Se requiere una sección para describir las propiedades de una barra: Las propiedades de la sección y las propiedades de material asignadas influyen en la rigidez de la barra.
No es necesario que cada sección definida se utilice en el modelo. De esta forma, puede modelar rápidamente variantes sin tener que eliminar secciones. Sin embargo, las secciones no pueden ser renumeradas.
Nombre
Puede definir cualquier nombre para la sección e indicar las propiedades de la sección. Si la designación coincide con una entrada de la biblioteca, RFEM lee los valores almacenados. Para seleccionar la sección en la biblioteca, haga clic en el botón
al final de la línea de entrada. La adopción de secciones se describe en el capítulo Biblioteca de secciones.
En las secciones de la biblioteca, las propiedades de la sección están fijadas de forma predeterminada y no son modificables. Una excepción constituyen las áreas a cortante y las dimensiones para cargas de temperatura no uniformes.
En el caso de un nombre de sección definido por el usuario, todas las propiedades de la sección deben definirse manualmente. A continuación, puede utilizar la sección para la determinación de los esfuerzos internos. Sin embargo, el cálculo de esta sección no es posible, ya que no se pueden definir puntos de tensión.
Base
La pestaña Base gestiona los parámetros fundamentales de la sección.
Material
A cada sección se le debe asignar un material. Puede seleccionarlo en la lista de los materiales ya definidos. Los botones junto al campo de entrada ofrecen la posibilidad de seleccionar un material de la biblioteca o de definirlo de nuevo (véase el capítulo Materiales).
Categorías
Tipo de sección
En las secciones de la biblioteca, el 'Tipo de sección' está predefinido según las clasificaciones habituales allí (véase el capítulo Biblioteca de secciones). Las secciones definidas por el usuario se asignan al tipo 'Base'.
Tipo de fabricación
En las secciones de la biblioteca se muestra el tipo de fabricación de la sección. Este controla determinadas prescripciones de cálculo, por ejemplo, las curvas de pandeo de las secciones huecas conformadas en frío.
Opciones
Desactivar rigidez a cortante
La consideración de la rigidez a cortante conduce a un aumento de la deformación debido a los esfuerzos cortantes. La deformación a cortante juega un papel secundario en las secciones laminadas y soldadas. Sin embargo, en las secciones transversales macizas y perfiles de madera, se recomienda considerar las rigideces a cortante para el cálculo de deformaciones.
Desactivar rigidez al alabeo
La casilla de verificación para la consideración de la rigidez al alabeo está accesible cuando, en los datos básicos, está activado el add-on de análisis Alabeo por torsión. En este caso, puede controlar si se aplica la rigidez al alabeo de la sección en el cálculo con siete grados de libertad.
Giro de sección
El giro de sección describe el ángulo en el que se rota la sección. Puede definir el ángulo de rotación α' en la pestaña Giro de sección.
En secciones no simétricas, esta pestaña también ofrece posibilidades para la 'Reflexión' del perfil. De esta forma, puede colocar, por ejemplo, un perfil en L en la posición correcta.
Si importa una sección desde la biblioteca o desde RSECTION, no necesita preocuparse por el ángulo de giro de la sección α'. RFEM lee el ángulo automáticamente. Sin embargo, en los perfiles definidos por el usuario, debe determinar usted mismo el ángulo de los ejes principales y, a continuación, ajustar la posición mediante el giro de sección.
Híbrido
La opción 'Híbrido' está disponible en secciones del tipo 'Paramétrico - Sección transversal maciza II', así como en perfiles de RSECTION que están compuestos de varios materiales. En la pestaña Híbrido puede asignar, por ejemplo, las propiedades de material a los componentes de secciones de madera compuestas.
Indique el 'Material de referencia' – uno de los materiales de los componentes – con el que se deben determinar las propiedades ideales de la sección del perfil compuesto. Las partes de rigidez de los componentes se determinan considerando las respectivas propiedades de material en relación con el material de referencia. Sin embargo, la elección del material de referencia en sí no tiene ninguna influencia en la rigidez de la sección total.
Modelo de pared delgada
Con la casilla de verificación 'Modelo de pared delgada' puede controlar, en secciones del tipo 'Normalizado - Acero' y 'Paramétrico - Pared delgada', según qué teoría se determinan las propiedades de la sección. En una sección transversal maciza, por ejemplo, las áreas a cortante y el módulo de torsión se determinan según otro método, ya que la solución analítica solo es válida para secciones de pared delgada.
Notación estadounidense para las propiedades de la sección
Los símbolos de las propiedades de la sección difieren según las convenciones europeas y americanas. Con la casilla de verificación puede controlar si, por ejemplo, los momentos estáticos se designan como S o Q.
