Modelado de una estructura
El modelado estructural es el primer paso del cálculo de los componentes de pretensados. En RFEM, es posible introducir de manera simple y rápida vigas, pórticos y losas, o modelar edificios y puentes complejos. RFEM 5 incluye el típico entorno para software CAD por lo que el manejo del programa es intuitivo.
Para modelar estructuras de pórticos y entramados, está disponible una amplia variedad de secciones normalizadas en el programa. Las secciones especiales pueden definirse en el programa SHAPE-THIN y utilizar en el análisis por elementos finitos de RFEM.
La introducción de cargas se facilita por los generadores de cargas incluidos, tales como la determinación de la carga de nieve. Se crea una combinación de cargas automáticamente según la norma seleccionada. También es posible definir situaciones de carga manualmente, por ejemplo en el caso de los estados constructivos específicos. Gracias a la visualización fotorrealista del modelo en renderizado 3D, se garantiza un control inmediato de la entrada de datos.
Geometría del tendón
Die Definition einer 3D-Spanngliedgeometrie in Bezug auf die Form der Struktur kann sich als sehr aufwendig oder schwierig herausstellen. especialmente en el caso de componentes estructurales curvos. Mediante la proyección de estos componentes en el plano XY y XZ, el problema espacial se puede simplificar a una geometría en 2D. En este caso, la viga se muestra directamente en los planos XY y XZ, y la definición de la geometría del tendón, por tanto, está simplificada en gran medida.
Otra dificultad posible podría ser la definición de una forma de tendón en una viga esbelta pretensada. El problema puede estar causado por el hecho que las vigas son habitualmente muy largas y planas. Al mostrar la viga entera, la altura de la sección es muy pequeña y es muy difícil reconocer la distribución del tendón en detalle. En este caso, hay una opción en RF-TENDON para poner a escala la viga de hormigón pretensado vertical y horizontalmente. Por esto, es posible mostrar más grande la altura de una viga esbelta para que la forma del tendón se pueda reconocer mejor.
La geometría del tendón se puede generar automáticamente utilizando la forma estándar del tendón. El programa genera la geometría del tendón con respecto a los apoyos existentes. Si es necesario, es posible ajustar la posición del tendón posteriormente.
El programa crea la geometría 3D de un tendón al fusionar ambas proyecciones en los planos XY y XZ. A partir de ambas proyecciones de la viga curva, se genera el diagrama del tendón en 3D. De esta forma, puede obtener rápida y fácilmente la geometría del tendón de la viga curva de hormigón pretensado. Para vigas rectas de hormigón pretensado, no es necesario trabajar en dos proyecciones.
Efectos del pretensado
Las cargas equivalentes, que corresponden a los efectos de pretensado, se determinan automáticamente como los esfuerzos resultantes con respecto a la excentricidad y el cambio direccional del tendón. Estas cargas equivalentes se pueden mostrar gráficamente. También es posible comparar gráficamente las cargas equivalentes del pretensado con la carga externa de la carga constante y variable. De esta manera, el efecto de pretensado se puede reconocer fácilmente en el cálculo con RF-TENDON.
El efecto de pretensado en el cálculo está controlado por la intensidad de los esfuerzos de pretensado. Laut Prof. Tung-Yen Lin sollte der quasi-ständige Anteil der externen Belastung durch die Ersatzlast aus Vorspannung ausgeglichen werden. Este "Método de equilibrio de carga" se puede utilizar para el cálculo preliminar de los tendones. Tanto las cargas externas como las cargas equivalentes de la precarga se pueden visualizar gráficamente en RF-TENDON.
La tensión en el tendón y en las cargas equivalentes del pretensado se calcula con respecto a las pérdidas del tendón. El deslizamiento del anclaje y las pérdidas de rozamiento se determinan por integración directa de la deformación a lo largo de la longitud del tendón. El método de cálculo considera completamente todos los cambios angulares de la geometría del tendón en 3D. Las pérdidas de tensión debidas a la deformación del hormigón elástico se determinan usando las propiedades de sección ideal. Las pérdidas a largo plazo se calculan según la normativa de cálculo, considerando las pérdidas de deformación debidas a la fluencia y retracción del hormigón sujeto a las cargas permanentes y a las pérdidas de tensión en el acero de pretensado debido a la relajación bajo tracción. Al determinar el efecto de la fluencia, se considera el historial de carga.
Estructura y dimensionamiento estructural
Los efectos de pretensado se aplican automáticamente a la estructura y se puede realizar el análisis estructural usando el método de los elementos finitos. Los efectos de pretensado se calculan con respecto a los efectos primarios y secundarios. Los esfuerzos internos de las franjas de diseño de la losa pretensada se pueden integrar en los esfuerzos internos de una barra resultante virtual y usar posteriormente para el cálculo de la sección. Los esfuerzos internos, incluyendo los efectos de pretensado, se calculan en RFEM y exportan a RF-TENDON Design.
Cálculo de secciones pretensadas
El paso final en el cálculo de componentes pretensados es verificar la sección de hormigón pretensado. Para esto, se utiliza el módulo adicional RF-TENDON Design. En este programa, están disponibles los cálculos según el Eurocódigo 2 y SIA 262. Los parámetros y métodos de determinación nacional pueden considerarse según ocho Anejos Nacionales, incluyendo EN 1992-1-1/AN y ÖNORM EN 1992-1-1.
Cada forma de sección y disposición de armadura puede comprobarse calculando la distribución de tensiones en 3D en la sección. Además, están disponibles las plantillas de armaduras predefinidas para las formas típicas de sección. La posición de los tendones y conductos en la sección se toman automáticamente de la geometría del tendón en 3D.
RF-TENDON Design comprueba si la sección cumple con los requisitos del Eurocódigo 2 ó SIA para el cálculo de tanto el estado límite último como de servicio, incluyendo los requisitos para puentes de EN 1992-2. Además, RF-TENDON Design puede considerar las interacciones de todos los esfuerzos internos tales como los esfuerzos axiles, momentos flectores, cortante y torsión. Los valores del estado límite de servicio se comprueban durante el cálculo de tensiones, anchos de fisura, descompresión y flechas.
Proporcionando la posibilidad de un análisis ampliado con la respuesta tensión-deformación de las secciones, el cálculo de la rigidez y la posibilidad de mostrar el diagrama de momento-curvatura, RFEM es un software potente para el análisis estructural según el Eurocódigo y SIA. Debido a la interfaz gráfica de usuario moderna, la información clara sobre el estado del diseño, la opción de obtener resultados resumidos rápidamente o el realizar el cálculo detallado así como también el sistema con avisos y recomendaciones, el programa es extremadamente fácil de manejar y universal.
Conclusiones
Todos los pasos necesarios para realizar el diseño del pretensado en RFEM 5 pueden ser accesibles por el usuario. RF-TENDON es un programa eficaz, fácil de entender y utilizar para vigas y estructuras pretensadas, así como también para losas y estructuras complejas. Por otra parte, el programa ofrece una entrada de datos fácil e intuitiva, lo cual permite realizar cálculos preliminares de manera muy eficiente. RF-TENDON y RF-TENDON Design proporcionan la solución completa y ayuda al usuario en la realización del diseño del pretensado y en el trato con el Eurocódigo 2.
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