La pestaña Apoyo de cálculo y flecha está disponible en el cuadro de diálogo de edición de una barra o conjunto de barras si las propiedades de diseño del objeto están activadas (ver imagen Activar propiedades de diseño de una barra). Los apoyos de cálculo tienen esencialmente dos funciones:
- Definición de las condiciones de contorno para la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra"
- Segmentación de la barra o conjunto de barras para la comprobación de flecha en el cálculo de madera
Las especificaciones para la comprobación de flecha de superficies se pueden realizar en la pestaña Flecha del cuadro de diálogo de edición de la superficie.
Barras
Apoyo de cálculo
Como se mencionó, los apoyos de cálculo son necesarios para la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra" en el apoyo. Los parámetros específicos para esta comprobación se pueden definir en la pestaña Compresión perpendicular a la fibra. Los apoyos de cálculo también ofrecen la posibilidad de segmentar barras y conjuntos de barras para la comprobación de flecha.
Los apoyos de cálculo se pueden asignar no solo al inicio y al final de la barra, sino también a los nudos intermedios. Por lo tanto, en la tabla, los nudos del tipo 'Nudo en línea/barra', así como los nudos estándar entre barras de un conjunto de barras, están predefinidos automáticamente.
Seleccione un apoyo de cálculo de la lista o cree un nuevo tipo con el botón
(ver imagen Nuevo apoyo de cálculo). Con el botón
puede modificar el tipo seleccionado, y con el botón
seleccionar un apoyo de cálculo ya asignado en el modelo.
El diálogo está adaptado a la Norma. Si ha asignado un material de madera a la barra o conjunto de barras, el tipo Madera está predefinido. De lo contrario, seleccione esta opción en la lista.
Con las dos opciones Activo, puede controlar para qué direcciones (eje z y/o eje y) existe un apoyo de cálculo. Si, por ejemplo, la barra está girada 90°, puede desactivar 'Apoyo en eje z/z' y activarlo en su lugar para el eje y.
Si no se debe realizar la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra", pero el apoyo de cálculo debe servir para la segmentación de la barra o conjunto de barras para la comprobación de flecha, desactive la opción Apoyo directo: De esta manera, no son necesarias las entradas de geometría y posición del apoyo; el apoyo sirve únicamente para la segmentación para la comprobación de deformación. Alternativamente, también podría seleccionar el tipo de apoyo de cálculo 'General', para el cual no se analiza la presión de apoyo.
La Longitud del apoyo siempre se refiere a la viga real. Se muestra – partiendo del sistema estático o del nudo – en el gráfico del diálogo, la mitad en la dirección x positiva y la otra mitad en la dirección x negativa de la barra.
Con la opción Apoyo desde el borde, el programa reconoce automáticamente si un apoyo de cálculo recibe fuerzas de compresión o tracción. En consecuencia, la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra" solo se realiza en caso de fuerzas de compresión.
Si un apoyo de cálculo actúa en un apoyo intermedio, marque la casilla de verificación Apoyo interior. Dependiendo de la norma de cálculo, esta especificación se incluye en la determinación del área efectiva del apoyo.
Con la opción Reducción de esfuerzo cortante, la comprobación de esfuerzo cortante en el apoyo se realiza con el esfuerzo cortante determinante. En este caso, el esfuerzo cortante se considera en el cálculo a una cierta distancia del borde del apoyo. La distancia depende de la norma de cálculo. Esto presupone que la fuerza actúa en el lado opuesto del apoyo, es decir, generalmente en la parte superior de la viga.
Si las tensiones de compresión transversal son demasiado grandes, se pueden absorber con refuerzos de tornillos (solo para EN 1995-1-1 y apoyo directo). Para ello, marque la casilla de verificación Elementos de refuerzo. En la pestaña Elementos de refuerzo puede definir entonces las propiedades de los tirafondos.
Con la casilla de verificación Activo para cálculo frente al fuego, puede controlar si la comprobación de la presión de apoyo también debe realizarse para el caso de incendio.
Si no se debe considerar un apoyo de cálculo para la segmentación, desactive la opción Activo para cálculo de flecha.
