Materiales Material Material de construcción Acero Hormigón Madera Fábrica Aluminio Módulo de elasticidad Coeficiente de Poisson Densidad Resistencia Límite elástico Resistencia a tracción Resistencia a compresión Propiedad del material Modelo de material Curva tensión-deformación Plasticidad Anisotropía Fluencia Retracción Límite elástico Endurecimiento Biblioteca de materiales Valor de cálculo Valor característico Coeficiente parcial de seguridad Durabilidad Resistencia al fuego Porosidad Acero de armadura Acero de armadura

Los materiales se necesitan para definir superficies, secciones y sólidos. Las propiedades del material se incorporan a las rigideces de estos objetos.

Nombre

Puede definir cualquier nombre para el material. Si el nombre coincide con una entrada de la biblioteca, RFEM lee los valores de material almacenados. Para seleccionar el material en la biblioteca, haga clic en el botón al final de la línea de entrada. La transferencia de materiales se describe en el capítulo Biblioteca de materiales.

En el caso de materiales de la biblioteca, los 'Parámetros básicos del material' están establecidos de forma fija y no se pueden modificar. Si desea utilizar valores personalizados del material, marque la casilla de verificación Material definido por el usuario en la sección 'Opciones' (consulte la sección Material definido por el usuario).

Base

La pestaña Base administra los parámetros básicos del material. También ofrece opciones de control para propiedades especiales que puede definir en pestañas adicionales.

Categorías

En esta sección, defina el tipo de material y el modelo de material.

Tipo de material

El tipo de material controla qué parámetros y coeficientes son relevantes para el cálculo. Esta clasificación también especifica los coeficientes parciales de seguridad del material, que se consideran en el cálculo según la norma.

Para un material de la biblioteca, se preestablece uno de los siguientes tipos de material.

Modelo de material

Los siguientes modelos de material están disponibles para seleccionar en la lista:

Isótropo | Elástico lineal

Las propiedades de rigidez elástico-lineal del material son independientes de la dirección. Se pueden describir de la siguiente manera:

Se aplican las siguientes condiciones:

• E > 0
• G > 0
• -1 < ν ≤ 0,5 (para superficies y sólidos; para barras sin límite superior)

La matriz de flexibilidad (inversa de la matriz de rigidez) para superficies es:

Ortótropo | Elástico lineal (superficies)

Con este modelo de material, puede definir propiedades de rigidez que son diferentes en las dos direcciones de la superficie x e y. Esto permite, por ejemplo, representar las propiedades del plástico reforzado con fibra de vidrio, forjados nervados o las direcciones de armado de losas armadas. Los ejes de la superficie x e y son perpendiculares entre sí en el plano de la superficie.

Para definir diferentes propiedades del material para las direcciones x e y, active la casilla Material definido por el usuario en la sección 'Opciones'. Luego puede establecer los parámetros del material en la pestaña Ortótropo | Elástico lineal (superficies).

Para una matriz de rigidez definida positiva, se deben cumplir las siguientes condiciones:

• E_x > 0; E_y > 0
• G_yz > 0; G_xz > 0; G_xy > 0
• $$\left|{\mathrm{\nu }}_{\mathrm{xy}}\right|<\sqrt{\frac{{\mathrm{E}}_{\mathrm{x}}}{{\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}}}$$

  Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson se puede definir para ambas direcciones ortótropas. Los índices para ν_xy y ν_yx se asignan de la siguiente manera: El primer índice representa la deformación en la dirección de la tensión, el segundo índice la deformación negativa perpendicular a la dirección de la tensión.

Ortótropo | Elástico lineal (sólidos)

En el modelo de material ortótropo tridimensional, las rigideces elásticas se pueden definir por separado en todas las direcciones del sólido. Para definir diferentes propiedades del material para cada dirección, active la casilla Material definido por el usuario en la sección 'Opciones'. Luego puede establecer los parámetros del material en la pestaña Ortótropo | Elástico lineal (sólidos).

Los elementos de la matriz de rigidez determinados a partir de la entrada se especifican en la pestaña 'Ortótropo | Elástico lineal (sólidos) - Matriz de rigidez'.

Isótropo | Madera | Elástico lineal (barras)

Este modelo de material está disponible para materiales del tipo 'Madera'. Le permite representar las propiedades de un tablero OSB en un modelo de barras, por ejemplo, que captura las diferentes rigideces dependiendo de la posición de montaje. Puede definir la posición del tablero en la pestaña Isótropo | Madera | Elástico lineal (barras) usando las dos listas.

Ortótropo | Madera | Elástico lineal (superficies)

Para materiales del tipo 'Madera', este modelo de material permite controlar el módulo de elasticidad con respecto al efecto estructural como muro o placa, así como el módulo de cortante G_xy: Los tableros OSB, por ejemplo, tienen rigideces dependientes de la dirección según la posición de montaje en el modelo.

Los parámetros de rigidez se pueden definir en la pestaña Ortótropo | Madera | Elástico lineal (superficies). Para materiales de madera de la biblioteca, se preseleccionan los valores predeterminados. Para definir diferentes propiedades del material para cada dirección, active primero la casilla Material definido por el usuario en la sección 'Opciones'.

