La estructura deriva sus cargas a través de los apoyos hacia las cimentaciones. Sin apoyos, todos los nudos estarían libres y sin restricción en sus flechas y giros. Para que un nudo actúe como apoyo, al menos uno de los grados de libertad debe estar bloqueado o restringido mediante un muelle. Además, el nudo debe formar parte de una barra.
Las deformaciones impuestas de un nudo solo son posibles para nudos apoyados de manera correspondiente.
Si desea asignar propiedades no lineales a un apoyo en nudo, puede definir criterios de fallo para fuerzas de tracción o esfuerzos de compresión, rotura y fluencia, o diagramas de trabajo y de rigidez.
El símbolo de nombre de un apoyo en nudo definido por el usuario indica los grados de libertad retenidos. Están predefinidos los siguientes tipos de apoyo:
- Articulado
- Fijo
- Móvil
- Móvil en X‘
- Móvil en Y'
Base
La pestaña Base gestiona los parámetros elementales del apoyo.
Sistema de coordenadas
Cada apoyo en nudo posee un sistema de coordenadas local. Por defecto, está orientado paralelamente a los ejes globales X, Y y Z. Si ha creado un sistema de coordenadas definido por el usuario o lo define con el botón
, también puede utilizar este sistema de referencia.
Condiciones de apoyo
Las condiciones de apoyo se dividen en grados de libertad 'Traslacionales' y 'Rotacionales'. Los primeros describen los apoyos en la dirección de los ejes del apoyo; los últimos, las coacciones alrededor de estos ejes.
Para definir un apoyo o una coacción, active la casilla de verificación correspondiente al eje respectivo. La marca indica que el grado de libertad está bloqueado y que la flecha o el giro del nudo en o alrededor de la dirección correspondiente no es posible.
Si no existe apoyo ni coacción, desactive la casilla correspondiente. La constante del muelle traslacional o rotacional se establece entonces en cero. Puede ajustar la 'Constante elástica' en cualquier momento para modelar un apoyo elástico del nudo. Introduzca las rigideces elásticas como valores de diseño.
En la columna No linealidad puede controlar específicamente la transmisión de los esfuerzos internos para cada componente. Según el grado de libertad, en la lista de no linealidades hay entradas adecuadas disponibles para seleccionar.
Los apoyos con efecto no lineal se representan en la gráfica con un color diferente.
Fallo si la fuerza/momento en el apoyo es negativo o positivo
Esto le permite controlar de forma sencilla si el apoyo solo puede absorber fuerzas o momentos positivos o negativos: si actúa una fuerza o un momento en la dirección prohibida, esta componente del apoyo falla. Las demás retenciones y coacciones siguen siendo efectivas.
Las direcciones 'negativo' y 'positivo' se refieren a las fuerzas o momentos que se introducen en el apoyo en nudo con respecto a los ejes respectivos (es decir, no a las fuerzas de reacción por parte del apoyo). Los signos resultan de la dirección de los ejes globales: si, por ejemplo, el eje Z global está dirigido hacia abajo, el caso de carga "Peso propio" da como resultado una fuerza en el apoyo positiva PZ.
Fallo de todos si la fuerza/momento en el apoyo es negativo o positivo
A diferencia del fallo de una sola componente descrito anteriormente, el apoyo falla por completo en cuanto la componente deja de ser efectiva.
Si selecciona otra no linealidad, puede definir los parámetros en las pestañas Actividad parcial, Diagrama o Fricción.
Opciones
Mediante las casillas de verificación de esta sección puede definir otras propiedades del apoyo en nudo. Según la selección, se añaden las pestañas Dirección específica o Rigidez mediante pilar ficticio.
Dirección específica
La pestaña Dirección específica ofrece la posibilidad de girar el apoyo. Así no necesita crear un sistema de coordenadas definido por el usuario.
Tipo de dirección
Para la orientación del apoyo hay varias posibilidades a elegir: puede girar el apoyo alrededor de los ejes del apoyo X', Y' y Z', orientarlo hacia uno o dos nudos o colocarlo paralelo a una barra. Los objetos puede seleccionarlos gráficamente con el botón
.
Rigidez mediante pilar ficticio
La pestaña Rigidez mediante pilar ficticio se recomienda especialmente para apoyos puntuales de estructuras 2D. Aquí puede determinar las constantes elásticas del muelle en apoyo a partir de los parámetros de un pilar que no está representado en el modelo. A partir de las condiciones de contorno, RSTAB determina las rigideces elásticas del apoyo. Permiten un modelado que representa mejor la realidad que el apoyo fijo en el nudo.
Parámetros
Como 'Modelo del apoyo' se considera un apoyo elástico en nudo. Las rigideces de los muelles traslacionales y rotacionales se derivan de la geometría y los datos de material del pilar que usted define en esta pestaña.
La geometría de la 'Cabeza de pilar' puede describirse como rectangular o circular, opcionalmente con un giro del pilar.
La 'Altura del pilar' influye en las constantes de los muelles traslacionales y rotacionales.
Sección y material del pilar
Para la determinación de las rigideces elásticas son necesarias las propiedades de la sección y del material del pilar. Si el pilar no es 'Idéntico a la cabeza de pilar' (es decir, ni rectangular ni circular), puede seleccionar en la lista la sección de pilar adecuada o definirla de nuevo.