Comprobación de flecha
Segmentos y longitudes de referencia
En la sección derecha del diálogo de la pestaña Apoyo de cálculo y flecha se enumeran los segmentos que resultan de la asignación de los apoyos de cálculo para las respectivas direcciones de la comprobación de flecha. Para cada punto de comprobación en un segmento, se utiliza la longitud Lc mostrada como longitud de referencia para determinar el valor límite.
Si desea cambiar las longitudes de referencia determinadas automáticamente (por ejemplo, porque la longitud de referencia de una barra curva difiere de la longitud del segmento), marque la casilla de verificación 'Longitudes definidas por el usuario'. Los valores se vuelven editables. Sin embargo, estas longitudes definidas por el usuario no se ajustan automáticamente si posteriormente cambia la longitud de la barra en el modelo.
Valores límite para vigas y vigas en voladizo
Los valores límite de la flecha para vigas apoyadas en ambos lados y vigas en voladizo se administran en las Configuraciones del estado límite de servicio. El valor límite correspondiente se aplica en la comprobación para cada segmento según la disposición de los apoyos de cálculo: Un segmento con apoyos de cálculo en ambos lados o sin apoyo de cálculo se asume como tipo de segmento Viga, y un segmento con un apoyo de cálculo en un lado como Viga en voladizo.
Dirección de comprobación
Defina con la 'Dirección de comprobación' qué valores de resultado de la flecha se deben verificar. En la lista están disponibles los ejes locales y y z, la flecha resultante, así como los ejes auxiliares locales y' y z'. Los segmentos de abajo se adaptan en consecuencia.
Referencia de desplazamiento
Con las opciones de la lista 'Referencia de desplazamiento', puede influir en los valores de flecha a verificar para la comprobación:
- Sistema sin deformar: Los valores de deformación local uy y uz se toman directamente de los resultados.
- Extremos de segmento deformados: Los valores de flecha se reducen para la comprobación por los valores de deformación de los nudos inicial y final, de modo que solo se verifican las flechas locales.
Contraflecha
En la comprobación, puede considerar una contraflecha para cada segmento y así reducir el valor de la flecha. La contraflecha se aplica en segmentos de viga como una forma de una onda y en segmentos de viga en voladizo como una progresión lineal. Introduzca la contraflecha wc,z o wc,y como un valor positivo si está en dirección opuesta al eje local z o y de la barra. Para la comprobación de la dirección resultante, las componentes de la contraflecha se convierten a la dirección resultante.
Ejemplo: En la siguiente imagen, no se definió ningún apoyo de cálculo en el nudo intermedio n.° 50. Por lo tanto, el programa solo reconoce un segmento y la longitud de referencia corresponde a la longitud de la barra.
Si se define un apoyo de cálculo en el nudo intermedio, se reconocen dos segmentos. La longitud de referencia se ajusta en consecuencia.
Si no se desea comprobar la deformación de un segmento, puede desactivarlo mediante la casilla de verificación:
Elementos de refuerzo
Esta pestaña está disponible para un cálculo según EN 1995-1-1 si ha marcado la opción Elementos de refuerzo en la pestaña 'Base'. Aquí puede definir tirafondos que se consideran como elementos de refuerzo a compresión transversal en la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra".
Actualmente, solo son posibles elementos de refuerzo del tipo 'Tornillos'. Defina las resistencias y longitudes de tornillo según las especificaciones del fabricante. También puede usar las propiedades de elementos de refuerzo que haya definido como Tornillos para madera. Utilice para ello la opción correspondiente en la lista.
Seleccione un tornillo para madera ya definido o cree un nuevo tipo mediante el botón
.
En la sección 'Geometría en eje z/y', defina el número de tornillos y su disposición.
Los tornillos se comprueban frente a hundimiento y pandeo. Adicionalmente, se realiza la comprobación de la resistencia a compresión transversal en el plano de la punta del tornillo. El ángulo de distribución de carga de la 'Distribución de carga' se puede considerar linealmente bajo 45° o – como se describe en [1] – de forma no lineal (ver también el gráfico del diálogo).
Superficies
En el cálculo de superficies en el estado límite último, se analizan los componentes de tensión. Las comprobaciones se basan en las propiedades del material y los espesores de la superficie. Para la comprobación del estado límite de servicio, sin embargo, se requieren datos específicos de la superficie. Puede introducirlos en la pestaña Flecha del diálogo 'Editar superficie'.
