Consideración del alabeo de la sección transversal en el análisis de estabilidad de estructuras de barras

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El alabeo es un comportamiento de las vigas para resistir la torsión que resulta de la deformación en el plano de la sección transversal. Es particularmente característico para elementos de sección transversal de paredes delgadas (por ejemplo, secciones en I y H). Para considerar el alabeo de la sección transversal como un grado adicional de libertad al calcular barras en RFEM 6 y RSTAB 9, puede utilizar el complemento Torsional Warping (7 DOF). Este complemento está totalmente integrado en los programas, y puede utilizarlo en combinación con un análisis estructural de acuerdo con el análisis lineal estático, de segundo orden y de grandes deformaciones, así como en combinación con el complemento de análisis de estabilidad para determinar factores de carga críticos y formas modales de los problemas de estabilidad, como el pandeo por torsión y el pandeo lateral.

Este artículo le mostrará un ejemplo práctico de cómo realizar un análisis de pandeo lateral para la nave de acero que se muestra en la Imagen 1. También puede ver este artículo como una continuación del artículo titulado “Determinación de factores críticos de carga Uso del complemento de estabilidad de la estructura en RFEM 6 y RSTAB 9 ”, que muestra cómo utilizar el complemento de estabilidad de la estructura para determinar los factores de carga críticos y los modos de estabilidad correspondientes para este modelo 3D.

Sin embargo, el artículo mencionado anteriormente observó que la consideración del alabeo por torsión en el análisis de estabilidad de la estructura es necesaria debido a los resultados del análisis estático (es decir, las cargas aplicadas dan como resultado momentos flectores M También se espera un problema de pandeo por torsión lateral de la viga principal). Como resultado, el siguiente texto le mostrará cómo usar el complemento Torsion Warping (7 DOF) en combinación con el complemento Structure Stability para considerar el warping de la sección transversal como un grado adicional de libertad al realizar el análisis de estabilidad. Es importante saber que el cálculo se realiza en todo el modelo, por lo que se considera automáticamente la rigidez de las barras adyacentes o las condiciones de apoyo definidas.

Los complementos Torsional Warping y Structure Stability se pueden encontrar en los Datos base, como se muestra en la Imagen 2. Debe saber que en RFEM 6 y el complemento Torsional Warping, el alabeo está asociado solo con barras y, por lo tanto, no es necesario definir condiciones de apoyo global para él. Además, se supone que el alabeo en los extremos del miembro no está obstruido por defecto; por lo tanto, debe usar rigidizadores transversales de barra para definir resortes de urdimbre en los extremos de la barra y considerar la rigidez de alabeo o la tensión de alabeo. Puede leer más sobre esto en el artículo de la base de conocimientos “Análisis de pandeo lateral con nuevo Complemento de deformación torsional (7 DOF) para RFEM 6/RSTAB 9 ”.

Dado que se supone que el alabeo no está impedido en el extremo de la barra, no hay transferencia de la cantidad de movimiento entre las barras adyacentes. En otras palabras, todas las barras se consideran individualmente para el cálculo de alabeo (es decir, las barras individuales pueden alabearse libremente en sus extremos). Para transferir el alabeo entre barras individuales que están conectadas, puede definir un conjunto de barras. En este sentido, las vigas principales de la nave de acero de interés se definen como conjuntos separados de barras, como se muestra en la Imagen 3.

En este punto, se puede hacer un paralelo entre el punto de aplicación de la carga cuando se calculan barras con 6 grados de libertad y se calculan barras con 7 grados de libertad. Es decir, si se conectan otros objetos a una barra que se va a calcular con 6 grados de libertad, los esfuerzos cortantes de otros componentes se introducen en el centro de cortante. Sin embargo, al calcular barras con 7 grados de libertad, se considera que el punto de conexión está en el centro de gravedad (es decir, el centroide de la sección) y las cargas definidas en la barra también se aplican allí. Para abordar este problema en el análisis, puede definir las excentricidades de las barras o utilizar barras rígidas para definir dichas conexiones. En este sentido, el punto de aplicación de la carga en este ejemplo se definirá con la excentricidad mostrada en las imágenes 4 y 5.

A continuación, la configuración del análisis de estabilidad se puede definir de la misma manera que se explica en el artículo de la base de conocimientos “Determinación de factores críticos de carga utilizando el complemento de estabilidad de la estructura en RFEM 6 y RSTAB 9” . Es decir, puede seleccionar el método de análisis y considerar las otras opciones que se muestran en la Imagen 6.

Como se discutió en el artículo mencionado anteriormente, el análisis de estabilidad se puede considerar en términos de casos de carga, combinaciones de carga y situaciones de diseño. En este ejemplo, el análisis de estabilidad se considera en términos de la situación de diseño final, como se muestra en las imágenes 7 y 8. Por lo tanto, puede calcular esta situación de diseño y obtener resultados de la misma manera que se discutió en el artículo mencionado anteriormente.

Por último, puede ejecutar el cálculo y obtener los resultados del análisis de estabilidad teniendo en cuenta el alabeo torsional de la sección. En la tabla Resumen de análisis estático, puede ver el factor de carga más crítico de todas las combinaciones de carga (Imagen 9), junto con la combinación de carga gobernante con la que está asociado el factor de carga crítico. De esta manera, puede abrir los resultados del análisis de estabilidad para la combinación de carga específica y mostrar la forma del modo asociado.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing y soporte al cliente

La Sra. Kirova es responsable de la creación de artículos técnicos y proporciona soporte técnico a los clientes de Dlubal.

Palabras clave

Pandeo lateral Análisis de estabilidad Alabeo torsional

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  • Actualizado 5. julio 2022

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RFEM 6
Recibidor con cubierta abovedada

Programa principal

El programa de análisis estructural RFEM 6 es la base de un sistema de software modular.
El programa principal RFEM 6 se usa para definir estructuras, materiales y cargas de sistemas estructurales planos y espaciales compuestos por placas, muros, láminas y barras.
El programa también puede diseñar estructuras combinadas, así como elementos sólidos y de contacto.

Precio de la primera licencia
3.990,00 USD
RSTAB 9
software de análisis de estructuras y entramados reticulares

Programa principal

El programa de análisis y diseño de estructuras de pórticos y entramados RSTAB 9 contiene una gama de funciones similar al software RFEM de elementos finitos, prestando especial atención a los pórticos y entramados.
Por lo tanto, es muy fácil de usar y durante muchos años ha sido la mejor opción para el análisis estructural de estructuras de vigas compuestas de acero, hormigón, madera, aluminio y otros materiales.

Precio de la primera licencia
2.550,00 USD
RFEM 6
Análisis de estabilidad de la estructura

Análisis adicionales

El complemento Estabilidad de la estructura analiza la estabilidad de las estructuras.
Determina los factores de carga crítica y los modos de estabilidad correspondientes.

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Torsión de alabeo de la barra

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