Seleccione el 'Material del pilar' en la lista. Con los botones
y
puede crear un material nuevo.
Condiciones del pilar
El tipo de apoyo en la cabeza y en la base de pilar se incluye en la determinación de los muelles traslacionales y rotacionales. En la lista están disponibles las siguientes opciones:
- Articulado
- Deformable
- Rígido
En la opción 'Deformable' puede indicar el grado de coacción en la base de pilar en porcentaje.
La 'Rigidez a cortante' del pilar se tiene en cuenta por defecto en la determinación de las rigideces.
Muelles en apoyo debidos al pilar ficticio
Esta sección enumera las constantes de los muelles en apoyo que resultan de las propiedades geométricas y de material del pilar. Los valores se transfieren a la pestaña 'Base'.
Actividad parcial
La Actividad parcial de una componente del apoyo está disponible como propiedad no lineal del apoyo (véase la imagen Seleccionar no linealidad del apoyo).
Defina la actividad del apoyo para el 'Rango negativo' así como para el 'Rango positivo'. La regla de signos se explica en la sección Fallo. En la lista 'Tipo' hay varios criterios disponibles para la actividad del apoyo.
- Completa: la componente del apoyo es totalmente efectiva.
- Fija a partir de la flecha/giro del apoyo: la rigidez del muelle traslacional o rotacional solo es efectiva hasta una determinada flecha o giro. Si se supera, actúa un apoyo fijo o una coacción.
- Rotura a partir de la fuerza/momento en el apoyo: el apoyo solo es efectivo hasta una determinada fuerza o momento. Si se supera, el apoyo falla.
- Fluencia a partir de la fuerza/momento en el apoyo: el apoyo solo es efectivo hasta una determinada fuerza o momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero ya no los esfuerzos.
- Fallo: la componente del apoyo no es efectiva.
La mayoría de los tipos de apoyo se pueden combinar con un 'Deslizamiento', de modo que el apoyo solo se activa después de una determinada flecha o giro.
Diagrama
El Diagrama de una componente del apoyo está disponible como propiedad no lineal del apoyo (véase la imagen Seleccionar no linealidad del apoyo).
Defina en la columna 'Flecha' o 'Giro' el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con los valores correspondientes. En la columna 'Fuerza' o 'Momento' puede asignar entonces los valores de las flechas o giros a las fuerzas o momentos en el apoyo.
Con el botón
puede importar el diagrama desde una hoja de cálculo de Excel. Si el orden de los puntos de definición no es correcto, puede ordenar las entradas de forma ascendente con el botón
.
Para el 'Inicio de diagrama' y el 'Fin de diagrama' están disponibles los siguientes criterios:
- Rotura: el apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza o del momento. Si se supera, el apoyo falla.
- Fluencia: el apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza o del momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero ya no los esfuerzos.
- Continuo: más allá del rango de definición se aplica la constante elástica del último tramo.
- Tope: la deformación admisible se limita al valor máximo de la flecha o del giro. Si se supera, actúa un apoyo fijo o una coacción.
Diagrama de rigidez
El Diagrama de rigidez de una componente del apoyo está disponible como propiedad no lineal de un apoyo rotacional.
Defina primero en la lista 'Rigidez dependiente de' (en la parte inferior de la pestaña) la componente de la fuerza en el apoyo de la que depende la rigidez elástica. La opción |P| representa la fuerza resultante en el apoyo.
Defina entonces en la columna 'Fuerza' el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con los valores característicos correspondientes. En la columna 'Muelle' puede asignar entonces las constantes elásticas respectivas.
Para el 'Inicio de diagrama' y el 'Fin de diagrama' están disponibles los siguientes criterios:
- Rotura: el apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza. Si se supera, el apoyo falla.
- Fluencia: el apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero ya no los esfuerzos.
- Continuo: más allá del rango de definición se aplica la constante elástica del último tramo.
Fricción
En la lista 'No linealidad' hay cuatro posibilidades para definir la Fricción del apoyo traslacional en función de otra componente del apoyo (véase la imagen Seleccionar no linealidad del apoyo).
Las fuerzas en el apoyo transmitidas se relacionan con los esfuerzos de compresión que actúan en otra dirección. Según la selección en la pestaña 'Base', la fricción depende de una sola fuerza en el apoyo o de la fuerza total de dos fuerzas en el apoyo que actúan simultáneamente. Existe la siguiente relación entre la fuerza en el apoyo y la fuerza de fricción:
Las FAQ 003537 explican cómo puede considerarse la fricción en un apoyo en nudo.
El siguiente modelo de pilar muestra un apoyo en el que las fuerzas horizontales se transmiten mediante fricción. Sin embargo, las fuerzas horizontales pueden alcanzar como máximo el 10 % de la fuerza vertical. En el CL 1 se cumple esta condición. En el CL 2 el modelo se vuelve inestable, ya que la carga horizontal es demasiado grande.
Articulación de andamio
La Articulación de andamio está disponible como propiedad no lineal del apoyo para los grados de libertad rotacionales φX y φY. Con ella puede definir apoyos para andamios para estructuras temporales como andamios de trabajo o puntales telescópicos.
En la pestaña 'Articulación de andamio' puede definir el diagrama de trabajo M-φ. Los parámetros se describen con más detalle en la característica del producto apoyo para andamios.
