con rigideces definidas por el usuario. Los parámetros de rigidez se deben definir en el cuadro de diálogo 'Nueva rigidez de barra' (ver capítulo Rigideces de barra).
Acoplamiento
Una barra de acoplamiento es una barra virtual muy rígida con extremos rígidos o articulados. Hay cuatro opciones disponibles para acoplar los grados de libertad de los nudos inicial y final como 'Fijo' o a través de una 'Articulación'. Los acoplamientos se pueden utilizar para modelar situaciones especiales para la transferencia de fuerzas y momentos. Las fuerzas normales y cortantes o los momentos de torsión y flexión se transfieren directamente de nudo a nudo.
Resorte
Una barra de resorte ofrece la posibilidad de mapear propiedades de resorte lineales o no lineales con rangos de trabajo definibles. Para una barra de resorte, solo necesita definir la longitud de la barra Lz en la pestaña 'Sección', no una sección: La rigidez de la barra resulta de los parámetros de resorte que usted define en el cuadro de diálogo 'Nuevo resorte de barra' (ver capítulo Resortes de barra).
Amortiguador
Un amortiguador corresponde en principio a una barra de resorte 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 con una barra de resorte, solo necesita definir la longitud de la barra Lz en la pestaña 'Sección', no una sección. La rigidez de la barra resulta de los parámetros de resorte que usted define en el cuadro de diálogo 'Nuevo resorte de barra' (ver capítulo Resortes de barra). Puede controlar las propiedades de amortiguamiento usando el coeficiente de amortiguamiento X.
Opciones
En esta sección, puede usar las casillas de verificación para definir más propiedades de barras.
Nudo en barra
Con uno o más nudos en la barra, puede dividir la barra en segmentos sin dividir la barra (ver capítulo Nudos).
Articulaciones
Puede colocar articulaciones en una barra para controlar la transmisión de los esfuerzos internos en los nudos extremos (ver capítulo Articulaciones de barra). La entrada está bloqueada para ciertos tipos de barras porque ya existen articulaciones internas. Puede asignar articulaciones por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Final de barra j'.
Excentricidades
Las excentricidades ofrecen la posibilidad de conectar la barra excéntricamente en los nudos extremos (ver capítulo Excentricidades de barra). Puede asignar excentricidades por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Final de barra j'.
Apoyos
Puede asignar un apoyo a la barra que sea efectivo en toda su longitud. Los grados de libertad y las constantes elásticas del resorte se deben definir en las condiciones de apoyo (ver capítulo Apoyos en barras).
Rigidizadores transversales
Los rigidizadores transversales en la barra influyen en la rigidez al alabeo de la barra. Afectan el cálculo con alabeo por torsión considerando siete grados de libertad (ver capítulo Rigidizadores transversales de barras).
Aberturas en barras
Las aberturas en barras afectan los valores de la sección y la distribución de los esfuerzos internos. Son relevantes para el tipo de barra 'Modelo de superficies'. El capítulo Aberturas en barras describe cómo puede definir el tipo y la posición de las aberturas.
No linealidad
Puede asignar una no linealidad a la barra. Las propiedades no lineales se deben definir como no linealidades de barra (ver 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 se deben definir en el cuadro de diálogo 'Nuevo punto intermedio de resultados de barra' (ver capítulo Puntos intermedios de resultados de barra).
Modificaciones en extremos
Con las modificaciones en extremos, puede adaptar gráficamente la geometría de la barra en sus extremos. De esta manera, puede preparar extensiones, acortamientos o biselados para la representación renderizada.
'Extensión': Puede definir una 'Extensión' para el inicio de la barra y el final de la barra. Un valor negativo Δ actúa como un acortamiento.
'Bisel': Con un bisel, puede sesgar cada extremo de la barra. Los ángulos de bisel son posibles alrededor de los dos ejes de la barra y y z. Un ángulo positivo provoca una rotación en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje positivo respectivo.
Activar transmisión de cargas
La casilla de verificación permite distribuir la carga de la barra, independientemente de la rigidez de la barra, por medio de una transmisión de cargas. Esto significa que la barra es efectiva en el modelo debido a su rigidez. Sin embargo, la distribución de la carga en los objetos adyacentes está controlada por los parámetros que puede definir en la pestaña Transmisión de cargas.
Desactivar para el cálculo
Si marca esta casilla de verificación, la barra, incluida su carga, no se considera en el cálculo. Esto le permite investigar cómo cambia el comportamiento estructural del modelo cuando ciertas barras no son efectivas. Las barras no necesitan ser eliminadas; las cargas también se conservan.