Estimación del coste
La estimación del coste se realiza normalmente con los costes del material asignado a las barras de una sección (véase el capítulo Materiales). Si se deben aplicar parámetros específicos para una sección, puede definir los costes unitarios y las unidades en la pestaña Estimación del coste de forma independiente.
Estimación de las emisiones de CO2
La estimación de las emisiones de CO2 también se basa normalmente en el material de la sección. Sin embargo, puede definir las emisiones unitarias y las unidades en la pestaña Estimación de las emisiones de CO2 específicamente para cada sección.
Suavizado de la tensión para evitar singularidades
El suavizado de la tensión es adecuado principalmente para secciones de madera compuestas, a fin de evitar singularidades en las zonas de unión. Allí, las tensiones de corte a menudo conducen a picos de tensión que afectan negativamente al cálculo. Con esta función se consigue una mejor distribución de las tensiones.
Propiedades de la sección
En esta sección se indican las propiedades más importantes de la sección. Encontrará más valores en la pestaña Propiedades de la sección.
Áreas de la sección
Las áreas de la sección se dividen en el área total 'Axial A' y las áreas para 'Cortante Ay' y 'Cortante Az'. El área a cortante Ay está relacionada con el momento de inercia Iz, y el área a cortante Az correspondientemente con Iy.
En el siguiente artículo técnico encontrará información sobre la determinación de las áreas a cortante:
Las áreas a cortante influyen en la deformación a cortante, que debería considerarse sobre todo en barras cortas y macizas. Si modifica las áreas a cortante, debería evitar valores extremadamente pequeños: Las áreas a cortante se encuentran en el denominador de las ecuaciones, de modo que pueden aparecer problemas numéricos.
Momentos de inercia
Los momentos de inercia definen la rigidez de la sección respecto a la solicitación por momentos: El módulo de torsión IT describe la rigidez frente al giro alrededor del eje longitudinal, los momentos de inercia de 2. orden Iy e Iz las rigideces frente a la flexión alrededor de los ejes locales y y z. El eje y se entiende como eje „fuerte“. Con el momento de inercia al alabeo de 2. orden Iω se describe la resistencia frente al alabeo.
En perfiles no simétricos, los momentos de inercia se indican respecto a los ejes principales u y v de la sección. Los ejes locales de la sección se muestran en el gráfico de la sección.
Puede ajustar las áreas de la sección y los momentos de inercia mediante factores que defina como 'Modificación estructural' específica de la sección (véase el capítulo Modificaciones estructurales).
Inclinación de los ejes principales
La inclinación de los ejes principales describe la posición de los ejes principales en relación con el sistema estándar de ejes principales de secciones simétricas. En perfiles no simétricos, este es el ángulo α entre el eje y y el eje u (positivo en sentido horario). En los perfiles simétricos, los ejes principales se denominan y y z, y en los perfiles no simétricos u y v (véase la imagen Propiedades de la sección y ejes).
La inclinación de los ejes principales se determina según la siguiente ecuación:
|
α |
Ángulo de eje principal |
|
Iyz |
Momento de inercia biaxial |
|
Iz |
Momento de inercia alrededor del eje z |
|
Iy |
Momento de inercia alrededor del eje y |
La inclinación de los ejes principales de los perfiles de la biblioteca no es editable. Sin embargo, puede rotar la sección un ángulo definido por el usuario: Para ello, active la casilla de verificación 'Giro de sección' en la sección 'Opciones' (véase la sección Giro de sección).
Dimensiones (para cargas de temperatura no uniformes)
Las dimensiones respecto a la anchura b y la altura h de la sección se necesitan para el cálculo de cargas de temperatura.
RSECTION
Si hay una sección creada con RSECTION, puede abrir el programa de secciones con el botón y modificar la sección.
Propiedades de la sección
En la pestaña Propiedades de la sección se listan en detalle los valores de la sección.
Las propiedades de las secciones paramétricas se determinan con RSECTION.
Estadística
La pestaña Estadística ofrece una visión general de las barras del modelo que utilizan la sección. El 'Peso total' puede utilizarlo, por ejemplo, para una lista de aceros o una estimación del coste.
Puntos
La geometría de la sección se define mediante puntos. Estos constituyen también la base para las Líneas.
Las coordenadas de los puntos de definición se listan en una tabla. Al seleccionar una fila, ese punto se muestra en rojo en el gráfico de la sección. En las secciones de pared delgada, los puntos de definición están marcados en las líneas centrales con un símbolo +. Los puntos de control generados para arcos se reconocen por un símbolo de candado con +. Los puntos en los bordes de la sección se derivan de los espesores de los elementos.
En los arcos puede leer en la sección 'Parámetros', además de las coordenadas de los puntos, los parámetros del arco.
