Apoyos de cálculo y flecha

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 la imagen Activar propiedades de diseño de una barra). Los apoyos de cálculo tienen esencialmente dos funciones:

1. Definición de las condiciones de contorno para el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra"
2. Segmentación de la barra o del conjunto de barras para el análisis de flecha en el cálculo de madera

Las especificaciones para el análisis de flecha de superficies se pueden realizar en la pestaña Flecha del cuadro de diálogo de edición de superficies.

Barras

Apoyo de cálculo

Como se mencionó, los apoyos de cálculo son necesarios para el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra" en el apoyo. Los parámetros específicos para este cálculo 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 el análisis de flecha.

Los apoyos de cálculo se pueden asignar no sólo al inicio y al final de la barra, sino también a nudos intermedios. Por lo tanto, en la tabla, los nudos del tipo 'Nudo en línea/barra', así como los nudos estándar entre las barras de un conjunto de barras, están predefinidos automáticamente.

Seleccione un apoyo de cálculo en la lista o cree un nuevo tipo con el botón (ver imagen Nuevo apoyo de cálculo). Con el botón se puede modificar el tipo seleccionado, y con el botón se puede seleccionar en el modelo un apoyo de cálculo ya asignado.

El cuadro de diálogo está adaptado a la Norma. Si ha asignado un material de madera a la barra o al 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 la barra está girada 90°, puede desactivar 'Apoyo en eje z/z' y, en su lugar, activarlo para el eje y.

Si no se va a realizar el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra", pero el apoyo de cálculo debe servir para la segmentación de la barra o del conjunto de barras para el análisis de flecha, desactive la opción Apoyo directo: De esta forma, no son necesarios datos sobre la geometría y la posición del apoyo; el apoyo sirve únicamente para la segmentación del análisis 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 de apoyo se refiere siempre a la viga real. Se representa – partiendo del sistema estático o del nudo – en el gráfico del diálogo, la mitad en la dirección positiva del eje x de la barra y la mitad en la dirección negativa del eje x.

Mediante la opción Apoyo desde el borde, el programa reconoce automáticamente si un apoyo de cálculo recibe compresión o tracción. En consecuencia, el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra" se realiza solo en caso de compresión.

Si un apoyo de cálculo actúa en un apoyo intermedio, marque la casilla de verificación Apoyo interior. Dependiendo de la norma de diseño, esta especificación influye en la determinación del área de apoyo efectiva.

Con la opción Reducción de esfuerzo cortante, el cálculo a cortante en el apoyo se realiza con el esfuerzo cortante determinante. Para ello, el esfuerzo cortante se considera en el cálculo a una cierta distancia del borde del apoyo. La distancia depende de la norma de diseño. Esto presupone que la fuerza actúa en el lado opuesto del apoyo, es decir, normalmente en el borde superior de la viga.

Si las tensiones de compresión perpendicular son demasiado grandes, estas pueden ser absorbidas con refuerzos mediante tornillos (solo para EN 1995-1-1 y apoyo directo). Para ello, active la casilla de verificación Elementos de refuerzo. En la pestaña Elementos de refuerzo puede definir las propiedades de los tornillos de rosca completa.

Con la casilla de verificación Activo para el cálculo frente al fuego, puede controlar si también se debe realizar el cálculo de la presión de apoyo para el caso de incendio.

Si un apoyo de cálculo no se debe considerar para la segmentación, desactive la opción Activo para el análisis de flecha.

Análisis 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 al asignar los apoyos de cálculo para las direcciones respectivas del análisis de flecha. Para cada punto de verificación en un segmento, la longitud L_c mostrada se utiliza 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), active la casilla 'Longitudes definidas por el usuario'. Los valores son entonces editables. Sin embargo, estas longitudes definidas por el usuario no se ajustan automáticamente si modifica posteriormente 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 el cálculo para cada segmento según la disposición de los apoyos de cálculo: Un segmento con apoyos de cálculo en ambos lados o sin apoyos de cálculo se considera del tipo de segmento Viga; un segmento con un apoyo de cálculo en un lado se considera Viga en voladizo.

Dirección de análisis

Determine con la 'Dirección de análisis' qué valores resultantes de la flecha se deben verificar. En la lista están disponibles para seleccionar los ejes locales y y z, la flecha resultante, así como los ejes locales auxiliares y' y z'. Los segmentos a continuación se ajustan correspondientemente.

