El registro Base gestiona los parámetros elementales de barras. Si marca una casilla en la sección 'Opciones', generalmente se añadirá una pestaña de diálogo adicional. Allí podrá definir los detalles correspondientes.
Tipo de barra
El tipo de barra determina cómo se pueden recoger las fuerzas internas o qué propiedades se suponen para la barra. La lista ofrece varios tipos de barra para elegir.
Barra vigas
Una viga es una barra rígida a la flexión, capaz de transmitir todas las fuerzas internas. Una barra viga no tiene articulaciones en sus extremos. Este tipo de barra puede ser cargada por todos los tipos de cargas.
Barra rígida
Una barra rígida conecta los desplazamientos de dos nodos mediante una conexión rígida. En principio, corresponde a un acoplamiento. Esto permite definir barras con una gran rigidez, considerando también articulaciones que pueden tener constantes de elasticidad y no linealidades. Apenas hay problemas numéricos, ya que las rigideces se ajustan al sistema.
Para las barras rígidas, se emiten fuerzas internas si activa la opción Resultados para acoplamientos en el Navegador - Resultados, dentro de la categoría 'Barras'.
Las siguientes rigideces se suponen para las barras rígidas:
| Rigidez axial E · A | 1013 · ℓ [unidad SI] con ℓ = longitud de la barra |
| Rigidez torsional G · IT | 1013 · ℓ [unidad SI] |
| Rigidez a la flexión E · I | 1013 · ℓ3 [unidad SI] |
| Rigidez al corte GAy / GAz (si está activada) | 1016 · ℓ3 [unidad SI] |
Barra de costillas
Las costillas permiten representar vigas de losa. Para este tipo de barra se consideran las excentricidades y los anchos de placas colaboradores en el modelo FEM.
Las costillas son especialmente adecuadas para barras de hormigón armado, ya que las fuerzas internas y secciones de las costillas se integran en el diseño del hormigón. Una chapa de acero con una "costilla" soldada debe modelarse como una superficie con una barra conectada excéntricamente.
La lista ofrece varias opciones para la 'Disposición de costillas'.
Una costilla es típicamente una barra dispuesta excéntricamente. La excentricidad se determina automáticamente a partir de la mitad del espesor de la superficie y la mitad de la altura de la barra. Sin embargo, también se puede definir manualmente. La excentricidad de la costilla aumenta la rigidez del modelo. En una disposición céntrica, el eje neutro de la costilla se encuentra en el centro de la superficie.
Los anchos colaboradores de la costilla deben definirse en la sección 'Dimensiones del ala' para el lado izquierdo y derecho. En la mayoría de los casos, se puede mantener la configuración 'Encontrar automáticamente', que permite al programa determinar las dos superficies. Si en la línea de la barra de costillas se encuentran más de dos superficies, las superficies relevantes deben establecerse manualmente.
Existen varias maneras de proporcionar los valores de b-y,int y b+y,int (ver imagen Nueva costilla): Los anchos pueden ingresarse directamente o determinarse automáticamente a partir de la longitud de la barra usando las opciones Lref / 6 y Lref / 8. También se pueden determinar según las directrices de una norma, por ejemplo, según el 'EC2' sección 5.3.2.1.
Los valores de by,int definen el ancho del área o zona de influencia de donde se integrarán las fuerzas internas. Los valores de by,eff representan el ancho de la sección transversal del ala de la costilla desde el centro del alma hasta el borde respectivo. Por defecto, los valores by,int y by,eff están igualados, pero puede definirlos por separado después de hacer click en el botón
.
Si se han definido nodos del tipo 'Nodo en barra', la costilla puede definirse por secciones para los distintos segmentos. Si hay múltiples segmentos definidos, se pueden conectar los saltos de las áreas de ancho mediante la columna de tabla 'Distribución lineal' para evitar saltos de rigidez grandes en la barra de costillas.
En modelos 3D, los anchos colaboradores no tienen impacto en la rigidez, ya que la mayor rigidez está considerada por la barra excéntrica. Sin embargo, los anchos colaboradores afectan la distribución de fuerzas internas de barras y superficies.
Barra articulada
Una barra articulada corresponde a una barra viga con articulaciones finales ambos extremos. Además, la rotación alrededor del eje longitudinal al inicio de la barra se libera mediante una articulación φx. Para este tipo de barra, se emiten momentos de flexión y torsión como resultado de las cargas en la barra.
Barra articulada (solo N)
Este tipo de barra articulada con una rigidez E ⋅ A puede soportar fuerzas normales en forma de tracción y compresión. Solo se emiten fuerzas internas nodales. La barra muestra una distribución lineal de fuerzas internas, siempre que no haya cargas concentradas aplicadas en la barra. No se emite ninguna distribución de momentos como resultado de peso propio o cargas en línea. Las fuerzas nodales se calculan a partir de las cargas de la barra, lo que garantiza una transmisión correcta.