Líneas
Los Puntos de la sección se conectan mediante líneas, de modo que la geometría de la sección queda definida a través de su contorno. Las líneas constituyen también la base para las Partes.
Los puntos de definición de las líneas, así como los tipos de línea y las longitudes, se listan en una tabla. Al seleccionar una fila, esa línea se muestra en rojo en el gráfico de la sección.
Partes
A partir de las líneas del contorno de la sección se genera una o varias partes.
Para cada parte de la sección se indican las líneas de definición, el material, el área de la sección y la masa por unidad de longitud.
Elementos
Los elementos de la sección son necesarios para un Modelo de pared delgada y el cálculo de la sección eficaz. Las Partes de una sección se componen de uno o varios elementos con tramos rectos o curvos, cada uno de espesor constante. El inicio y el final de un elemento se definen mediante las coordenadas de los Puntos.
Para cada elemento se indican el espesor, el espesor a cortante y la longitud. Se muestra información adicional sobre el elemento seleccionado en los parámetros de la sección inferior.
Puntos de tensión
Los puntos de tensión se necesitan para la determinación de las tensiones en la sección. Todas las secciones de la biblioteca están equipadas con puntos de tensión en los lugares relevantes para el cálculo de los perfiles.
La pestaña Puntos de tensión se compone de hasta cuatro subpestañas. Allí puede leer las coordenadas de los puntos de tensión, los momentos estáticos y las ordenadas de alabeo con los espesores correspondientes (en secciones de pared delgada), así como las tensiones unitarias calculadas con la teoría de pared delgada TWA (en secciones de pared delgada) y con el método de elementos finitos FEM.
Puede comprobar las distribuciones de la sección y las distribuciones de tensiones en el gráfico de la sección: Haga clic en la columna del valor o seleccione el tipo en la lista debajo del gráfico.
Malla de elementos finitos
La última pestaña gestiona los ajustes para la malla de elementos finitos, sobre la base de la cual se determinan las propiedades de la sección y las tensiones unitarias.
Los dos campos de entrada ofrecen la posibilidad de influir en la discretización. Con un factor menor que 1 se genera una malla más fina, con un factor mayor que 1 una malla más gruesa. Normalmente no se requieren ajustes aquí.
Estimación del coste
La pestaña Estimación del coste se muestra cuando ha marcado la opción Estimación del coste en la pestaña 'Base'.
Si para el material de una sección ya existen prescripciones para una estimación del coste, la casilla de verificación 'Tomar del material' está activada de forma predeterminada. Con ello son válidas las definiciones de costes unitarios referidas a las barras y se evitan prescripciones duplicadas. Si desea definir de forma independiente los costes unitarios y las unidades para barras con una sección determinada, desactive la casilla de verificación.
Marque qué magnitud característica de la sección es relevante para la estimación del coste: Peso, sólido, superficie o longitud. Introduzca en la columna 'Costes unitarios' el valor que cuesta una unidad del parámetro. En la lista de la columna 'Unidad' hay diversas posibilidades para los costes unitarios.
Los valores indicados en la columna 'Cantidad' para el peso, el sólido, la superficie y la longitud se derivan de las propiedades de las barras a las que se ha asignado la sección.
Los 'Costes' muestran el precio de todas las barras utilizadas de la sección. También representan los 'Costes totales'. Si hay varias secciones activadas para la estimación del coste, en los costes totales puede leer también la proporción de la sección en [%] de los costes totales.
Estimación de las emisiones de CO2
La pestaña Estimación de las emisiones de CO2 se muestra cuando ha marcado la opción Estimación de las emisiones de CO2 en la pestaña 'Base'.
Si para el material de una sección ya existen prescripciones para una estimación de las emisiones de CO2, la casilla de verificación 'Tomar del material' está activada de forma predeterminada. Con ello son válidas las definiciones de emisiones referidas a las barras y se evitan prescripciones duplicadas. Si desea definir de forma independiente las emisiones unitarias y las unidades para barras con una sección determinada, desactive la casilla de verificación.
Marque qué magnitud característica de la sección es relevante para la estimación de las emisiones de CO2: Peso, sólido, superficie o longitud. Introduzca en la columna 'Emisión unitaria' el valor de CO2 que provoca una unidad del parámetro. En la lista de la columna 'Unidad' hay diversas unidades de emisión para equivalentes de CO2.
Los valores mostrados en la columna 'Cantidad' para el peso, el sólido, la superficie y la longitud se derivan de las propiedades de las barras a las que se ha asignado la sección. La 'Emisión' se determina a partir de estos valores y de la emisión unitaria.
La 'Emisión total' indica los equivalentes de CO2 que provocan todas las barras de la sección. Además, se indica la proporción de las emisiones en [%] que esta sección tiene de las emisiones totales. La 'Emisión global' resulta de la suma de las emisiones totales de cada sección.