Un nudo de barra restringe los esfuerzos que se transfieren de una barra a otras. Los nudos solo pueden colocarse en los extremos de las barras, no a lo largo de los mismos.
Algunos tipos de barras ya están equipados con nudos: una barra en celosía, por ejemplo, no transfiere momentos, y una barra de cable no transfiere ni momentos ni fuerzas transversales. No es posible asignar nudos a estos tipos de barras. La entrada está bloqueada.
Base
La pestaña Base gestiona los parámetros elementales del nudo.
Sistema de coordenadas
Un nudo de barra puede referirse a uno de los siguientes sistemas:
- Sistema de ejes local de la barra x,y,z
- Sistema de coordenadas global X,Y,Z (opcionalmente como nudo de tijera)
- Sistema de ejes personalizado U,V,W
Por lo general, los nudos se refieren al sistema de ejes local de la barra. Sin embargo, los nudos de tijera (ver imagen Intersección de barras) solo son posibles en el sistema de ejes global o en uno personalizado.
Condiciones del nudo
Las condiciones del nudo se dividen en grados de libertad 'Traslacionales' y 'Rotacionales'. Los primeros describen los desplazamientos en dirección de los ejes locales o globales, mientras que los segundos describen las rotaciones alrededor de estos ejes.
Para definir un nudo, marca el cuadro de control para el eje correspondiente. La marca simboliza que se permite el desplazamiento o la rotación de la barra en o alrededor de la dirección correspondiente. La constante del muelle de desplazamiento o rotación se establece en cero. Si deseas modelar un nudo elástico, puedes ajustar la 'Constante del muelle' en cualquier momento. Introduce las rigideces de los muelles como valores de diseño.
En la columna 'No linealidad', puedes controlar específicamente la transferencia de los esfuerzos para cada componente. Dependiendo del grado de libertad, en la lista de no linealidades están disponibles entradas apropiadas para la selección.
Fijo si el esfuerzo es negativo o positivo
Con esto, puedes controlar fácilmente si en el extremo de la barra solo se transfieren fuerzas o momentos positivos o negativos. Un nudo ux con la no linealidad 'Fijo si N es positivo', por ejemplo, asegura que en el extremo de la barra se transfieren fuerzas de tracción (positivas), pero no fuerzas de compresión (negativas). Así, en el caso de fuerzas normales negativas, un nudo está activo.
En un sistema de coordenadas local, los esfuerzos se refieren al sistema de ejes local xyz de la barra.
Si seleccionas otra no linealidad, puedes definir los parámetros en las pestañas Acción Parcial, Diagrama, Fricción o Diagrama de Andamio.
Opciones
El 'Nudo de tijera' está disponible en el sistema de coordenadas global o personalizado. Esto permite modelar la intersección de barras contínuas.
Ejemplo
En un nodo se conectan cuatro barras. Las barras transfieren momentos en su "dirección contínua", pero no en el otro par de barras. En el nodo solo se transfieren fuerzas normales y transversales.
Asigna el nudo ya sea a las barras 3 y 4 o a las barras 1 y 2. El otro par de barras entrecruzadas no recibe ningún nudo.
Acción Parcial
La Acción Parcial de un componente de nudo está disponible como propiedad no lineal del nudo de barra (ver imagen Seleccionar no linealidad del nudo).
Establece la acción del nudo para el 'Rango Negativo' y el 'Rango Positivo'. En la lista 'Tipo' están disponibles varios criterios para la efectividad del nudo.
- Completo: El desplazamiento o la rotación están completamente permitidos por el nudo.
- Fijo desde un desplazamiento/rotación de liberación: El nudo solo actúa hasta un cierto desplazamiento o rotación. Si se supera, se establece una conexión fija o encastre.
- Falla bajo fuerza/momento de liberación: El nudo solo actúa hasta una cierta fuerza o momento. Si se supera, el nudo falla y no se transfiere más esfuerzo.
- Fluyendo bajo fuerza/momento de liberación: El nudo solo actúa hasta una cierta fuerza o momento. Si se supera, ocurren extensiones, pero no se transfiere más esfuerzo.
- Fallo de muelle: En un nudo con rigidez de muelle, el componente del nudo no es efectivo.
La mayoría de los tipos de nudos se pueden combinar con un 'holgura', haciendo que el nudo solo sea efectivo después de un cierto desplazamiento o rotación.
Diagrama
El Diagrama de un componente de nudo está disponible como propiedad no lineal del nudo (ver imagen Seleccionar no linealidad del nudo).
