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2017-06-27

Prevención de singularidades en apoyos en nudos y líneas de estructuras de placas

Las condiciones de contorno de un apoyo de placa se pueden introducir rápidamente como apoyos singulares y en línea en el software de análisis por elementos finitos. Wird jedoch nicht bereits bei der Modellierung auf die Nachgiebigkeit der Lagerungen geachtet, so wird häufig spätestens bei der Bemessung mittels Spannungen beziehungsweise bei der Ermittlung der erforderlichen Bewehrung ein genauerer Blick auf die Lagerdefinitionen nötig.

Mientras que los resultados en las ubicaciones (excepto la ubicación de la discontinuidad) son cada vez más precisos con una malla de EF cada vez más refinada y apenas cambian al final, los valores de los resultados en el apoyo en nudo y los extremos de los apoyos de línea aumentan constantemente. Por lo general, las consecuencias de esto son ubicaciones no designables o resultados muy altos. Por lo tanto, es necesario argumentar estas singularidades o especificar las condiciones de contorno con mayor precisión.

Apoyos en nudos

Si hay un pilar debajo de la placa, se define como un apoyo en nudo en el modelado 2D. Damit die Lagerung nicht punktuell in einem FE-Knoten mit starrer Lagerung erfolgt, können in RFEM entweder die Federkonstanten manuell eingegeben werden oder die automatische Ermittlung der Bettungskoeffizienten mittels der Option "Stütze in Z" angewandt werden.

Un apoyo elástico se puede considerar automáticamente al establecer algunos parámetros.

En este caso, hay tres opciones:

  1. Cimentación superficial elástica: En el programa, se tiene en cuenta una cimentación superficial elástica con las dimensiones de la columna. Sin embargo, esta opción inevitablemente hace que la cabeza del pilar esté parcialmente restringida por pares de fuerzas verticales como los muelles de apoyo en las direcciones x e y.
  2. Apoyo elástico en el nudo: Para la rigidez aumentada a través del pilar, se aplica una superficie con espesor de placa doble para el cálculo y apoyada singularmente con las constantes elásticas determinadas.
  3. Apoyo en nudo con malla de EF ajustada: También en esto, se aplica un doble espesor internamente. Sin embargo, el apoyo se lleva a cabo como un apoyo rígido en Z.

Las dos últimas opciones también le permiten usar un apoyo articulado o semirrígido en la cabeza del pilar, y las tres opciones le permiten usar un apoyo articulado, semirrígido o rígido en la base del pilar.

Las constantes elásticas determinadas se muestran directamente en el lado derecho debajo de los gráficos, reflejando todos los cambios. Además, existe la opción de considerar una sección diferente de la cabeza del pilar, así como la rigidez a cortante del pilar. La rigidez a cortante se activa de forma predeterminada. Reduce los muelles de soporte horizontales así como los muelles de giro del soporte.

Para las tres opciones, la sección del pilar se toma del cálculo de superficies realizado en los módulos adicionales, como RF-STEEL Surfaces, RF-CONCRETE Surfaces o RF-LAMINATE. Por lo tanto, el diseño siempre aplica las fuerzas internas de la conexión, lo que conduce a resultados más económicos.

Además, los resultados dentro del área de la columna no se muestran en RFEM. Sollten diese dennoch benötigt werden, können diese im Ergebnisse-Navigator aktiviert werden.

Si hay una conexión articulada de dos placas (a través de una liberación de línea) sobre los apoyos en nudo, tenga en cuenta lo siguiente: Debido a la consideración interna de una superficie adicional, la liberación de la línea se suspende y, por lo tanto, no surgen momentos de coacción en los bordes de la placa.

Esto sólo se puede evitar suspendiendo una de las superficies delante de los "pilares" o seleccionando un apoyo en nudo articulado elástico "normal". Si se selecciona el apoyo en nudo elástico y se especifican los parámetros al definir el pilar, simplemente puede abrir el cuadro de diálogo "Editar apoyo en nudo" y deshabilitar la opción "Pilar en Z". Por lo tanto, las constantes elásticas determinadas previamente se toman automáticamente.

Apoyos en línea

Si la placa está apoyada en muros, se define como un apoyo en línea en el modelado 2D. En el análisis por elementos finitos, el apoyo lineal se divide internamente en los apoyos en nudo en cada punto de malla de elementos finitos. Después se determina una fuerza en el apoyo para cada apoyo en nudo. Se crea una distribución lineal entre los puntos de apoyo individuales utilizando opciones de suavizado que permiten considerar la influencia de los apoyos en nudos adyacentes. Para evitar también valores de pico demasiado altos en el caso de apoyos en línea, puede seleccionar la opción "Muro en Z".

En el caso de los pilares de los muros en particular, la distribución cualitativa de las reacciones en los apoyos, teniendo en cuenta la elasticidad, puede ser muy diferente.

Im Gegensatz zu Knotenlagern als Stütze werden bei den Linienlagern der Wand die Ergebnisse des Stützbereichs nicht ausgeblendet.

Referencia

[1] Barth, C.; Rustler, W .: Finite Elements in Structural Engineering, 2nd Edition. Berlin: Beuth, 2013
[2] Manual de RFEM 5. Tiefenbach: Dlubal Software, 2013. Descargar

Autor

El Sr. Fröhlich proporciona soporte técnico a nuestros clientes y es responsable del desarrollo en el área de estructuras de hormigón armado.

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