Unión de acero 3D con elementos sólidos de RFEM, Países Bajos

Proyecto de cliente

Inversor ADS-Ertner BV, Capelle aan den IJssel, Países Bajos
Análisis de uniones en RFEM MSc Engineering bv, Doorwerth, Países Bajos
Empresa de fabricación Severfield Europe B.V., Zevenbergen, Países Bajos

Para un proyecto en Rotterdam, ADS Ertner utilizó IDEA CONNECTION para analizar una unión estructural de acero. Este programa calcula las uniones de acero utilizando el método CBFEM, donde se modela cada sección de pared delgada con propiedades no lineales del material, tornillos no lineales y soldaduras no lineales. Para transferir cargas, ADS Ertner necesitaba usar bloques en el modelo de unión. En IDEA CONNECTION, los bloques no se integran fácilmente con placas de pared delgada.

Modelado y análisis de tensiones en RFEM

ADS Ertner contactó con MSc Engineering, que creó un modelo de cálculo en 3D de RFEM con elementos finitos sólidos para la verificación de la unión de acero. Esta unión especial incluye un nudo con seis barras de conexión. El pilar superior y las diagonales inferiores experimentan esfuerzos axiles extremadamente altos, que se originan en la estructura de hormigón prefabricado del edificio y que además causan una gran fuerza de tracción en la viga horizontal lateral. El modelo de cálculo 3D de RFEM se ha creado para calcular las tensiones internas en el bloque de acero de paredes gruesas con una profundidad máxima de 450 mm. En el modelo de cálculo, se modelaron todos los elementos (vigas/bloques) como elementos sólidos. Las cargas en nudo se han aplicado a los sólidos en las superficies de contorno rígidas en los extremos de los sólidos. Estas superficies rígidas distribuyen las cargas uniformemente sobre las caras de los sólidos. Algunas vigas se apoyan en superficies de contorno semirrígidas.

En el modelo, el bloque actúa como medio de transmisión para los grandes esfuerzos axiles. Desde un punto de vista económico, un bloque de acero de pared gruesa era una mejor solución que una serie de placas de armadura soldadas. Los resultados del análisis de tensiones de RFEM se han comparado con una tensión máxima admisible del acero de 315 N/mm², que corresponde a una calidad de acero S355 con un espesor de placa de hasta 100 mm. Las tensiones en el bloque fueron considerablemente menores que las tensiones admisibles.

La viga lateral horizontal y el pilar se conectan mediante chapas frontales y tornillos. Las chapas frontales se modelan como sólidos con sólidos de contacto adicionales para llenar el vacío entre las chapas frontales y las chapas frontales del bloque. Se han utilizado los huecos para representar los agujeros de los tornillos. Los tornillos son elementos rígidos que transmiten los esfuerzos cortantes y de tracción .

RFEM se utilizó en última instancia para el cálculo, ya que los sólidos se pueden calcular fácilmente dentro del programa. El equipo, junto con el profesor Wald de la Universidad de Praga, utilizó RFEM para verificar el comportamiento de las placas de pared delgada en IDEA CONNECTION.


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