Barra de tracción
Una barra de tracción solo puede soportar fuerzas de tracción. Este tipo de barra corresponde a una 'Barra articulada (solo N)' que falla bajo presión.
El cálculo de una estructura con barras de tracción se realiza de forma iterativa: En el primer paso, se determinan las fuerzas internas de todas las barras. Si las barras de tracción reciben una fuerza axial negativa (compresión), comienza un nuevo paso de iteración. Los componentes de elasticidad de estas barras ya no se consideran, ya que han fallado. Este proceso continúa hasta que ninguna barra de tracción falla. Un sistema puede volverse inestable debido al fallo de las barras de tracción.
Barra de compresión
Una barra de compresión solo puede soportar fuerzas de compresión. Este tipo de barra corresponde a una 'Barra articulada (solo N)' que falla bajo tensión. Las barras de compresión que fallan pueden resultar en un sistema inestable.
Barra de pandeo
Una barra de pandeo es similar a una 'Barra articulada (solo N)' que soporta de forma ilimitada fuerzas de tracción pero fuerzas de compresión solo hasta alcanzar la carga crítica. Para el caso de Euler 2, esta carga se determina como sigue:
Con este tipo de barra, a menudo es posible evitar inestabilidades que surgen en un cálculo no lineal en la teoría de segundo o tercer orden debido al pandeo de barras articuladas. Al reemplazar estas barras con barras de pandeo (más aproximado a la realidad), en muchos casos la carga crítica aumenta.
Barra de cable
Un cable solo puede soportar fuerzas de tracción. Esto permite modelar cadenas de cables a través de un cálculo iterativo según la teoría de tercer orden, considerando fuerzas longitudinales y transversales.
Los cables son adecuados para modelos donde pueden ocurrir grandes deformaciones y los correspondientes cambios en las fuerzas internas. Para simples amarres como en un toldo, las barras de tracción son totalmente suficientes.
Barra de refuerzo
Con este tipo de barra, es posible modelar refuerzos de acero en modelos FE de elementos de hormigón armado. Por ejemplo, se pueden analizar áreas de discontinuidad basadas en la analogía con cerchas (barras de tracción y compresión en consolas, vigas con aberturas).
La barra de refuerzo tiene una función automática de conexión con otros elementos como barras o superficies si se encuentra físicamente dentro del elemento. Al igual que la Barra articulada (solo N), una barra de refuerzo solo posee rigidez tangencial. Todavía no es posible un comportamiento material no lineal.
En la sección 'Configuraciones', se selecciona una refuerzo suelto como tipo de barra. Otros tipos de barra de refuerzo están disponibles si está activado el complemento Tendones.
Asigne las barras o superficies donde se encuentra la barra de refuerzo en la sección 'Objetos maestros'. Use el botón
para esto. Luego, usando el botón
, puede conectar automáticamente la barra de refuerzo con el objeto maestro.
Cable en poleas
Este tipo de barra de cable también se somete solo a fuerzas de tracción y se calcula según la teoría de cables (Teoría de tercer orden). Una barra de cable en poleas solo se puede definir en una polilínea que tenga al menos tres nodos. Este tipo de barra es adecuada para elementos de tracción flexibles, cuyas fuerzas longitudinales se transmiten a través de puntos de desvío en el modelo. Un ejemplo de aplicación es un polipasto.
A diferencia de una barra de cable normal, solo es posible un desplazamiento en los nodos internos en dirección longitudinal (ux). Por lo tanto, la barra no debe someterse a cargas de barra que actúen en direcciones locales y o z. Solo se consideran desplazamientos ux y fuerzas axiales N.
En los nodos internos de la polilínea, no importa si hay un apoyo de nodo o si la barra está conectada a otra construcción: se examina el sistema completo de la barra de cable a lo largo de la longitud de la polilínea.
Barra de resultado
La barra de resultado es adecuada para integrar los resultados de superficies, volúmenes o barras en una barra ficticia. Esto permite, por ejemplo, leer las fuerzas de corte resultantes de una superficie para verificaciones de mampostería.
La línea de una barra de resultado se puede colocar en cualquier lugar del modelo. No requiere soporte ni conexión al modelo. Sin embargo, se debe asignar una sección transversal para permitir un diseño. No se pueden aplicar cargas a una barra de resultado.
Seleccione en la sección 'Integrar tensiones y fuerzas' el tipo de barra de resultado para definir la forma geométrica del área de integración. En la sección 'Parámetros', puede definir las dimensiones. Se refieren a la línea de la barra en su centro de gravedad.
