Problema de investigación
Generalmente, los edificios no se construyen de una vez, sino por etapas. Desde el punto de vista estructural, las partes estructurales individuales se combinan en un edificio durante la construcción. La estructura diseñada para el estado final está disponible una vez finalizado el proceso de construcción, a más tardar. La estructura pasa por varias etapas de construcción antes de alcanzar el estado final.
Cuando las partes estructurales se agregan a la estructura durante la construcción, su peso propio está activo. El peso propio eficaz debe derivarse de la estructura en sí o de las estructuras auxiliares, e implementarse en el terreno del edificio. Esto también se aplica a las cargas limitadas en el tiempo, que pueden ocurrir debido al método de construcción o las condiciones ambientales durante la construcción. Qué partes estructurales son eficaces y en qué sistema estructural también depende de los métodos de construcción y del proceso de construcción. Dependiendo de si la estructura o las partes individuales se utilizan para la aplicación de cargas durante la construcción, las partes estructurales de un edificio ya están sujetas a cargas antes de la etapa final, lo que da como resultado deformaciones.
Las posibilidades en RFEM
RFEM ofrece dos opciones básicas para mostrar o considerar las etapas en la construcción de un edificio. Primero, el módulo adicional RF-STAGES está disponible para esto. En segundo lugar, RFEM ofrece la opción de desactivar los elementos estructurales individuales en casos de carga y combinaciones de carga.
El módulo adicional RF-STAGES analiza la estructura en las etapas de construcción individuales utilizando un cálculo FEM no lineal. Este método le permite considerar no linealidades y redistribuciones debido a la eliminación de los elementos estructurales. Se crea un sistema de ecuaciones, que luego se modifica y se calcula en las etapas individuales, dependiendo de la configuración realizada. Este es un cálculo iterativo. Se deben cumplir las condiciones de equilibrio para cada etapa.
[K (u)] ∙ {u} = {F}
K ... matriz de rigidez
{u} ... vector de deformación
{F} ... vector de fuerza
En RFEM, puede desactivar los elementos estructurales individuales (barras, superficies, sólidos, apoyos en nudos, apoyos en línea, apoyos en superficies) para un caso de carga o combinación de carga. Esta opción le permite mostrar etapas de construcción simples; por ejemplo, un sistema de construcción lineal. Para que se considere cada etapa de la construcción, debe crear un caso de carga muerta por separado o un caso de carga con cargas permanentes. En RFEM, puede seleccionar la casilla de verificación "Desactivar" en los parámetros de cálculo del caso de carga. En la última pestaña, se pueden desactivar las partes estructurales individuales, lo que no será efectivo en el momento de la etapa de construcción.
Los resultados de las etapas individuales se pueden superponer más tarde en una combinación de resultados. Con este enfoque, tenga en cuenta que se trata de una superposición lineal de los resultados de las etapas individuales, que se calculan en un sistema no deformado.
Comparación de ambas opciones en el ejemplo
Ahora, se muestra una comparación de ambos métodos en un ejemplo general de construcción de edificios. El ejemplo es una estructura de hormigón armado de cuatro pisos, que se diseñó en cuatro etapas. Los pisos individuales se construyen uno tras otro y no se quita ninguna parte estructural durante el progreso de la construcción.
Resultado (máx. UZ [mm] | Modelo):
7,06 | Modelo en RF-STAGES
7,06 | Modelo de RFEM con etapas de construcción
7,89 | Modelo de RFEM sin etapas de construcción
Conclusión
El ejemplo muestra que es posible mostrar etapas simples de la construcción de un edificio en RFEM desactivando elementos estructurales. A pesar de los métodos básicamente diferentes, las mismas deformaciones de la estructura dan como resultado RFEM y RF-STAGES. Además, el ejemplo muestra que la consideración de las etapas de construcción para un edificio de cuatro pisos tiene un efecto evidente en las deformaciones debidas a cargas muertas y fijas. Al considerar las etapas de construcción, las deformaciones resultantes son aproximadamente un 10% más bajas que las deformaciones resultantes del cálculo en todo el modelo.
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