Apoyos de cálculo y flecha

La pestaña Apoyos de cálculo y flecha está disponible en el diálogo de edición de una barra o conjunto de barras cuando se han activado las propiedades de diseño del objeto (véase la imagen Activar las propiedades de diseño de una barra). Los apoyos de cálculo cumplen esencialmente dos funciones:

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

Las configuraciones para la comprobación de flecha de superficies se pueden establecer en la pestaña Flecha del diálogo de edición de superficies.

Barras

Apoyos de cálculo

Como se ha mencionado, 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 no solo se pueden asignar al inicio y al final de la barra, sino también a los nudos interiores. Por lo tanto, en la tabla están predefinidos automáticamente los nudos del tipo 'Nudo en línea/barra', así como los nudos estándar entre barras de un conjunto de barras.

Seleccione un apoyo de cálculo de la lista o cree un nuevo tipo con el botón (véase la 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 al conjunto de barras, el tipo Madera está predefinido. De lo contrario, seleccione esta opción en la lista.

Con las dos opciones Activo/a 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 el 'Apoyo en el eje z/z' y en su lugar activarlo 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: Con esto, no son necesarios datos sobre la geometría y la 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 investiga la presión de apoyo.

La Longitud de apoyo está siempre referida a la viga real. Esta se representa - partiendo del sistema estático o del nudo - en el gráfico del diálogo, la mitad en la dirección positiva x de la barra y la otra mitad en la dirección negativa x.

Con la opción Apoyo desde el borde, el programa reconoce automáticamente si un apoyo de cálculo recibe esfuerzos de compresión o de tracción. En consecuencia, la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra" solo se realiza en caso de esfuerzos 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 configuración se incluye en la determinación del área de apoyo eficaz.

Con la opción Reducción de esfuerzo cortante, la comprobación del esfuerzo cortante en el apoyo se realiza con el esfuerzo cortante determinante. Para ello, el esfuerzo cortante se considera a una cierta distancia del borde del apoyo en el cálculo. 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 cara superior de la viga.

Si las tensiones de compresión perpendicular son demasiado elevadas, éstas pueden ser absorbidas mediante refuerzos con 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 luego las propiedades de los tornillos de rosca completa.

Con la casilla de verificación Activo para cálculo frente al fuego puede controlar si también se debe realizar la comprobación 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 cálculo de la flecha.

Comprobación de flecha

Segmentos y longitudes de referencia

En la sección derecha del diálogo de la pestaña Apoyos 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, la longitud mostrada L_c se usa como longitud de referencia para la determinación del valor límite.

Si desea modificar 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 son entonces editables. Sin embargo, estas longitudes definidas por el usuario no se ajustan automáticamente si posteriormente modifica 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 apoyos de cálculo se considera del tipo de segmento Viga, un segmento con un apoyo de cálculo en un lado como Viga en voladizo.

Dirección de comprobación

Determine con la 'Dirección de comprobación' qué valores de resultado de la flecha se deben verificar. En la lista están disponibles para la selección los ejes locales y y z, la flecha resultante, así como los ejes auxiliares locales y' y z'. Los segmentos inferiores se adaptan correspondientemente.

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 locales u_y y u_z 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 iniciales o finales, de modo que solo se verifican las flechas locales.

Contraflecha

Puede considerar una contraflecha en la comprobación para cada segmento y así reducir el valor de la flecha. La contraflecha se aplica en segmentos de viga como una forma de onda única 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 está presente en contra del eje local de la barra z o y. Para la comprobación de la dirección resultante, se realiza una conversión de las componentes de la contraflecha a la dirección resultante.

Ejemplo: En la siguiente imagen no se definió ningún apoyo de cálculo en el nudo intermedio nº 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 adapta correspondientemente.

Si un segmento no se debe comprobar a deformación, puede desactivarlo mediante la casilla de verificación:

Elementos de refuerzo

Esta pestaña está disponible en 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 a compresión perpendicular en la comprobación de "Compresión perpendicular a la fibra".

Actualmente, solo son posibles los elementos de refuerzo del tipo 'Tornillos'. Defina las resistencias y las longitudes de los tornillos de acuerdo con las especificaciones del fabricante. También puede usar 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 mediante el botón .

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

Los tornillos se comprueban a incrustación 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 propagación de la carga de la 'Distribución de carga' se puede considerar linealmente a 45° o, como se describe en [1], de forma no lineal (véase también el gráfico del diálogo).

Superficies

En el cálculo de superficies en el estado límite último, se examinan las componentes de la 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. Estos se pueden introducir en la pestaña Flecha del diálogo 'Editar superficie'.

Tipo de superficie

Determine con el tipo de superficie qué valores límite de la flecha se aplican en la comprobación. En la lista están disponibles dos posibilidades:

• Doblemente apoyada
• Viga en voladizo

Los valores límite están almacenados en el diálogo Configuraciones del estado límite de servicio para diferentes situaciones de proyecto de superficies con apoyo en uno o ambos lados.

Referencia de desplazamiento

La referencia de desplazamiento controla qué modelo de referencia se usa para la comprobación de las deformaciones. La lista contiene tres opciones de selección:

• Plano de referencia deformado definido por el usuario: Si los apoyos presentan desplazamientos muy diferentes, se debe especificar un plano de referencia inclinado para el desplazamiento u_z a comprobar. 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 la comprobación.

• Superficie paralela en la posición del nudo mínimamente deformado: 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 establece 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 la comprobación.

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 la línea límite máxima' y 'Según la línea límite mínima' (configuración predeterminada), RFEM determina la longitud del borde más largo o más corto de la geometría de la superficie y establece 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.

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 del conjunto de barras que se realizan en el modelo sin apoyo en nudo – por ejemplo, barras con un apoyo (indirecto) sobre otra barra.

El esfuerzo de compresión necesario 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 convergen 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 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 los esfuerzos de compresión perpendicular y así definir claramente la situación del apoyo. Esto se describe en un artículo técnico mediante un ejemplo:

• Apoyos de cálculo para el cálculo de madera – Estado límite de servicio, compresión perpendicular a la fibra y reducción del esfuerzo cortante