En la sección 'Incluir objetos', establezca las superficies, celdas superficiales, volúmenes y barras cuyos resultados deben considerarse en la integración. Alternativamente, seleccione 'Todos' los objetos y excluya luego ciertos elementos en la sección 'Excluidos de los objetos incluidos'.
Línea de resultado
La línea de resultado es adecuada para integrar los resultados de superficies, volúmenes o barras a lo largo de una línea. Esta línea se puede colocar en cualquier lugar del modelo.
El principio es similar a una barra de resultado. Sin embargo, no necesita asignar ninguna sección transversal. En la pestaña 'Sección transversal', puede revisar la longitud de la línea y, si es necesario, girar la línea para mostrar el resultado; no tiene otra función.
Transferencia de carga
Con este tipo de barra, puede aplicar cargas a objetos conectados a la barra en nodos finales o intermedios. La barra en sí no tiene rigidez. Los criterios para la transferencia de carga se pueden establecer en una nueva pestaña.
La transferencia de carga actualmente usa el método de franjas. La carga aplicada a la barra de transferencia de carga - carga de barra o carga nodal del tipo fuerza, momento o masa - se distribuye proporcionalmente a los objetos estructurales comunes más cercanos. Estos son, por ejemplo, nodos apoyados, barras, nodos en superficies o líneas apoyadas.
Si se debe considerar el peso propio de la barra, puede establecer el peso de la barra en la sección 'Parámetros'.
En la sección 'Objetos cargados', se indican los números de los nodos en los que la carga de la barra se transmite a los objetos contiguos. Si no todos estos nodos son relevantes, puede excluir ciertos nodos en la sección 'Sin efecto en'.
Viga virtual
Este tipo de barra permite suponer las propiedades de la sección para Open Web Steel Joists que el Steel Joist Institute ha guardado en tablas de "Vigas Virtuales". Estos perfiles de Viga Virtual representan vigas de ala ancha equivalentes que se acercan mucho al área del cordón de la viga, el momento de inercia efectivo y el peso. La viga se representa así por una barra con una sección virtual, lo que permite simular unidades portantes complejas como una viga de celosía en el sistema global.
Seleccione en la lista la 'Serie' de la viga virtual.
En la lista 'Viga virtual', puede establecer el tipo exacto.
El botón
en la sección 'Sección transversal y material' permite importar la viga virtual de la biblioteca de secciones.
Modelo de superficie
Este tipo de barra es adecuado principalmente para representar vigas de perforación y secciones debilitadas como aberturas para conductos en el modelo de barra. La barra se convierte en un modelo de superficie en el que se organizan las Aberturas en barras según especificaciones del usuario. Sin embargo, la barra sigue siendo válida. Se deben cumplir las siguientes condiciones:
- La sección es un perfil delgado estandarizado o paramétrico con un alma.
- El material de la sección se basa en un modelo de material elástico lineal isotrópico.
Cuando se selecciona el tipo de barra 'Modelo de superficie', la barra está presente tanto como objeto de barra como de superficie. Las propiedades geométricas son idénticas; ambos modelos tienen el mismo centro de gravedad. La visualización se gestiona en Navigador - Visualización a través de la entrada Modelo → Objetos base → Barras → Modelo de superficie o el botón
en la barra de herramientas.
La malla FE del modelo de superficie se genera automáticamente y actualmente no puede ser influenciada. El cálculo estático utiliza el modelo de superficie. Para la evaluación, están disponibles tanto los resultados de la barra (como en una barra de resultado, donde las tensiones de las subáreas de la barra se integran en fuerzas internas de barra) como los resultados de la superficie. El control también se puede realizar aquí a través del navegador - visualización o el botón
.
El diseño de una barra de modelo de superficie en los complementos se realiza con las fuerzas internas de la barra y la sección transversal de la barra.
Como se muestra en la imagen superior, se generan múltiples barras rígidas en los extremos de una barra modelo de superficie. Conectan el modelo de superficie con los nodos finales de las barras adyacentes. Esto asegura una transmisión correcta de las fuerzas internas a los objetos 1D. Si se conectan varias barras de modelo de superficie, estos acoplamientos se crean para cada barra.
Defina en este caso una excentricidaddefuerza para la carga de la barra en la sección transversal. La carga se aplica de manera realista en el borde de la sección transversal y se conserva en el modelo de superficie.
Rigidez
Con este tipo de barra, puede usar una barra con rigideces definidas por el usuario. Los valores de rigidez se definen en el diálogo 'Nueva rigidez de barra' (ver capítulo Rigideces de barra).
