Descripción
La estructura consiste en una viga con perfil I simplemente soportada. La rotación axial φx está restringida en ambos extremos, pero la sección transversal es libre de deformarse (soporte de horquilla). La viga tiene una imperfección inicial en la dirección Y definida como una curva parabólica con un desplazamiento máximo de 30 mm en el medio. Se aplica una carga uniforme en el medio del ala superior del perfil I. El problema se describe mediante el siguiente conjunto de parámetros. El ejemplo de verificación se basa en el ejemplo introducido por Gensichen y Lumpe (ver la referencia).
| Material | Acero S235 | Módulo de Elasticidad | E | 210000.000 | MPa |
| Módulo de Cortadura | G | 81000.000 | MPa | ||
| Geometría | Estructura | Longitud | L | 6.000 | m |
| Imperfección | Máxima Imperfección | imax | 30.000 | mm | |
| Perfil I | Altura | h | 400.000 | mm | |
| Ancho | b | 180.000 | mm | ||
| Espesor del Alma | s | 10.000 | mm | ||
| Espesor del Ala | t1 | 14.000 | mm | ||
| Carga | Carga Continua | q | 30.000 | kN/m | |
| Excentricidad | ez | -200.000 | mm | ||
Solución Analítica
No hay una solución analítica disponible. Los resultados del software S3D se toman como referencia.
Configuración de RFEM y RSTAB
- Modelado en RFEM 6.06 y RSTAB 9.06
- El tamaño del elemento es lFE= 0.010 m
- Se utiliza un modelo de material elástico lineal isotrópico
- El número de incrementos es 10
- Se utilizan análisis de Segundo Orden y de Gran Deformación
- Se utiliza el complemento de Deformación Torsional (7DOF)
- El problema se modela tanto por medio de barras como por una combinación de barras y elementos superficiales
- La rigidez se reduce mediante el Factor de Seguridad Parcial γM=1.1
Resultados
Se utilizan dos técnicas de modelado en RFEM 6. Primero, la sección I se modela como una viga con la imperfección dada (forma parabólica). Luego, el perfil I se modela mediante elementos superficiales (placas). En este caso, las condiciones de contorno se modelan lo más parecido posible al caso de la viga, pero los resultados pueden ser influenciados por las diferencias en el estilo de modelado. En RSTAB 9, la imperfección se modela a través del conjunto de vigas cortas con las imperfecciones de nodo dadas.
Resultados de RSTAB 9:
| Cantidad | S3D | RSTAB 9 - Análisis de Segundo Orden | Relación | RSTAB 9 - Análisis de Gran Deformación | Relación |
| uy(x=3 m) [mm] | 24.2 | 31.041 | 1.283 | 30.182 | 1.247 |
| uz(x=3 m) [mm] | 18.8 | 16.772 | 0.892 | 22.644 | 1.204 |
| φx(x=3 m) [mrad] | 152 | 186.528 | 1.227 | 194.596 | 1.280 |
| My(x=3 m) [kNm] | 134 | 134.738 | 1.006 | 135.550 | 1.012 |
| Mz(x=3 m) [kNm] | -20.5 | -24.875 | 1.213 | -26.716 | 1.303 |
| Mω(x=3 m) [kNm2] | 4.02 | 5.053 | 1.257 | 5.276 | 1.312 |
| MTpri(x=0 m) [kNm] | 2.91 | 3.165 | 1.088 | 3.301 | 1.134 |
| MTsec(x=0 m) [kNm] | 1.78 | 2.307 | 1.296 | 2.410 | 1.354 |
Resultados de RFEM 6:
| Cantidad | S3D | RFEM 6 - Análisis de Segundo Orden | Relación | RFEM 6 - Análisis de Gran Deformación | Relación | RFEM 6 - Placas - Análisis de Gran Deformación | Relación |
| uy(x=3 m) [mm] | 24.2 | 14.476 | 0.598 | 26.962 | 1.114 | 26.339 | 1.088 |
| uz(x=3 m) [mm] | 18.8 | 14.022 | 0.746 | 20.213 | 1.075 | 20.159 | 1.072 |
| φx(x=3 m) [mrad] | 152 | 86.937 | 0.572 | 175.234 | 1.153 | 172.512 | 1.135 |
| My(x=3 m) [kNm] | 134 | 133.477 | 0.996 | 132.992 | 0.992 | - | - |
| Mz(x=3 m) [kNm] | -20.5 | -17.476 | 0.852 | -23.546 | 1.149 | - | - |
| Mω(x=3 m) [kNm2] | 4.02 | 2.335 | 0.581 | 4.716 | 1.173 | - | - |
| MTpri(x=0 m) [kNm] | 2.91 | 1.490 | 0.512 | 3.002 | 1.032 | - | - |
| MTsec(x=0 m) [kNm] | 1.78 | 1.160 | 0.652 | 2.300 | 1.292 | - | - |
