La estructura transfiere sus cargas a través de los apoyos a los cimientos. Sin almacenamiento, todos los nudos estarían libres y sin restricciones en sus desplazamientos y giros. Si un nudo debe actuar como un apoyo, al menos uno de los grados de libertad debe estar bloqueado o restringido por un resorte. Además, el nudo debe ser parte de un elemento.
Las deformaciones impuestas de un nudo solo son posibles para nudos correctamente soportados.
Si desea asignar propiedades no lineales a un apoyo nodal, puede definir criterios de fallo para fuerzas de tracción o compresión, rotura y fluencia, o diagramas de trabajo y rigidez.
El símbolo de nombre de un apoyo nodal personalizado indica los grados de libertad retenidos. Los siguientes tipos de apoyos están predefinidos:
- Articulado
- Fijo
- Deslizante
- Deslizante en X'
- Deslizante en Y'
Base
La pestaña Base gestiona los parámetros básicos del apoyo.
Sistema de coordenadas
Cada apoyo nodal posee un sistema de coordenadas local. Por defecto, está alineado paralelamente a los ejes globales X, Y y Z. Si ha creado un sistema de coordenadas personalizado o lo define con el botón
, también puede utilizar este sistema de referencia.
Condiciones del apoyo
Las condiciones del apoyo se dividen en grados de libertad 'translacionales' y 'rotacionales'. Las primeras describen los soportes en la dirección de los ejes del apoyo, y las últimas las restricciones alrededor de estos ejes.
Para definir un soporte o una restricción, marque la casilla de verificación correspondiente al eje respectivo. La marca simboliza que el grado de libertad está bloqueado y que el desplazamiento o la rotación del nudo en o alrededor de la dirección correspondiente no es posible.
Si no hay un soporte o una restricción presente, retire la marca de la casilla correspondiente. La constante del resorte de desplazamiento o giro se establecerá entonces en cero. Puede ajustar la 'constante del resorte' en cualquier momento para modelar un apoyo elástico del nudo. Introduzca las rigideces del resorte como valores de diseño.
En la columna 'No linealidad', puede controlar específicamente la transmisión de fuerzas internas para cada componente. Dependiendo del grado de libertad, hay entradas adecuadas disponibles en la lista de no linealidades.
Los apoyos que actúan no linealmente se representan de un color diferente en el gráfico.
Falla si la fuerza/momento del apoyo es negativo o positivo
Puede controlar fácilmente si el apoyo puede absorber solo fuerzas o momentos positivos o negativos: Si una fuerza o un momento actúa en la dirección prohibida, esa componente del apoyo fallará. Los demás retenes y restricciones siguen siendo efectivos.
Las direcciones 'negativa' y 'positiva' están relacionadas con las fuerzas o los momentos que se introducen en el apoyo nodal con respecto a los ejes correspondientes (es decir, no las fuerzas de reacción del apoyo). Los signos se derivan de la dirección de los ejes globales: Por ejemplo, si el eje Z global se dirige hacia abajo, el caso de carga "peso propio" resultará en una fuerza de apoyo positiva PZ.
Falla total si la fuerza/momento del apoyo es negativo o positivo
A diferencia de la falla de una sola componente descrita anteriormente, todo el apoyo falla tan pronto como la componente es ineficaz.
Si selecciona otra no linealidad, puede definir los parámetros en las pestañas Efecto parcial, Diagrama o Fricción.
Opciones
A través de las casillas de verificación de esta sección, puede establecer propiedades adicionales del apoyo nodal. Dependiendo de la selección, se agregan las pestañas Dirección específica o Rigidez mediante soporte ficticio.
Dirección específica
La pestaña Dirección específica ofrece la posibilidad de girar el apoyo. De esta manera, no necesita crear un sistema de coordenadas personalizado.
Tipo de dirección
Hay varias opciones disponibles para orientar el apoyo: Puede girar el apoyo alrededor de los ejes del apoyo X', Y' y Z', alinearlo hacia uno o dos nodos, o disponerlo paralelamente a un elemento. Puede seleccionar estos objetos gráficamente con el botón
.
Rigidez mediante soporte ficticio
La pestaña Rigidez mediante soporte ficticio se recomienda especialmente para soportes puntuales de estructuras 2D. Aquí puede determinar las constantes del resorte del apoyo a partir de los parámetros de un soporte que no está representado en el modelo. RSTAB determina las rigideces del resorte del apoyo basándose en las condiciones de contorno. Esto permite una modelación que refleja mejor la realidad que un soporte fijo en el nodo.
Parámetros
Como 'Modelo de soporte', se asume un apoyo nodal elástico. Las rigideces de los resortes de desplazamiento y giro se derivan de los datos geométricos y materiales del soporte que se especifican en esta pestaña.
La geometría del 'Cabezal del soporte' puede describirse como rectangular o circular, opcionalmente con una rotación del soporte.
La 'Altura del soporte' afecta las constantes de los resortes de desplazamiento y giro.
Sección y material del soporte
Para determinar las rigideces de los resortes, se requieren las propiedades seccionales y materiales del soporte. Si el soporte no es 'Idéntico al cabezal del soporte' (es decir, ni rectangular ni circular), puede seleccionar o definir una sección de soporte adecuada en la lista.
Seleccione el 'Material del soporte' de la lista. Con los botones
y
puede crear un nuevo material.
