En la realidad, las singularidades o las concentraciones de tensiones resultantes no se producen en la misma medida que en el modelo. En principio, una evaluación de resultados en la zona de puntos singulares no tiene sentido. Sin embargo, el análisis y el cuestionamiento de los puntos singulares sí es muy útil, ya que estos pueden indicar problemas en el modelo real. Un ejemplo práctico en el dimensionamiento de hormigón sería, por ejemplo, cuestionar un riesgo de punzonamiento en la zona de puntos singulares.
En el dimensionamiento de hormigón en RFEM, las singularidades a menudo dan lugar a imposibilidades de dimensionamiento.
¿Dónde pueden aparecer singularidades?
- Apoyos puntuales o introducción de cargas puntual
- Esquinas reentrantes o esquinas de aberturas
- Saltos de rigidez (por ejemplo, cambio en el espesor de la placa)
- Inicio y fin de nervios
- Inicio y fin de apoyos lineales o muros
Detección de singularidades
En el MEF, los puntos singulares pueden reconocerse refinando la malla en un punto correspondiente del modelo mediante un refinamiento de malla de EF. Si el valor de resultados dependiente de las tensiones aumenta en la zona considerada, pero disminuye el área en la que actúa, entonces con muy alta probabilidad se trata de un punto singular.
Contrarrestar las singularidades
En RFEM 6 se puede contrarrestar las singularidades y las imposibilidades de dimensionamiento asociadas de varias maneras.
Ajustes de resultados de superficies
En RFEM 6 están disponibles los ajustes de resultados de superficies, con cuya ayuda pueden suavizarse los picos de resultados. Los resultados en el área predefinida se representan como valores medios en lugar del recorrido real. Los "Ajustes de resultados de superficies" pueden abrirse en el navegador, dentro de "Objetos especiales". En un ajuste de resultados de superficies, el área de base debe definirse de manera ingenieril.
Superficie integrada
Como alternativa a los ajustes de resultados de superficies con dimensiones del contorno de la sección del apoyo, pueden modelarse superficies e integrarse en la superficie existente. Estas superficies deben excluirse entonces del dimensionamiento.
Introducción de cargas distribuida
Para evitar efectos de singularidad, las cargas puntuales o las cargas lineales pueden convertirse en cargas superficiales. A continuación se muestra un posible procedimiento mediante "Cargas rectangulares libres". En el menú "Editar parámetros globales", t representa el espesor de la losa de hormigón, F es la carga nodal y phi el ángulo de reparto de la carga
Los dos métodos indicados (ajustes de resultados de superficies y superficie integrada) pueden aplicarse tanto a pilares como a esquinas reentrantes. En general, los ajustes de resultados de superficies son suficientes. Sin embargo, para el cálculo no lineal, los ajustes de resultados de superficies no tienen el efecto deseado, ya que durante el cálculo se redistribuyen los esfuerzos internos y pueden volver a producirse efectos de singularidad.
Método de dimensionamiento para diafragmas
En el dimensionamiento de diafragmas, las singularidades pueden aparecer debido a fuerzas normales elevadas, por ejemplo como consecuencia de un apoyo puntual. Además, el método de dimensionamiento puede tener un efecto amplificador sobre los efectos de singularidad o las imposibilidades de dimensionamiento. Por ello, en los diafragmas se recomienda desactivar la optimización de los esfuerzos de dimensionamiento (en el navegador) en: "Dimensionamiento de hormigón", "Configuraciones de capacidad portante", "Superficies".
Evitar cargas nodales y cargas lineales
Para evitar efectos de singularidad, se recomienda utilizar cargas superficiales en lugar de cargas nodales o lineales.
Redondeo de esquinas reentrantes
Tanto en esquinas reentrantes como en esquinas de aberturas, si es necesario, una esquina puede redondearse o achaflanarse mediante la función "Redondear o biselar esquina". Ambas funciones se pueden abrir en la barra de menús a través de "Herramientas" "Modificar líneas". En general, muchos efectos de singularidad pueden contrarrestarse suficientemente mediante áreas de suavizado.
Apoyos
La evitación de singularidades en apoyos nodales y lineales se explica en este artículo técnico: