Este artículo presenta los conceptos básicos en dinámica de estructuras y su papel en el cálculo sísmico de estructuras. Se proporciona un gran énfasis a la explicación de los aspectos técnicos de una manera comprensible, de modo que los lectores sin conocimientos técnicos profundos puedan obtener una idea del tema.
Tanto la determinación de las vibraciones naturales como el análisis del espectro de respuesta se realizan siempre en un sistema lineal. Si hay comportamientos no lineales en el sistema, se linealizan y, por lo tanto, no se tienen en cuenta. Estos pueden ser barras traccionadas, apoyos no lineales o articulaciones no lineales, por ejemplo. Este artículo muestra cómo puede tratarlos en un análisis dinámico.
El cumplimiento de los códigos de construcción, como el Eurocódigo, es esencial para garantizar la seguridad, la integridad estructural y la sostenibilidad de los edificios y estructuras. La dinámica de fluidos computacional (CFD) juega un papel vital en este proceso al simular el comportamiento de los fluidos, optimizar los diseños y ayudar a los arquitectos e ingenieros a cumplir con los requisitos del Eurocódigo relacionados con el análisis de carga de viento, ventilación natural, seguridad contra incendios y eficiencia energética. Al integrar CFD en el proceso de diseño, los profesionales pueden crear edificios más seguros, eficientes y conformes que cumplen con los más altos estándares de construcción y diseño en Europa.
El complemento "Análisis modal" en RFEM 6 le permite realizar análisis modales de sistemas estructurales, determinando así los valores de vibración natural tales como frecuencias naturales, deformadas de los modos, masas modales y factores de masa modales eficaz. Estos resultados se pueden usar para el cálculo de vibraciones, así como para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
El análisis dinámico en RFEM 6 y RSTAB 9 se divide en varios complementos. El complemento Análisis modal es un requisito previo para todos los demás complementos dinámicos, ya que realiza el análisis de las vibraciones naturales para los modelos compuestos de barras, superficies y sólidos.
El análisis modal es el punto de partida para el análisis dinámico de sistemas estructurales. Se puede usar para determinar valores de vibración natural como frecuencias naturales, deformadas de modos, masas modales y coeficientes de masa modales eficaces. Este resultado se puede usar para el diseño de vibraciones y se puede usar para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
En este artículo, se muestran las representaciones de un escenario de explosión de una detonación a distancia realizada en RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations, y los efectos se comparan en el análisis en el dominio del tiempo lineal.
Mediante el análisis modal en el módulo adicional DYNAM Pro - Forced Vibrations, es posible determinar la respuesta en el estado estacionario para estructuras excitadas periódicamente. Esto es una ventaja si solo interesa el estado estacionario de la estructura. En lugar de la solución completa de la ecuación de movimiento, solo se mostrará la solución especial.
La norma europea EN 1993-1-8, apartado 4.5.3.3. proporciona al usuario un método simplificado para el cálculo del estado límite último de soldaduras en ángulo. Según la norma, el cálculo se cumple si el valor de cálculo de la fuerza resultante que actúa en la soldadura en ángulo es menor que el valor de cálculo de la resistencia de la soldadura. Entonces si desea dimensionar la soldadura para un modelo de superficie, se encontrará con una variedad de resultados debido a la naturaleza de los cálculos del método de los elementos finitos (MEF). Por lo tanto, mostramos a continuación cómo determinar los componentes de la fuerza del modelo.
Tanto la determinación de las vibraciones naturales como el análisis del espectro de respuesta se realizan siempre en un sistema lineal. Si hay comportamientos no lineales en el sistema, se linealizan y, por lo tanto, no se tienen en cuenta. Las barras rectas trabajando a tracción se utilizan con mucha frecuencia en la práctica. Este artículo mostrará cómo puede mostrarlas aproximadamente de manera correcta en un análisis dinámico.
El cálculo de la vibración de las placas de madera contralaminada a menudo es determinante para los techos de grandes luces. La ventaja del material más ligero de la madera sobre el hormigón se convierte en una desventaja, ya que el material de gran masa es ventajoso para una frecuencia natural baja.
Mediante el análisis modal en el módulo adicional DYNAM Pro - Forced Vibrations, es posible determinar la respuesta en el estado estacionario para estructuras excitadas periódicamente. Esto es una ventaja si solo interesa el estado estacionario de la estructura. En lugar de la solución completa de la ecuación de movimiento, solo se mostrará la solución especial.
A partir de la versión 5.06.1103, las masas de nudos, líneas, barras y superficies se pueden omitir en RF-DYNAM Pro. Diese Einstellung kann in den Detaileinstellungen vorgenommen werden und gilt global für alle definierten Massenfälle.
Con RF-DYNAM Pro - Forced Vibrations, puede realizar un análisis en el dominio del tiempo. Zum Beispiel können die Auswirkungen einer Explosion auf ein nahegelegenes Bauwerk untersucht werden. In "Dynamik der Baukonstruktionen" von Christian Petersen sind Formeln für Zeitdiagramm und Lastverteilung zur Beschreibung einer Explosion angegeben. Im Bild ist die Eingabe einer solchen Explosionslast dargestellt. In RFEM stehen die freien veränderlichen Lasten zur Verfügung, die eine flexible Eingabe des Lastverlaufes ermöglichen.
Para simular una excitación que varía con el tiempo y cambia su posición, puede combinar varios diagramas de tiempo de carga en RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations.
En RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations, puede definir diagramas de tiempo directamente como funciones en un campo de edición. Der Parameter t ist für die Zeitschritte zu verwenden, andere Parameter können im Dialog "Parameter bearbeiten" definiert und dann in RF-/DYNAM Pro verwendet werden.
En RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations, combina casos de carga estática con diagramas de tiempo para definir el tipo de excitación de su estructura. Dadurch wird es möglich, nicht nur Knotenlasten, sondern auch Linien, Flächen, freie oder generierte Lasten im Zeitverlaufsverfahren zu berücksichtigen.
RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations ofrece la opción de un monitor de evolución temporal. In der Auswertung besteht nun die Möglichkeit, mehrere Graphen direkt im Programm zu vergleichen. Zudem können die Bilder in das Ausdruckprotokoll übernommen werden oder direkt als Wertetabelle nach Excel exportiert werden.
En RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations, puede importar esfuerzos axiles y modificaciones de rigidez desde cualquier caso de carga (CC) o combinación de carga (CO). Material-, Querschnitts-, Stab,- und Flächeneigenschaften können modifiziert, diese Änderungen dann in den LF-/LK-Berechnungsparametern aktiviert und somit auch in RF-/DYNAM Pro importiert werden.
En RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations, es posible transferir casos de carga/combinaciones de carga completas como masas. Para hacer esto, simplemente puede guardar el caso de carga o la combinación de carga para considerarla como un caso de masa en el módulo adicional.
El nuevo módulo RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations está disponible desde que se publicaron las versiones 5.04.xx de RFEM y 8.04.xx de RSTAB. Las masas se pueden importar ahora directamente a partir de los casos de carga y combinaciones de carga.