En la realidad, las singularidades o las concentraciones de tensiones que se derivan de ellas no se producen en la misma medida en que aparecen en el modelo. En principio, una evaluación de resultados en el área de puntos singulares no tiene sentido. Sin embargo, el análisis y el cuestionamiento de los puntos singulares sí es totalmente útil, ya que estos pueden indicar problemas en el modelo real. Un ejemplo práctico en el dimensionamiento de hormigón sería, por ejemplo, cuestionar un posible punzonamiento en el área de puntos singulares.
En el dimensionamiento de hormigón en RFEM y RF-BETON, las singularidades suelen dar lugar a situaciones no dimensionables.
¿Dónde pueden aparecer singularidades?
- Apoyos puntuales o introducción puntual de cargas
- Esquinas entrantes o en las esquinas de huecos
- Cambios bruscos de rigidez (por ejemplo, un salto en el espesor de la placa)
- Inicio y fin de nervios
- Inicio y fin de apoyos lineales o muros
Identificación de singularidades
En el MEF, los puntos singulares pueden reconocerse refinando la malla en un lugar correspondiente del modelo mediante un refinamiento de la malla de EF. Si el valor de resultado dependiente de la tensión aumenta en la zona considerada, pero disminuye la zona en la que actúa, entonces con gran probabilidad se trata de un punto singular.
Contrarrestar las singularidades
En RFEM y en el dimensionamiento de hormigón armado con RF-BETON, las singularidades y las no dimensionabilidades asociadas pueden contrarrestarse de varias maneras.
Zona de suavizado
En RFEM están disponibles zonas de suavizado, con cuya ayuda los picos de resultados pueden suavizarse o ponerse a cero. La zona de suavizado puede abrirse en la barra de menús bajo "Resultados". En caso de un suavizado, la zona considerada debe definirse de forma ingenieril. Con la opción "poner a cero los esfuerzos internos", por ejemplo, puede tomarse como base la sección transversal de un pilar conectado como zona (véase la figura 01).
Superficie integrada
Como alternativa a la zona de suavizado con las dimensiones de la sección transversal del pilar, pueden modelarse superficies e integrarse en la superficie existente. Estas superficies quedan entonces excluidas del dimensionamiento en RF-BETON Flächen (véase la figura 01).
El uso de los esfuerzos internos suavizados o puestos a cero debe activarse en RF BETON Flächen en las opciones detalladas (véase la figura 02).
Los dos métodos indicados (zona de suavizado y superficie integrada) pueden aplicarse tanto a pilares como a esquinas entrantes. En general, las zonas de suavizado son suficientes. Sin embargo, para el cálculo no lineal, las zonas de suavizado no tienen el efecto deseado, ya que durante el cálculo los esfuerzos internos se redistribuyen y pueden volver a producirse efectos de singularidad.
Método de dimensionamiento en placas
En un dimensionamiento de placas, las singularidades pueden producirse debido a grandes esfuerzos normales, por ejemplo, a causa de un apoyo puntual. Además, el método de dimensionamiento puede tener un efecto amplificador sobre los efectos de singularidad o las situaciones no dimensionables. Por ello, en placas se recomienda desactivar la optimización de los esfuerzos de dimensionamiento en RF-BETON Flächen (véase la figura 03).
Introducción distribuida de cargas
Para evitar efectos de singularidad, las cargas puntuales o lineales pueden transformarse en cargas superficiales. La función puede abrirse, por ejemplo, mediante el menú contextual (véase la figura 04).
Redondeo de esquinas entrantes
Tanto en las esquinas entrantes como en las esquinas de huecos, si es necesario, una esquina puede redondearse mediante la función "Redondear o achaflanar esquina". La función puede abrirse a través de "Herramientas" en la barra de menús. En general, sin embargo, muchos efectos de singularidad pueden contrarrestarse suficientemente mediante zonas de suavizado.
Apoyo
La evitación de singularidades en apoyos nodales y lineales se explica en este artículo técnico: