Descripción del trabajo
Una estructura consiste en una viga simplemente apoyada en perfil en I. El giro axial φx está restringido en ambos extremos, pero la sección es libre de alabeo (apoyo en 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. La carga uniforme se aplica en el medio del ala superior del perfil en I. El problema se describe mediante el siguiente conjunto de parámetros. El ejemplo de verificación se basa en el ejemplo presentado por Gensichen y Lumpe, véase la referencia.
| Material | Acero S235 | Módulo de elasticidad | E | 210000,000 | MPa |
| Módulo de cortante | G | 81 000,000 | MPa | ||
| Geometría | Estructura | perímetro | L | 6,000 | m |
| Imperfección | Imperfección máxima | imáx . | 30,000 | mm | |
| Perfil en I | Altitud | h | 400,000 | mm | |
| Ancho | b | 180,000 | mm | ||
| Espesor de 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
La solución analítica no está 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 el modelo de material elástico lineal isótropo
- El número de incrementos es 10
- Se utilizan análisis de segundo orden y de grandes deformaciones
- Se utiliza el complemento Alabeo por torsión (7 GDL)
- El problema se modela tanto por barras como por una combinación de barras y elementos de superficie
- La rigidez se reduce por medio del coeficiente parcial de seguridad γM = 1,1
Resultados
En RFEM 6 se utilizan dos técnicas de modelado. Al principio, la sección en I se modela como una viga con la imperfección dada (forma parabólica). A continuación, se modela el perfil en I por medio de elementos de superficie (placas). En este caso, las condiciones de contorno se modelan lo más cerca posible del caso de la viga, pero los resultados pueden verse influenciados por las diferencias en el estilo de modelado. En RSTAB 9, la imperfección se modela por medio del conjunto de vigas cortas con la imperfección dada en los nudos.
Resultados de RSTAB 9:
| Cantidad | S3D | RSTAB 9 - Análisis de segundo orden | Razón | RSTAB 9 - Análisis de grandes deformaciones | Razón |
| 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=3 m) [kNm] | 1,78 | 2,307 | 1,296 | 2,410 | 1,354 |
Resultados de RFEM 6:
| Cantidad | S3D | RFEM 6 - Análisis de segundo orden | Razón | RFEM 6 - Análisis de grandes deformaciones | Razón | RFEM 6 - Placas - Análisis de grandes deformaciones | Razón |
| 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=3 m) [kNm] | 1,78 | 1,160 | 0,652 | 2,300 | 1,292 | - | - |