Referencia de desplazamiento

Con las opciones de la lista 'Referencia de desplazamiento' puede influir en los valores de flecha a verificar para el análisis:

• Sistema sin deformar: Los valores de deformación locales u_y y u_z se toman directamente de los resultados.
• Extremos de segmento deformados: Los valores de flecha se reducen para el análisis en los valores de deformación de los nudos inicial y final, de modo que solo se verifican las flechas locales.

Contraflecha

En el análisis, 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 sola onda y en segmentos de viga en voladizo como una distribución lineal. Introduzca la contraflecha w_c,z o w_c,y como un valor positivo si se presenta en contra del eje local z o y de la barra. Para la verificación de la dirección resultante, se realiza una conversión de los componentes de la contraflecha a la dirección resultante.

Ejemplo: En la siguiente imagen, no se definió ningún apoyo de cálculo en el nudo intermedio n.º 50. En consecuencia, 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 correspondientemente.

Si un segmento no debe ser examinado para la deformación, puede desactivarlo a través de 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 tornillos de rosca completa que se consideran como elementos de refuerzo contra la compresión perpendicular en el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra".

Actualmente, solo son posibles elementos de refuerzo del tipo 'Tornillos'. Defina las resistencias y las longitudes de los tornillos según las especificaciones del fabricante. También puede utilizar las propiedades de elementos de refuerzo que haya definido como Tornillos para madera. Para ello, utilice la opción correspondiente en la lista.

Seleccione un tornillo para madera ya definido o cree un nuevo tipo a través del botón .

En la sección 'Geometría en eje z/y', defina el número de tornillos y su disposición.

Los tornillos se comprueban a aplastamiento y pandeo. Adicionalmente, se realiza la comprobación de la capacidad de carga a compresión perpendicular en el plano de la punta del tornillo. El ángulo de distribución de carga de la 'Distribución de carga' se puede considerar linealmente a 45° o – como se describe en [1] – de forma no lineal (ver también el gráfico del diálogo).

Superficies

Al calcular superficies en el estado límite último, se analizan los componentes de tensión. Las comprobaciones se basan en las propiedades del material y en 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

Determine con el tipo de superficie qué valores límite de flecha se aplican en el cálculo. 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 sirve para el cálculo de las deformaciones. La lista contiene tres opciones:

• Plano de referencia definido por el usuario deformado: Si los apoyos muestran desplazamientos muy diferentes, debe especificar un plano de referencia inclinado para el desplazamiento u_z 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 u_z para el cálculo.

• Superficie paralela en la posición del nudo con deformación mínima: Esta opción se recomienda en caso de un apoyo flexible de la superficie. La deformación máxima u_z se refiere a un plano de referencia desplazado paralelamente al sistema sin deformar, que RFEM sitúa a través del nudo con el menor valor de desplazamiento u_z,min.

• Sistema sin deformar: Las deformaciones locales u_z se toman directamente de los resultados y se utilizan para el cálculo.

Longitud de referencia y tipo de definición

El valor límite de la flecha depende de la longitud de referencia L_z. En las opciones de tipo de definición 'Según línea límite máxima' y 'Según línea límite mínima' (predeterminada), RFEM determina la longitud del borde más largo o más corto a partir de la geometría de la superficie y ajusta automáticamente la longitud de referencia. Si desea definir la longitud de referencia, seleccione el tipo de definición 'Manual' en la lista e introduzca el valor.

Compresión perpendicular a la fibra

La pestaña Configuración para 'Compresión perpendicular a la fibra' está disponible en el diálogo de edición de una barra o conjunto de barras si existe un Apoyo directo en 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 estén realizados en el modelo sin apoyo nodal – por ejemplo, barras con un apoyo (indirecto) sobre otra barra.

El esfuerzo de compresión necesario para el cálculo de "Compresión perpendicular a la fibra" se determina a partir de los esfuerzos internos de las barras conectadas a los nudos. En el modelo estático, todas las barras confluyen en un nudo, como muestra el siguiente ejemplo.

Esta simplificación no suele corresponder a las condiciones reales: No todas las barras transmiten su esfuerzo axil o cortante directamente al apoyo, sino que presionan sobre otra barra, la cual transfiere a su vez 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 esfuerzos de compresión perpendicular y así definir claramente la situación de apoyo.