Tipo de superficie
Defina con el tipo de superficie qué valores límite de flecha se aplican en la comprobación. En la lista hay dos opciones disponibles:
- Doblemente apoyada
- Viga en voladizo
Los valores límite se almacenan en el diálogo Configuraciones del estado límite de servicio para diferentes situaciones de proyecto de superficies con apoyo en uno o dos lados.
Referencia de desplazamiento
La referencia de desplazamiento controla qué modelo de referencia se utiliza para la comprobación de las deformaciones. La lista contiene tres opciones:
- Plano de referencia definido por el usuario deformado: Si los apoyos presentan desplazamientos muy diferentes, debe especificar un plano de referencia inclinado para el desplazamiento uz a verificar. Defina el plano en la sección 'Plano de referencia definido por el usuario' mediante tres puntos del sistema sin deformar. RFEM determina la deformación de los tres puntos de definición, establece el plano de referencia a través de estos puntos desplazados y utiliza la deformación máxima relativa uz para la comprobación.
- Superficie paralela en la ubicación del nudo mínimamente deformado: Se recomienda esta opción en caso de un apoyo flexible de la superficie. La deformación máxima uz se refiere a un plano de referencia desplazado paralelamente al sistema sin deformar, que RFEM establece a través del nudo con el menor valor de desplazamiento uz,min.
- Sistema sin deformar: Las deformaciones locales uz se toman directamente de los resultados y se utilizan para la comprobación.
Longitud de referencia y tipo de definición
El valor límite de la flecha depende de la longitud de referencia Lz. En las opciones de tipo de definición 'Según línea límite máxima' y 'Según línea límite mínima' (predeterminado), RFEM determina la longitud del borde más largo o más corto de la geometría de la superficie y ajusta la longitud de referencia automáticamente. Si desea definir la longitud de referencia, seleccione el tipo de definición 'Manual' en la lista e introduzca el valor.
Apoyo flexible
El modelo de referencia se basa en la suposición de que los bordes de la superficie tienen un apoyo fijo. Si una superficie o un conjunto de superficies está apoyado elásticamente por un elemento de barra, la comprobación de deformación no puede realizarse mediante la opción de la referencia de desplazamiento del plano descrita anteriormente. En este caso, se recomienda el siguiente procedimiento:
- Cree una línea a lo largo de la deformación relevante.
- Asigne a la línea una barra del tipo Barra de resultados.
- Defina en las propiedades de la barra un ancho de integración pequeño, por ejemplo 1 cm. De esta manera, las deformaciones locales de la superficie uz se integran como resultados de barra.
- Asigne a la barra de resultados una configuración del estado límite de servicio para Barras con los parámetros de cálculo adecuados. Desactive el cálculo para el estado límite último seleccionando la opción -- en la lista al asignar la configuración del estado límite último.
La flecha de la superficie se analiza así en forma de una comprobación de barra.
Compresión perpendicular a la fibra
La pestaña Configuración para 'Compresión perpendicular a la fibra' está disponible en el cuadro de diálogo de edición de una barra o conjunto de barras si existe un Apoyo directo para un apoyo de cálculo. Aquí puede describir la situación de apoyo de un sistema espacial para nudos de la barra o conjunto de barras que están realizados en el modelo sin apoyo nodal – por ejemplo, barras con un apoyo (indirecto) sobre otra barra.
La fuerza de compresión necesaria para la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra" se determina a partir de los esfuerzos internos de las barras conectadas al nudo. En el modelo estático, todas las barras se encuentran en un nudo, como muestra el siguiente ejemplo.
Esta simplificación generalmente no corresponde a las condiciones reales: No todas las barras transmiten su fuerza normal o esfuerzo cortante directamente al apoyo, sino que presionan sobre otra barra, que a su vez transmite esta fuerza con sus esfuerzos internos al apoyo. Esto da lugar a una multitud de situaciones de apoyo.
Con las casillas de verificación, puede controlar qué barras causan fuerzas de compresión transversal y así definir claramente la situación de apoyo. Esto se describe en un artículo técnico con un ejemplo:
