Una sección transversal es necesaria para describir las propiedades de una barra: los valores característicos de la sección transversal y las propiedades del material asociado influyen en la rigidez de la barra.
No todas las secciones transversales definidas deben utilizarse en el modelo. Así, puedes modelar rápidamente variantes sin borrar secciones transversales. Sin embargo, no se pueden renumerar las secciones transversales.
Nombre
Puedes asignar cualquier nombre a la sección transversal y especificar los valores característicos de la sección. Si la designación coincide con una entrada de la biblioteca, RSTAB leerá los valores característicos almacenados. Para seleccionar la sección transversal en la biblioteca, haz clic en el botón
al final de la línea de entrada. La adopción de secciones transversales está descrita en el capítulo Biblioteca de secciones transversales.
En las secciones de la biblioteca, los valores característicos de la sección transversal están establecidos y no se pueden modificar. Una excepción son las áreas de corte y las dimensiones para cargas térmicas no uniformes.
En una sección transversal con un nombre definido por el usuario, todos los valores característicos de la sección deben definirse manualmente. Luego, puedes usar la sección para determinar 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 transversal.
Material
A cada sección transversal debe asignarse un material. Puedes seleccionarlo de la lista de materiales ya definidos. Los botones al lado del campo de entrada ofrecen la posibilidad de seleccionar un material de la biblioteca o definir uno nuevo (ver capítulo Materiales).
Categorías
Tipo de sección transversal
En las secciones de la biblioteca, el 'Tipo de sección transversal' está predefinido según las clasificaciones habituales allí (ver capítulo Biblioteca de secciones transversales). Las secciones definidas por el usuario se asignan al tipo 'Base'.
Método de fabricación
En las secciones de la biblioteca, se muestra el método de fabricación del perfil. Controla ciertas condiciones de diseño, por ejemplo, las líneas de pandeo de perfiles huecos formados en frío.
Opciones
Desactivar rigidez al corte
La consideración de la rigidez al corte conduce a un aumento de la deformación debido a las fuerzas transversales. La deformación por corte es de importancia secundaria en perfiles laminados y soldados. Sin embargo, en secciones macizas y perfiles de madera, se recomienda considerar las rigideces al corte para el cálculo de la deformación.
Desactivar rigidez de alabeo
El campo de control para considerar la rigidez de alabeo está disponible si en las configuraciones básicas está activado el complemento de análisis Torsión con alabeo. En este caso, puedes controlar si se considera la rigidez de alabeo de la sección transversal en el cálculo con siete grados de libertad.
Rotación de la sección transversal
La rotación de la sección transversal describe el ángulo por el cual se rota la sección. Puedes definir el ángulo de rotación α' en la pestaña Rotación de la sección transversal.
En las secciones asimétricas, esta pestaña también ofrece opciones para 'Espejar' el perfil. Así, por ejemplo, puedes colocar un perfil en L en la posición correcta.
Si importas una sección de la biblioteca o RSECTION, no necesitas preocuparte por el ángulo de rotación de la sección transversal α'. RSTAB lo lee automáticamente. Sin embargo, en perfiles definidos por el usuario, debes determinar tú mismo el ángulo de las ejes principales y luego ajustar la posición mediante la rotación de la sección.
Híbrido
La opción 'Híbrido' está disponible en secciones del tipo 'Paramétrico - Grueso II', así como en perfiles RSECTION compuestos por varios materiales. En la pestaña Híbrido, puedes asignar las propiedades del material a los componentes de secciones compuestas de madera, por ejemplo.
Modelo de pared delgada
Con el campo de control 'Modelo de pared delgada' puedes controlar en secciones del tipo 'Normalizado - Acero' y 'Paramétrico - Pared delgada' según qué teoría se determinan los valores característicos de la sección. Por ejemplo, en una sección gruesa, las áreas de corte y el momento de inercia de torsión se determinan mediante un método diferente, ya que la solución analítica solo es válida para secciones de pared delgada.
Notación estadounidense para valores de sección transversal
Los símbolos de los valores característicos de la sección transversal difieren según las convenciones europeas y estadounidenses. Con el campo de control puedes decidir si, por ejemplo, los momentos estáticos se designan como S o Q.
Suavizado de tensiones para evitar singularidades
El suavizado de tensiones es principalmente adecuado para secciones compuestas de madera, a fin de evitar singularidades en las zonas de conexión. Allí, las tensiones de corte a menudo conducen a picos de tensión que impactan negativamente en el diseño. Con esta función, se logra una mejor distribución de las tensiones.
Valores característicos de la sección transversal
En esta sección se proporcionan los valores característicos principales de la sección transversal. Puedes encontrar más valores característicos en la pestaña Valores de sección transversal.
