Pregunta:
Mi modelo en RFEM 6 o RSTAB 9 es inestable. ¿Cuál podría ser el motivo?
Respuesta:
Puede haber varias razones para que se interrumpa el cálculo debido aun sistema estructural inestable. Por un lado, puede indicar una inestabilidad "real" debido a la sobrecarga del sistema estructural, pero por otro lado, las inexactitudes del modelado también pueden ser responsables de este mensaje de error. Aquí, hemos compilado un posible procedimiento para encontrar la causa de la inestabilidad.
´1. Control del modelado
Überprüfen Sie zuerst, ob das System vonseiten der Modellierung in Ordnung ist. Recomendamos utilizar los controles del modelo que proporciona RFEM 6 o RSTAB 9 (Herramientas → Control del modelo). Mithilfe dieser Möglichkeiten können Sie beispielsweise identische Knoten und überlappende Stäbe finden und gegebenenfalls löschen.
Además, puede usar la estructura bajo el peso propio puro en un caso de carga según el análisis estático lineal, por ejemplo. Si los resultados se muestran posteriormente, la estructura respecto al modelado es estable. Sollte dies nicht der Fall sein, finden Sie im Folgenden eine Auflistung der häufigsten Ursachen:
• Falsche Definition von Auflagern / Fehlen von Auflagern
Esto puede conllevar a inestabilidades ya que la estructura no se encuentra apoyada en todas las direcciones. Achten Sie deshalb darauf, dass die Lagerbedingungen sowohl mit dem System als auch mit den äußeren Randbedingungen im Gleichgewicht stehen. Los sistemas estáticamente indeterminados también pueden conducir a interrupciones del cálculo debido a la falta de condiciones de contorno.
• Torsion von Stäben um die eigene Achse
Si las barras giran sobre su propio eje, lo que es que una barra no está apoyada sobre su propio eje, puede conllevar a inestabilidades. A menudo esto se debe a la configuración de las articulaciones de la barra. Así, puede que las articulaciones de torsión se hayan introducido en ambos nudos del inicio y del final.
• Fehlende Verbindung von Stäben
Finden Sie freischwebende Stäbe? Vor allem bei größeren und komplexeren Modellen passiert es leicht, dass einige Stäbe nicht miteinander verbunden sind und somit "in der Luft schweben". Auch das Vergessen von kreuzenden Stäben, die sich eigentlich miteinander schneiden sollten, kann zu Instabilitäten führen. Abhilfe schafft hier die Modellkontrolle "Kreuzende, nicht verbundene Stäbe", die nach Stäben sucht, die sich kreuzen, jedoch keinen gemeinsamen Knoten im Schnittpunkt aufweisen.
• Kein gemeinsamer Knoten
Sehen Sie genau hin. Hier liegen die Knoten augenscheinlich an selber Stelle, bei genauerer Betrachtung weichen diese jedoch minimal voneinander ab. Häufige Ursachen sind CAD-Importe, die Sie aber problemlos mithilfe der Modellkontrolle bereinigen können.
• Entstehen einer Gelenkkette
Aufgepasst bei Stabendgelenken: Zu viele davon an einem Knoten können eine Gelenkkette verursachen, die zum Berechnungsabbruch führt. Para cada nudo, sólo puede definir n-1 articulaciones con el mismo grado de libertad respecto al sistema global de coordenadas, donde "n" es el número de barras conectadas. Lo mismo se aplica a las liberaciones de línea.
2. Comprobación de la rigidez
Si falta la rigidez, también puede llevar a que se interrumpa el cálculo debido a las inestabilidades. Por lo tanto, siempre debe comprobar si la estructura es lo suficientemente rígida en todas las direcciones.
3. Problemas numéricos
Zu diesem Punkt zeigen wir Ihnen folgendes Beispiel. Es una estructura o pórtico articulado que está rigidizado por las barras de tracción. Debido a las contracciones de los pilares debido a las cargas verticales, las barras de tracción reciben esfuerzos de compresión pequeños en el primer paso del cálculo. Se eliminan de la estructura (ya que sólo se pueden absorber las tracciones). En un segundo paso de cálculo, el modelo sin esas barras de tracción es inestable. Um dieses Problem zu lösen, haben Sie mehrere Möglichkeiten. Puede aplicar un pretensado (carga en barra) en las barras de tracción para "eliminar" los esfuerzos de compresión pequeños, asignar una rigidez pequeña a las barras o eliminar las barras una a una en el cálculo.
Die Berechnungseinstellung ist in RSTAB 9 automatisiert, in RFEM 6 können Sie dies optional aktivieren.
4. Detectar las causas de la inestabilidad
• Automatische Modellkontrolle mit grafischer Ausgabe
Um eine grafische Darstellung der Ursache einer Instabilität zu erhalten, hilft Ihnen das Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 / RSTAB 9 weiter:
Mit der Option "Berechnen ohne Belastung für Instabilitätsnachweis durch Eigenform" können Sie vermeintlich instabile Systeme berechnen. Es wird anhand der Strukturdaten eine Eigenwertanalyse durchgeführt, welche als Ergebnis die Instabilität des betroffenen Bauteils grafisch darstellt.
• Verzweigungsproblem
Si los casos o combinaciones de carga se pueden calcular según el análisis estático lineal Ordnung be...