Condiciones del soporte
El tipo de soporte en el cabezal y en la base del soporte influye en la determinación de los resortes de desplazamiento y giro. En la lista están disponibles las siguientes opciones:
- Articulado
- Flexible
- Rígido
En la opción 'Flexible', puede especificar el grado de empotramiento en la base del soporte en porcentaje.
La 'Rigidez al corte' del soporte se considera en la determinación de las rigideces por defecto.
Resortes del apoyo debido al soporte ficticio
Esta sección enumera las constantes de los resortes del apoyo derivadas de las propiedades geométricas y materiales del soporte. Los valores se transfieren a la pestaña 'Base'.
Efecto parcial
El Efecto parcial de una componente del apoyo está disponible como una propiedad no lineal del apoyo (ver imagen Selección de no linealidad del apoyo).
Defina el efecto del apoyo para el 'Rango negativo' y para el 'Rango positivo'. La regla de los signos se explica en la sección Falla. En la lista 'Tipo' hay varios criterios disponibles para determinar la efectividad del apoyo.
- Completo: La componente del apoyo es completamente efectiva.
- Fijo desde desplazamiento/rotación del apoyo: La rigidez del resorte de desplazamiento o giro solo es efectiva hasta un cierto desplazamiento o rotación. Si se supera, se activa un apoyo fijo o una restricción.
- Rotura desde fuerza del apoyo/momento: El apoyo solo es efectivo hasta una cierta fuerza o momento. Si se supera, el apoyo falla.
- Flujo desde fuerza del apoyo/momento: El apoyo solo es efectivo hasta una cierta fuerza o momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero no las tensiones.
- Falla: La componente del apoyo no es efectiva.
La mayoría de los tipos de apoyo se pueden combinar con una 'holgura', lo que permite que el apoyo solo se active después de un cierto desplazamiento o rotación.
Diagrama
El Diagrama de una componente del apoyo está disponible como una propiedad no lineal del apoyo (ver imagen Selección de no linealidad del apoyo).
En la columna 'Desplazamiento' o 'Rotación', defina el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con sus valores correspondientes. En la columna 'Fuerza' o 'Momento', puede entonces asignar los valores de abscisa de los desplazamientos o rotaciones a las fuerzas o momentos del apoyo.
Con el botón
, puede importar el diagrama desde una hoja de Excel. Si la orden de los puntos de definición no es correcta, puede ordenar las entradas en orden ascendente con el botón
.
Para el 'Inicio del diagrama' y el 'Final del diagrama', hay disponibles los siguientes criterios:
- Rotura: El apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza o momento. Si se supera, el apoyo falla.
- Flujo: El apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza o momento. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero no las tensiones.
- Continuo: Más allá del rango de definición, se aplica la constante del resorte del último tramo.
- Tope: La deformación permitida se limita al valor máximo de desplazamiento o rotación. Si se supera, se activa un apoyo fijo o una restricción.
Diagrama de rigidez
El Diagrama de rigidez de una componente del apoyo está disponible como una propiedad no lineal de un apoyo rotacional.
Primero, en la lista 'Rigidez dependiendo de' (al pie de la pestaña), determine la componente de la fuerza del apoyo de la que depende la rigidez del resorte. La opción |P| representa la fuerza resultante del apoyo.
Luego, en la columna 'Fuerza', defina el número de puntos de definición del diagrama de trabajo con los valores característicos correspondientes. En la columna 'Resorte', puede entonces asignar las constantes de los resortes respectivas.
Para el 'Inicio del diagrama' y el 'Final del diagrama', hay disponibles los siguientes criterios:
- Rotura: El apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza. Si se supera, el apoyo falla.
- Flujo: El apoyo solo es efectivo hasta el valor máximo de la fuerza. Si se supera, las deformaciones aumentan, pero no las tensiones.
- Continuo: Más allá del rango de definición, se aplica la constante del resorte del último tramo.
Fricción
En la lista 'No linealidad', hay cuatro opciones disponibles para definir la Fricción del apoyo translacional en función de otra componente del apoyo (ver imagen Selección de no linealidad del apoyo).
Las fuerzas transmitidas del apoyo se relacionan con las fuerzas de compresión que actúan en otra dirección. Según la selección en la pestaña 'Base', la fricción depende de solo una fuerza del apoyo o de la fuerza total de dos fuerzas del apoyo que actúan simultáneamente. Hay la siguiente relación entre la fuerza y la fricción del apoyo:
La FAQ 003537 explica cómo considerar la fricción en un apoyo nodal.
El siguiente modelo de soporte muestra un apoyo en el que las fuerzas horizontales se transfieren mediante fricción. Sin embargo, las fuerzas horizontales no pueden superar el 10% de las fuerzas verticales. En el caso de carga 1, se cumple esta condición. En el caso de carga 2, el modelo es inestable porque la carga horizontal es demasiado grande.
Junta de andamio
La Junta de andamio está disponible como una propiedad no lineal del apoyo para los grados de libertad rotacionales φX y φY. Esto permite definir apoyos de andamio para estructuras temporales como andamios de trabajo o puntales de construcción.
En la pestaña 'Junta de andamio', puede definir el diagrama de trabajo M-φ. Los parámetros se describen con más detalle en la característica del producto Apoyo de andamio.