Parámetros básicos del material

En esta sección de la pestaña 'Base', se especifican los valores más importantes del material.

Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad describe la relación entre la tensión normal y la deformación.

Módulo de cortante

El módulo de cortante G, también llamado módulo de rigidez, es el segundo parámetro para describir el comportamiento elástico de un material lineal, isótropo y homogéneo. La deformación se basa en este caso en un esfuerzo cortante.

Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson ν, también llamado módulo de Poisson, se necesita para determinar la contracción transversal. En materiales isótropos, el coeficiente de Poisson suele estar entre 0,0 y 0,5. A partir de un valor de 0,5 (por ejemplo, caucho), se puede suponer que no hay un material isótropo.

La relación entre el módulo de elasticidad, el módulo de cortante y el coeficiente de Poisson para un material isótropo se describe en la ecuación Coeficiente de Poisson.

Si introduce un Material definido por el usuario con sus propiedades isótropas, RFEM determina el coeficiente de Poisson a partir de los valores de los módulos de elasticidad y cortante. Puede cambiar esta configuración predeterminada en la lista 'Tipo de definición' si es necesario.

Tipo de definición

Peso específico / Densidad

El peso específico γ describe el peso del material por unidad de volumen. La especificación es particularmente importante para el caso de carga "Peso propio": El peso propio automático del modelo se determina a partir del peso específico y las áreas de sección de las barras o las superficies y sólidos utilizados.

La densidad ρ describe la masa del material por unidad de volumen. Esta especificación se necesita para análisis dinámicos.

Coeficiente de dilatación térmica

El coeficiente de dilatación térmica α describe la relación lineal entre los cambios de temperatura y longitud (deformación del material al calentarse, compresión al enfriarse).

El coeficiente de dilatación térmica es relevante para los tipos de carga 'Temperatura' y 'Cambio de temperatura'.

Opciones

Las casillas de verificación en esta sección de la pestaña 'Base' le permiten influir en las propiedades del material. Después de activar una opción, se agregan nuevas pestañas.

Material definido por el usuario

Para materiales de la biblioteca, los valores del material están firmemente preestablecidos. Por lo tanto, no se pueden cambiar directamente en los campos de entrada. Para ajustar las propiedades de un material, active la casilla 'Material definido por el usuario'. Esto hace que los campos de entrada de los parámetros básicos del material en la pestaña 'Base' sean accesibles. Igualmente, puede cambiar los valores específicos de cálculo en la pestaña 'Valores del material' (consulte la figura Ajustar valores del material). En la pestaña 'Modificación de rigidez' tiene la opción de escalar globalmente el módulo de elasticidad y el módulo de cortante con un factor (consulte la figura Ajustar la rigidez del material).

Dependiente de la temperatura

Para definir un material elástico lineal con propiedades de tensión-deformación dependientes de la temperatura, active las casillas 'Definido por el usuario' y 'Dependiente de la temperatura'. Luego puede establecer los valores de material dependientes de la temperatura en la pestaña Dependiente de la temperatura.

Estimación del coste

Los materiales asignados a los objetos individuales se utilizan para la determinación del coste. Puede establecer los costes unitarios y las unidades de los objetos en la pestaña Estimación del coste.

Estimación de emisiones de CO₂

La estimación de emisiones de CO₂ también se basa en los materiales asignados a los objetos individuales. Puede establecer las emisiones unitarias y las unidades en la pestaña Estimación de emisiones de CO₂.

Textura personalizada

Con una textura personalizada, puede asignar una estructura de superficie al material. Los objetos se muestran entonces de forma muy realista en el renderizado. Seleccione una entrada existente en la pestaña 'Textura personalizada' o defina una nueva textura con el botón (consulte el capítulo Texturas).

Valores del material

En la pestaña Valores del material, se especifican todos los valores del material que juegan un papel en el análisis estático y el cálculo en los complementos.

Modificación de rigidez

La pestaña Modificación de rigidez se muestra si ha marcado la opción Material definido por el usuario en la pestaña 'Base'. Aquí puede ajustar globalmente la rigidez del material, por ejemplo, para considerar factores de seguridad o propiedades reducidas del material.

En la lista de la sección 'Tipo de modificación', hay dos opciones disponibles para seleccionar:

• Factor de división para los módulos de elasticidad y cortante
• Factor de multiplicación para los módulos de elasticidad y cortante

Especifique el factor en la sección 'Parámetro' con el que se debe ajustar la rigidez del material.

Si hay un material con propiedades ortótropas, los módulos de elasticidad y cortante y los coeficientes de Poisson se pueden ajustar en la pestaña Ortótropo | Elástico lineal (consulte la figura Matriz de rigidez). Si activa la opción 'Establecer elementos de la matriz de rigidez' en la pestaña Ortótropo | Elástico lineal | Matriz de rigidez, también puede definir manualmente los elementos de la matriz de rigidez.