Acoplamiento
Una barra de acoplamiento es una barra virtual, muy rígida, con extremos de barra rígidos o articulados. Existen cuatro opciones para conectar los grados de libertad de los nodos inicial y final como 'Fijo' o mediante una 'Articulación'. Los acoplamientos permiten modelar situaciones especiales para la transmisión de fuerzas y momentos. Las fuerzas normales y de corte, o los momentos de torsión y flexión, se transmiten directamente de nodo a nodo.
Resorte
Una barra de resorte ofrece la posibilidad de representar propiedades de resorte lineales o no lineales con límites de eficacia definibles. Para una barra de resorte, solo necesita establecer la longitud de la barra Lz en la pestaña 'Sección transversal', no se necesita asignar ninguna sección transversal: La rigidez de la barra se deriva de los parámetros de resorte que se definen en el diálogo 'Nuevo resorte de barra' (ver capítulo Resortes de barra).
Amortiguador
Un amortiguador es esencialmente similar a una barra de resorte con la propiedad adicional de 'Coeficiente de amortiguación'. Este tipo amplía las opciones para los análisis dinámicos siguiendo el Método de integración directa en el tiempo.
Al igual que con una barra de resorte, solo necesita establecer la longitud de la barra Lz en la pestaña 'Sección transversal', no se necesita una sección transversal. La rigidez de la barra se determina a partir de los parámetros de resorte que se definen en el diálogo 'Nuevo resorte de barra' (ver capítulo Resortes de barra). Puede controlar las propiedades de amortiguación a través del coeficiente de amortiguación X.
Opciones
En esta sección, puede establecer más propiedades de barra a través de las casillas de control.
Nodos en barra
Con uno o más nodos en la barra, puede dividir la barra en segmentos sin dividir la barra en sí (ver capítulo Nodos ).
Articulaciones
Puede colocar articulaciones en una barra para controlar la transmisión de fuerzas internas a los nodos finales (ver capítulo Articulaciones de barra). Para ciertos tipos de barra, la entrada está bloqueada porque ya hay articulaciones internas. Puede asignar articulaciones por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Extremo de barra j'.
Excentricidades
Las excentricidades ofrecen opciones para conectar la barra de manera excéntrica a los nodos finales (ver capítulo Excentricidades de barra). Puede asignar excentricidades por separado al 'Inicio de barra i' y al 'Extremo de barra j'.
Apoyos
Puede asignar un apoyo a la barra que sea efectivo a lo largo de toda su longitud. Los grados de libertad y rigideces de resorte se deben definir en las condiciones de apoyo (ver capítulo Apoyos de barra).
Rigidizadores
Los rigidizadores en la barra afectan la rigidez a la torsión de la barra. Tienen un efecto en el cálculo que considera la torsión combinada con alabeos utilizando siete grados de libertad (ver capítulo Rigidizadores de barra).
Aberturas de barra
Las aberturas de barra afectan los valores de la sección transversal y la distribución de fuerzas internas. Son relevantes para el tipo de barra 'Modelo de superficie'. El capítulo Aberturas de barra describe cómo definir el tipo y ubicación de las aberturas.
No linealidad
Puede asignar una no linealidad a la barra. Las propiedades no lineales se deben definir como no linealidades de barra (ver capítulo No linealidades de barra).
Puntos intermedios de resultado
Los puntos intermedios de resultado le permiten controlar la salida de la tabla de los resultados a lo largo de la barra. Los puntos de división se deben definir en el diálogo 'Nuevo punto intermedio de resultados de barra' (ver capítulo Puntos intermedios de resultados de barra).
Modificaciones finales
Las modificaciones finales le permiten ajustar gráficamente la geometría de la barra en sus extremos. Esto permite preparar protuberancias, acortamientos o biselados para la representación renderizada.
'Extensión': Puede definir una 'Extensión' para el inicio y el extremo de la barra. Un valor negativo Δ resultará en un acortamiento.
'Inclinación': Una inclinación le permite biselar cada extremo de la barra. Son posibles ángulos de inclinación alrededor de los dos ejes de la barra y y z. Un ángulo positivo resultará en una rotación en el sentido de las agujas del reloj alrededor del respectivo eje positivo.
Activar transferencia de carga
La casilla de verificación permite distribuir la carga de la barra – independiente de la rigidez de la barra – mediante una transferencia de carga. Esto asegura que la barra sea efectiva por su rigidez en el modelo. Por otro lado, la distribución de la carga a los objetos adyacentes está controlada por los parámetros que puede establecer en la pestaña Transferencia de carga.
Desactivar para el cálculo
Si marca esta casilla de verificación, la barra, incluida la carga, no se considerará en el cálculo. Esto le permite examinar cómo cambia el comportamiento de carga del modelo si ciertas trazas no son efectivas. Las barras no necesitan eliminarse; las cargas se mantienen también.