Áreas de la sección transversal
Las áreas de la sección transversal se subdividen en el área total 'Axial A' y las áreas para 'Corte Ay' y 'Corte Az'. El área de corte Ay está relacionada con el momento de inercia Iz, el área de corte Az está relacionada con Iy.
En el siguiente artículo técnico puedes encontrar información sobre la determinación de las áreas de corte:
Las áreas de corte afectan la deformación por corte, que debe considerarse principalmente en barras cortas y macizas. Si modificas las áreas de corte, debes evitar valores extremadamente pequeños: las áreas de corte están en el denominador de ecuaciones, por lo que pueden surgir problemas numéricos.
Momentos de inercia de área
Los momentos de inercia definen la rigidez de la sección transversal en cuanto a la solicitación por momentos: el momento de inercia de torsión IT describe la rigidez frente a torsión alrededor del eje longitudinal, los momentos de área de segundo grado Iy e Iz describen las rigideces frente a flexión alrededor de los ejes locales y z y y. El eje y se entiende como el eje "fuerte". Con el momento de inercia alabeo de segundo grado Iω, se describe la resistencia ante el alabeo.
En perfiles asimétricos, los momentos de inercia se indican con respecto a los ejes principales u y v de la sección transversal. Los ejes locales de la sección transversal se muestran en el gráfico de la sección.
Puedes ajustar las áreas de la sección transversal y los momentos de inercia mediante factores que defines como 'modificación estructural específica de la sección' (ver capítulo Modificaciones estructurales).
Inclinación de los ejes principales
La inclinación de los ejes principales describe la posición de los ejes principales con respecto al sistema de ejes principales estándar de las secciones simétricas. En perfiles asimétricos, este es el ángulo α entre el eje y y el eje u (positivo en sentido horario). Los ejes principales se denominan y y z en secciones simétricas y u y v en secciones asimétricas (ver figura Valores de la sección transversal y ejes).
La inclinación de los ejes principales se calcula con 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, puedes girar la sección transversal en un ángulo definido por el usuario: para esto, activa el campo de control 'Rotación de la sección transversal' en la sección 'Opciones' (ver sección Rotación de la sección transversal).
Dimensiones (para cargas térmicas no uniformes)
Las dimensiones en cuanto a la anchura b y altura h de la sección transversal se requieren para calcular cargas térmicas.
RSECTION
Si hay una sección generada con RSECTION, con el botón puedes abrir el programa de secciones y modificar la sección.
Valores de la sección transversal
En la pestaña Valores de la sección transversal se enumeran en detalle los valores característicos de la sección.
Los valores característicos de perfiles paramétricos se determinan con RSECTION.
Estadísticas
La pestaña Estadísticas proporciona una vista general de las barras en el modelo que usan la sección transversal. Puedes usar el 'Peso total', por ejemplo, para una lista de acero o una estimación de costos.
Puntos
La geometría de la sección transversal se define a través de puntos, que también son la base para Líneas.
Las coordenadas de los puntos de definición se enumeran en una tabla. Si seleccionas una línea, ese punto se mostrará en rojo en el gráfico de la sección. En secciones de pared delgada, los puntos de definición en las líneas medias están marcados con un símbolo +. Los puntos de control generados para arcos están marcados con un símbolo de candado con +. Los puntos en los bordes de la sección resultan de los espesores de los elementos.
En arcos, en la sección de 'Parámetros', puedes leer los parámetros del arco además de las coordenadas del punto.
Líneas
Los Puntos de la sección se conectan mediante líneas, de modo que la geometría de la sección queda determinada por su contorno. Las líneas también son la base para Partes.
Los puntos de definición de las líneas, así como los tipos y longitudes de las líneas, se enumeran en una tabla. Si seleccionas una línea, se mostrará en rojo en el gráfico de la sección.
Partes
A partir de las líneas de contorno de la sección, se generan una o más partes.
Para cada parte de la sección se indican las líneas de definición, el material, el área de la sección transversal y la masa por unidad de longitud.
Puntos de tensión
La pestaña Puntos de tensión consta de hasta cuatro subpestañas. Allí puedes ver las coordenadas de los puntos de tensión, los momentos estáticos y las coordenadas de alabeo con los espesores asociados (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.
Puedes verificar las distribuciones de secciones transversales y de tensiones en el gráfico de la sección: haz clic en la columna del valor o selecciona el tipo en la lista debajo del gráfico.
Malla FE
La última pestaña gestiona la configuración de la malla FE sobre la cual se determinan los valores de la sección transversal y las tensiones unitarias.
Los dos campos de entrada ofrecen la posibilidad de influir en la discretización. Con un factor menor a 1 se genera una malla más fina y con un factor mayor a 1 una malla más gruesa. Normalmente, no se requieren ajustes aquí.