En la columna 'Desplazamiento' o 'Rotación', establece el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con los valores correspondientes. Luego, en la columna 'Fuerza' o 'Momento', puedes asignar los valores de abscisa de los desplazamientos o rotaciones a las fuerzas o momentos del nudo.
Si el orden de los puntos de definición no es correcto, puedes ordenar los elementos de forma ascendente con el botón
.
Los siguientes criterios están disponibles para el 'Comienzo del diagrama' y el 'Fin del diagrama':
- Falla: El nudo solo actúa hasta el valor máximo de la fuerza o el momento. Si se supera, el nudo se vuelve completamente efectivo, sin transferir ningún esfuerzo.
- Fluyendo: El nudo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza o el momento. Si se supera, ocurren extensiones, pero no se transfiere más esfuerzo.
- Continuo: Más allá del área de definición, se utiliza la constante de muelle del último paso.
- Tope: La deformación permitida está limitada al valor máximo del desplazamiento o rotación. Si se supera, se establece una conexión fija o encastre.
Fricción
En la lista 'No linealidad' hay cuatro opciones disponibles para definir la Fricción de un nudo traslacional en función de otro componente de nudo (ver imagen Seleccionar no linealidad del nudo).
Las fuerzas de nudo transmitidas se relacionan con las fuerzas normales o transversales que actúan en otra dirección. Dependiendo de la selección en la pestaña 'Base', la fricción depende de una o de dos fuerzas de corte. Existe la siguiente relación entre la fuerza de fricción del nudo y la fuerza normal o de corte:
Plástico
Las propiedades plásticas de los nudos son importantes para Pushover Análisis. En la opción Plástico de un componente de nudo no lineal, hay cuatro opciones disponibles (ver imagen Seleccionar no linealidad del nudo):
- Bilineal
- Diagrama
- FEMA 356 | Rígido
- FEMA 356 | Elástico
En las columnas '"Esfuerzo" / "Esfuerzo"fluyendo' y 'δ / δfluyendo' o 'φ / φfluyendo', establece los valores característicos de las áreas plásticas. Por ejemplo, a un valor para My / My,fluyendo de 1.27, la sección comienza a fluir después de superarse el momento plástico. Si se superan el 127% de la capacidad plástica, la barra falla.
Los límites plásticos de los esfuerzos se determinan automáticamente a partir de las propiedades de la sección transversal de la barra.
La longitud de la barra influye en el cálculo de la rigidez del nudo plástico. Generalmente, se detecta automáticamente a partir de las longitudes de las barras a las que se asigna el nudo. Si es necesario, puedes especificar una 'Longitud de barra personalizada' para el nudo.
Criterios de aceptación
En la sección inferior, puedes establecer los valores límites de los criterios de flujo aplicables para la seguridad del edificio. Estos están regulados, por ejemplo, para componentes de acero en la tabla 5-5 de la norma ASCE FEMA 356 [1]. Así, a un valor para φ / φfluyendo de 6.000, el valor crítico para la 'Seguridad de Vida' se alcanza cuando las deformaciones plásticas se hacen seis veces mayores que las que se presentan al alcanzar el límite elástico.
Las áreas de los criterios de aceptación también se muestran en el diagrama.
Con una de las dos opciones plásticas de FEMA, los criterios de aceptación son predeterminados según las especificaciones de la norma estadounidense. Puedes ajustarlos si es necesario, si marcas el cuadro de control 'Personalizado'.
Establece el 'Tipo de componente' en la lista. Los criterios de aceptación para componentes primarios y secundarios se regulan en la [1] tabla 5-5.
El artículo especializado Nudos plásticos en RFEM 6 describe cómo utilizar un nudo plástico para un análisis pushover.
Diagrama de Andamio
El Diagrama de Andamio de un componente de nudo está disponible como propiedad no lineal del nudo (ver imagen Seleccionar no linealidad del nudo). Esto te permite representar el comportamiento mecánico de una unión tubular interconectada con un cuello interno tubular entre dos barras. El modelo sustituto transfiere, dependiendo del estado de presión en el extremo de la barra, el momento de flexión a través del tubo exterior presionado y, adicionalmente, por encaje, a través del cuello tubular interior.
Puedes describir las propiedades del nudo en las pestañas 'Diagrama de Andamio | Tubo Interno' y 'Diagrama de Andamio | Tubo Exterior' por separado.
Para la definición de los parámetros, están disponibles las opciones presentadas en la sección Diagrama.
