Longitudes eficaces en RFEM 6
Para que las comprobaciones de diseño de estabilidad se incluyan en los resultados del cálculo de acero, es importante asignar longitudes eficaces a las barras antes de realizar el cálculo. En RFEM 6, la longitud eficaz no es una configuración local de una sola barra. Por lo tanto, cada longitud eficaz que se ha definido en el programa se puede asignar a varias barras o conjuntos de barras al mismo tiempo.
Suponiendo que el complemento Cálculo de acero está activado en los Datos básicos del modelo, se pueden definir nuevas longitudes eficaces a través de la pestaña Datos del navegador (Imagen 1). Alternativamente, es posible definir longitudes eficaces a través de la pestaña Tipos de cálculo de la ventana de la barra (Imagen 2).
Independientemente del enfoque por el cual se determina, la longitud eficaz se puede considerar para el pandeo por flexión alrededor de los ejes mayor y menor, así como para el pandeo torsional y lateral (imagen 3).
1. Definición de la longitud eficaz mediante apoyos en nudos y coeficientes de longitud eficaz
Primero, demostraremos cómo definir la longitud eficaz en función de la consideración de los apoyos en nudos y los factores de longitud eficaz con respecto a las condiciones de apoyo de la barra (Imagen 4).
Dadas las condiciones de apoyo del pilar 1, los apoyos en nudo del tipo de apoyo fijo en ambas direcciones principales z/v e y/u, así como la torsión (coacción alrededor de x) se deben definir solo al inicio y al final de esta barra. Dado que no hay apoyos intermedios que dividan la barra en segmentos de diferentes longitudes, los factores de longitud eficaz se deben calcular manualmente y ajustar para la longitud total de la barra como un segmento único.
En este ejemplo, el pilar de interés está conectado a una viga horizontal como un pórtico y, por lo tanto, la longitud de pandeo esperada para el eje y principal se aproxima a 3.5, mientras que el factor de longitud eficaz para el pandeo fuera del plano es 1.
2. Importación de la longitud eficaz del análisis de estabilidad
Sin embargo, RFEM 6 ofrece otra opción para definir las longitudes eficaces de las barras: importándolos directamente desde el análisis de estabilidad. Para este propósito, es necesario activar el complemento Estabilidad de la estructura (Imagen 5).
En este enfoque, el análisis de estabilidad se debe realizar para obtener las deformadas del modo relevantes y las longitudes eficaces asociadas de las barras separadas. Posteriormente, las longitudes eficaces se pueden asignar a las barras de interés y se pueden considerar para el cálculo del acero.
En RFEM 6, la consideración del análisis de estabilidad se realiza en términos de casos y combinaciones de carga separados, como se muestra en la Imagen 6. En este ejemplo, se considerará el análisis de estabilidad para la combinación de carga 2 (peso propio y nieve) debido a la compresión asociada.
La configuración del análisis de estabilidad se puede definir fácilmente en la ventana que se muestra en la Imagen 7. Por ejemplo, el tipo de análisis de estabilidad (método de valores propios, método incremental con análisis de valores propios, método incremental sin análisis de valores propios), el número de valores propios más bajos y la posibilidad de considerar efectos favorables debido a la tracción se deben ajustar si uno de los métodos de valores propios es se prefiere (Lanczos, raíces del polinomio característico, iteración del subespacio o iteración ICG).
De manera similar, los parámetros para la carga incremental se deben definir cuando se prefiere un método incremental.
Una vez que se ejecuta el cálculo, los resultados se muestran tanto gráficamente como en la tabla Resultados del análisis de estabilidad. La longitud de pandeo para la cual pandea el pilar en el plano del pórtico es la longitud correcta para el cálculo de la situación de carga respectiva. En este ejemplo, la forma propia que representa el pandeo en la dirección X global es la deformada del modo 8 (imagen 8).
De hecho, ahora es posible importar la longitud eficaz del análisis de estabilidad. Cuando se selecciona la opción en la ventana Longitud eficaz (Imagen 9), el caso de carga/combinación, el modo propio y la barra desde la cual se debe importar la longitud eficaz se pueden definir en una pestaña asociada. Dado que la longitud eficaz se asignará al pilar 1, estos son la combinación de cargas 2, modo 8 y barra 1, respectivamente (imagen 10).
En RFEM 6, también es posible mostrar gráficamente la longitud asignada, como se muestra en la Imagen 11.
Al definir la configuración de la longitud eficaz, se realiza un acto de equilibrio entre las longitudes de pandeo y la configuración de la propiedad de pandeo por flexión y torsión. Con las comprobaciones del apoyo, el elemento se divide en segmentos para los procesos de pandeo. Al mismo tiempo, las comprobaciones de los apoyos sirven para describir las condiciones de contorno para el cálculo relacionado con los valores propios del momento crítico de pandeo lateral (Mcr ).
Comprobaciones de estabilidad en términos de cálculo de acero
Una vez que se ha asignado la longitud eficaz a la barra de interés, se puede calcular el Cálculo de acero. Como muestra la imagen 12, las comprobaciones de estabilidad se encuentran entre los resultados que se muestran en la tabla Resultados. La longitud de pandeo se incluye en los Detalles de comprobación de diseño (imagen 13). Como se esperaba, la comprobación de estabilidad se realiza sobre la base de la longitud eficaz calculada por el análisis de estabilidad.
Observaciones finales
La longitud eficaz para el cálculo de la barra equivalente en RFEM 6 se puede determinar manualmente o se puede importar desde un análisis de estabilidad. En la primera aproximación, la longitud eficaz se determina asignando apoyos en nudos y ajustando los factores de longitud eficaz manualmente con respecto a las condiciones de apoyo de la barra.
En el segundo enfoque, por otro lado, la longitud eficaz es una salida del análisis de estabilidad y, por lo tanto, se puede asignar directamente a la barra para fines de cálculo. La ventaja de este enfoque es que los factores de longitud eficaz y la propia longitud eficaz se calculan automáticamente. Esto es muy conveniente para ciertas condiciones de apoyo que de otro modo habrían requerido un cálculo manual exhaustivo.
Sin embargo, es importante considerar la longitud eficaz correcta en términos del modo de pandeo y la situación de carga respectiva al importarla del análisis de estabilidad.