Dependiente de la temperatura

La pestaña Dependiente de la temperatura se muestra si ha marcado las opciones Material definido por el usuario y Dependiente de la temperatura en la pestaña 'Base'. Aquí puede describir los valores del material dependientes de la temperatura. Las propiedades del material dependientes de la temperatura se consideran para los objetos que están sometidos térmicamente por temperatura o cambio de temperatura. Al calcular las cargas térmicas, se utiliza la temperatura final del paso respectivo.

Seleccione un valor del material en la lista 'Valor dependiente de la temperatura', por ejemplo, el módulo de elasticidad. Luego cree las filas de tabla necesarias con el botón para que pueda introducir las temperaturas con los valores asociados fila por fila. Con el botón , los datos también se pueden importar desde una tabla de Excel.

La 'Temperatura de referencia' determina las rigideces para los objetos que no tienen cargas térmicas. Con un valor de referencia de 300 °C, por ejemplo, el módulo de elasticidad reducido de este punto de la curva de temperatura se aplica a todas las barras y superficies.

Biblioteca de materiales definida por el usuario

Puede guardar un material definido por el usuario en una biblioteca como plantilla. De esta manera no necesita definir las propiedades del material nuevamente en otros proyectos.

Guardar material

Para guardar el material actual como un material definido por el usuario, haga clic en el botón en la parte inferior de la sección 'Parámetros básicos del material' después de especificar los valores del material.

Aparece el cuadro de diálogo 'Nuevo material definido por el usuario'.

Introduzca el nombre del material en el campo 'Nombre'. Si es necesario, puede ajustar los valores del material. Con Aceptar, guarde el material definido por el usuario en la biblioteca.

Leer material

Para leer un material definido por el usuario de la biblioteca, haga clic en el botón en la sección 'Parámetros básicos del material'.

Aparece el cuadro de diálogo 'Editar material definido por el usuario'. En esta biblioteca con sus materiales guardados (consulte la figura Cuadro de diálogo 'Nuevo material definido por el usuario'), puede seleccionar la entrada adecuada y luego transferirla con Aceptar.

Si ha leído un material definido por el usuario y desea cambiar las propiedades en general, puede ajustar los valores del material en la biblioteca usando el botón (en la sección 'Parámetros básicos del material').

Especificar la ubicación de almacenamiento de la biblioteca

La biblioteca con el material definido por el usuario se almacena de forma predeterminada en el archivo user_library_material.dbm en el directorio de configuraciones de usuario. Puede comprobar este directorio en las Opciones del programa.

Seleccione la entrada Biblioteca de materiales del usuario en la categoría Base de datos (1). Luego muestre la carpeta del archivo user_library_material.dbm con el botón (2). Si desea utilizar otra biblioteca de materiales que se encuentra en una unidad de red de su empresa, defina el directorio del archivo y haga clic en 'Guardar'. También puede transferir su archivo a otro equipo y establecer allí la ruta de almacenamiento en el mismo cuadro de diálogo.

Estimación del coste

La pestaña Estimación del coste se muestra si ha marcado la opción Estimación del coste en la pestaña 'Base'.

Para los objetos estructurales 'Barras', 'Superficies' y 'Sólidos', marque qué parámetro del material es relevante para la estimación del coste: Peso, volumen, área, etc.

Introduzca el valor que cuesta una unidad del material en la columna 'Costes unitarios'. En la lista de la columna 'Unidad', hay varias opciones disponibles para los costes unitarios.

El programa determina directamente los costes proporcionales a partir de los costes unitarios y las propiedades de los objetos estructurales asignados al material.

El 'Peso total' al final de la tabla muestra la masa que resulta de la suma de todos los pesos parciales activados del material. Además, se indica la proporción del peso total que este material representa de la masa de todos los materiales que están activados para la estimación del coste.

Los 'Costes totales' muestran el precio que resulta de la suma de todos los costes parciales activados del material. Además, se indica la proporción del coste que este material representa del precio total de todos los materiales que están activados para la estimación del coste.

El 'Coste global' resulta de la suma de los costes totales de todos los materiales que están activados para la estimación del coste.

Estimación de emisiones de CO₂

La pestaña Estimación de emisiones de CO₂ se muestra si ha marcado la opción Estimación de emisiones de CO₂ en la pestaña 'Base'.

Para los objetos estructurales 'Barras', 'Superficies' y 'Sólidos', marque qué parámetro del material es relevante para la estimación de emisiones de CO₂: Peso, volumen, área, etc.

Introduzca el valor que una unidad del material causa en CO₂ en la columna 'Emisión unitaria'. En la lista de la columna 'Unidad', hay varias unidades de emisión para equivalentes de CO₂ disponibles para seleccionar.

El programa determina las emisiones de CO₂ proporcionales a partir de las emisiones unitarias y las propiedades de los objetos estructurales asignados al material. Por lo tanto, el cálculo se realiza directamente y no mediante una función separada como en otros complementos.

La 'Emisión total' muestra los equivalentes de CO₂ que resultan de la suma de todas las emisiones parciales activadas del material. Además, se indica la proporción de emisiones que este material representa de las emisiones totales de todos los materiales que están activados para la estimación.

La 'Emisión global' resulta de la suma de las emisiones totales de todos los materiales que están activados para la estimación de emisiones de CO₂.