Uso de no linealidades en el análisis del espectro de respuesta en RFEM 6

En primer lugar, se debe considerar si se deben tener en cuenta las no linealidades o si la linealización es suficiente. El método del espectro de respuesta es un método que reduce al mínimo la acción sísmica para realizar una verificación con poco esfuerzo. La linealización y, por lo tanto, la simplificación de la estructura debería ser siempre la primera opción para un cálculo de este tipo.

El ejemplo examinado representa una estructura de pórtico con barras traccionadas. Si están disponibles en el sistema, se linealizan en el análisis modal de complementos dinámicos y el análisis del espectro de respuesta y se interpretan como barras de celosía, que pueden absorber fuerzas tanto de compresión como de tracción. El objetivo de esta estructura es examinar las diferencias en los resultados cuando las barras traccionadas se linealizan o se tienen en cuenta. También explica cómo se pueden considerar aproximadamente las barras de tracción.

Consideración aproximada de las barras traccionadas en la determinación de vibraciones naturales y en el método del espectro de respuesta

Una posibilidad es determinar las vibraciones naturales en un sistema en el que ya han fallado algunas barras de tracción (es decir, un estado inicial definido). Para este propósito, se debe seleccionar una deformación previa en una dirección. Hay dos formas de crear este estado inicial predefinido. Por un lado, las barras de tracción asociadas se pueden desactivar manualmente para simular un fallo. Por otro lado, se puede definir una fuerza horizontal muy pequeña en un caso de carga, lo que conduce al fallo de las barras de tracción deseadas.

En este ejemplo de un pórtico bidimensional, se supone una deformación previa en la dirección X positiva. Los miembros 5, 8 y 11 están desactivados. Esta modificación estructural se activa luego en el caso de carga "Análisis modal". Se calculan 3 formas de modo en la dirección X. A partir de los resultados, que se analizan con más detalle en la última sección de este artículo, puede ver que las barras desactivadas ya no se deforman.

El caso de análisis modal definido se asigna ahora al método del espectro de respuesta. Para este propósito, se crea un nuevo caso de carga en el que se retiene la configuración predeterminada. Se asigna un espectro de respuesta según la norma en la dirección X. No se necesitan más configuraciones. Para poder comparar los resultados, se realiza de nuevo el análisis modal y el método del espectro de respuesta sin desactivar las barras de tracción.

Evaluación y comparación de resultados

Las vibraciones naturales de la estructura ' difieren en el valor de la frecuencia natural, pero la dirección y la forma son similares. Al desactivar las barras de tracción, la estructura se vuelve significativamente más blanda y las frecuencias son más pequeñas debido a la menor rigidez. En ambos casos, la forma del primer modo es dominante (el factor de masa equivalente eficaz es aproximadamente del 80%).

Los resultados del análisis del espectro de respuesta difieren notablemente. Si compara los esfuerzos axiles en las barras traccionadas, queda claro que aumentan considerablemente, considerando las barras traccionadas. Esto se debe al fallo de las barras sometidas a compresión, lo que puede verse implicado en el primer caso y contribuir a la estabilización. Un problema de linealización también se hace evidente aquí: Incluso en el caso de las barras de tracción desactivadas, las fuerzas normales se desarrollan de la misma forma en dirección positiva y negativa, por lo que también surgen fuerzas de compresión. Esto se puede explicar por la superposición cuadrática.

Sin embargo, la fuerza total del terremoto es mayor si se ignoran las no linealidades y, por lo tanto, está en el lado seguro. Se puede usar un miembro de resultados o el "modelo de construcción" adicional para la evaluación.

Por lo tanto, si solo se va a llevar a cabo una investigación de la fuerza total del terremoto (por ejemplo, para comparar con otras acciones horizontales), no se recomienda tener en cuenta las barras traccionadas. Sin embargo, estos se deben tener en cuenta para el cálculo real de las barras traccionadas en caso de terremoto. En el caso de una estructura asimétrica, la deformación previa debería examinarse en las direcciones positiva y negativa.