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2017-05-30

Consideración de Schöck Isokorb® en el cálculo por el MEF de RFEM

La pérdida de calor debido a componentes externos sin desacoplamiento térmico de los componentes internos es enorme. Por esta razón, los componentes estructurales externos se separan térmicamente de la envolvente del edificio utilizando un componente incorporado especial. Para la unión de la losa del balcón con un forjado de hormigón armado, se puede utilizar la conexión aislante Schöck Isokorb® or HALFEN HIT, por ejemplo. Para el cálculo de tales componentes incorporados, se debe tener en cuenta la aprobación técnica respectiva. El siguiente artículo muestra un ejemplo de la consideración de Schöck Isokorb® en el cálculo por el MEF.

Modelado de la estructura

La rotura de puente térmico de los lados exterior e interior se realiza generalmente utilizando una banda aislante hecha de espuma dura de poliestireno. En el caso de Schöck Isokorb®, las fuerzas de tracción son absorbidas por el acero inoxidable y las fuerzas de compresión por el hormigón de alto rendimiento reforzado con microfibras con revestimiento plástico PE-HD a través de la capa aislante. Por lo tanto, no es posible la transferencia de momentos torsores a través de la capa aislante. Dependiendo del tipo seleccionado de Isokorb®, se pueden transferir momentos y/o esfuerzos cortantes. Esta transmisión limitada de esfuerzos se debe considerar en el análisis estructural.

La información técnica según EC 2 [1] para Isokorb® incluye una directriz del MEF que describe el modelado. La empresa Schöck recomienda el siguiente enfoque para el cálculo de Schöck Isokorb® utilizando el método de elementos finitos:

  • Separe el componente externo de la estructura de soporte del edificio.
  • Determine los esfuerzos internos en el apoyo del componente externo, teniendo en cuenta los valores de rigidez elástica (recomendación para Schöck Isokorb®). Valores elásticos aproximados recomendados para Schöck Isokorb®:
    10 000 kNm/rad/m para un muelle a torsión
    250,000 kN/m² para el apoyo empotrado
  • Seleccione el tipo Schöck Isokorb®, incluyendo los valores de cálculo determinados para el esfuerzo cortantevEd y el momentomEd.
  • Aplicar el esfuerzo cortante calculado vEd y los momentos mEd como cargas de borde externas a la estructura de carga (losa de techo, por ejemplo).

Al separar el componente externo de la estructura de soporte de un edificio, las cargas del componente externo se deben aplicar manualmente como cargas de borde adicionales en la estructura de soporte. Como se muestra en la imagen 02, se modeló una losa de balcón por separado de la losa del piso, y las fuerzas en los apoyos de la losa del balcón se definieron como una carga de borde de la losa del piso.

Modelado en RFEM utilizando la articulación lineal

Para evitar un esfuerzo adicional de aplicar las cargas de borde desde el componente externo, es posible modelar el componente externo junto con la estructura de soporte en RFEM. Por lo tanto, la transmisión de fuerza limitada debida a Isokorb® se considera correctamente en el cálculo por el MEF, pero se debe disponer una articulación lineal en la intersección entre el componente externo e interno (ubicación de instalación de Isokorb®). Al definir las propiedades de la articulación, se puede considerar el efecto específico en el flujo de fuerzas. La articulación lineal está dispuesta en el lado exterior (lado del balcón) en este caso. Tenga en cuenta que no es posible definir ninguna no linealidad para las propiedades de la articulación cuando se utiliza la articulación lineal. Sin embargo, la articulación lineal es suficiente para la aplicación general de Isokorb®, por ejemplo, en el caso de una losa en voladizo de balcón donde el momento y el esfuerzo cortante solo actúan en una dirección.

Modelado en RFEM utilizando la liberación de línea

Dependiendo del tipo de Isokorb® seleccionado, los esfuerzos transferibles son diferentes. Por lo tanto, los momentos y esfuerzos cortantes también se pueden transmitir en una sola dirección, dependiendo del tipo. Al definir una transmisión de fuerza no lineal (por ejemplo, un fallo en una dirección) en una línea de conexión entre el componente externo e interno, puede usar una liberación de línea en RFEM. En el primer paso, es necesario definir un tipo de liberación de línea con las propiedades correspondientes del Isokorb® seleccionado. Para desactivar el efecto del muelle en una dirección, seleccione la opción "Actividad parcial..." en "No linealidad" y en los detalles correspondientes, seleccione la opción "Ineficacia del muelle" en la dirección respectiva. La imagen 04 muestra las propiedades de Isokorb® tipo K con la opción de transferir una dirección de la fuerza (tracción) y una dirección de traslación.

El tipo de liberación de línea que se muestra en la figura 04 se define como una liberación de línea en la línea de conexión entre los componentes externo e interno.

Evaluación de resultados

El cálculo con Isokorb® requiere la transmisión de los esfuerzos internos de cálculo. Al modelar los componentes por separado, como se muestra en la figura 01, se pueden usar los esfuerzos de apoyo del componente externo. Cuando se usa una articulación lineal o una liberación de línea para el modelado, es posible mostrar los esfuerzos a transmitir utilizando "Mostrar resultados en secciones". De esta forma, puede generar una sección en la línea de conexión (Isokorb®) y seleccionar el número de superficie del componente externo para la salida de resultados. La imagen 06 muestra una comparación de los momentos flectores de la placa mx resultantes de los métodos de modelado descritos anteriormente. Aquí puede reconocer una buena concordancia entre los resultados de los enfoques de modelado individuales.

Referencias

[1] Schöck Bauteile GmbH. (2016). Información técnica – Schöck Isokorb® con aislamiento de 80 mm. Baden-Baden, Abril de 2016. Descargar
[2] Dlubal Software. (2016). Manual de RFEM 5. Tiefenbach: Febrero de 2016. Descargar

Autor

El Sr. Meierhofer es el líder de desarrollo de programas para estructuras de hormigón y está disponible para el equipo de soporte al cliente en caso de preguntas relacionadas con el cálculo de hormigón armado y pretensado.

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