El Modelo de edificio es uno de los complementos de soluciones especiales en RFEM 6. Esta herramienta ofrece ventajas para el modelado, ya que es posible crear y manipular plantas de edificios fácilmente. El modelo de construcción se puede activar al inicio del proceso de modelado y posteriormente.
Una de las innovaciones en RFEM 6 es el enfoque para diseñar conexiones de acero. A diferencia de RFEM 5, donde el diseño de las uniones y conexiones de acero se basa en una solución analítica, el complemento Uniones de acero en RFEM 6 ofrece una solución de elementos finitos (EF) para las conexiones de acero.
El análisis sísmico en RFEM 6 es posible utilizando el análisis modal y los complementos del análisis del espectro de respuesta. De hecho, el concepto general del análisis de sismos en RFEM 6 se basa en la creación de un caso de carga para el análisis modal así como otro para el análisis del espectro de respuesta. Los grupos de estándares para estos análisis se establecen en la pestaña Estándares II de los Datos base del modelo.
RFEM 6 incluye el complemento Búsqueda de forma (form-finding) para determinar las formas de equilibrio de modelos con superficies sometidas a tracción y barras sometidas a esfuerzos axiles. Este complemento se puede activar en los Datos básicos del modelo y se puede usar para encontrar la posición geométrica donde el pretensado de las estructuras ligeras está en equilibrio con las reacciones de contorno existentes.
Este artículo describe cómo se modela una losa plana de un edificio residencial en RFEM 6 y se calcula según el Eurocódigo 2. La placa tiene un espesor de 24 cm y está soportada por pilares de 45/45/300 cm a una distancia de 6,75 m tanto en la dirección X como en Y (Figura 1). Los pilares se modelan como apoyos en nudos elásticos determinando la rigidez del muelle en función de las condiciones de contorno (imagen 2). El hormigón C35/45 y el acero de armadura B 500 S (A) se seleccionan como materiales para el cálculo.
El cálculo de estructuras complejas por medio de un software de análisis de elementos finitos se realiza generalmente en todo el modelo. Sin embargo, la construcción de tales estructuras es un proceso que se lleva a cabo en múltiples etapas donde el estado final del edificio se logra combinando las partes estructurales separadas. Para evitar errores en el cálculo de los modelos generales, se debe considerar la influencia del proceso de construcción. En RFEM 6, esto es posible utilizando el complemento Análisis de etapas de construcción (CSA).
El cálculo de punzonamiento, según EN 1992-1-1, se debería realizar para losas con una carga o reacción concentrada. El nudo donde se realiza el cálculo de la resistencia al punzonamiento (es decir, donde hay un problema de punzonamiento) se llama nudo de punzonamiento. La carga concentrada en estos nudos se puede introducir mediante pilares, una fuerza concentrada o apoyos en nudos. El final de la introducción de la carga lineal en las losas también se considera como una carga puntual y, por lo tanto, también se debe controlar la resistencia a cortante en los extremos y esquinas de los muros, y en los extremos o esquinas de las cargas lineales y apoyos lineales.
Según el Eurocódigo 2 (EN 1992-1-1 [1]), una viga es una barra cuyo vano es al menos 3 veces el canto total de la sección. De lo contrario, el elemento estructural se debe considerar como una viga de gran canto. El comportamiento de las vigas de gran altura (es decir, vigas con un vano menor a 3 veces el canto de la sección) es diferente al comportamiento de las vigas normales (es decir, vigas con un vano 3 veces mayor que el canto de la sección).
Sin embargo, el diseño de vigas de gran canto es necesario a menudo cuando se analizan los componentes estructurales de estructuras de hormigón armado, ya que se utilizan para dinteles de ventanas y puertas, vigas ascendentes y descendentes, la conexión entre losas a dos niveles y sistemas de pórticos.
En RFEM 6, el análisis sísmico se puede realizar utilizando los complementos Análisis modal y Análisis del espectro de respuesta. Una vez realizado el análisis espectral, el complemento Modelo de edificio se puede usar para mostrar las acciones de pisos, los desplomes entre plantas y los esfuerzos en los muros de cortante.
Con el complemento Uniones de acero de RFEM 6, es posible crear y analizar conexiones de acero utilizando un modelo de elementos finitos. Es posible controlar el modelado de las conexiones mediante una introducción de los componentes sencilla y cómoda. Los componentes de la unión de acero se pueden definir o bien manualmente, o utilizando las plantillas disponibles en la biblioteca. El primer método se incluye en un artículo anterior de la base de conocimientos titulado "Un enfoque novedoso para el diseño de uniones de acero en RFEM 6". Este artículo se centrará en el último método; es decir, le mostrará cómo definir componentes de juntas de acero utilizando las plantillas disponibles en la biblioteca del programa.
Las conexiones de acero en RFEM 6 están definidas como un conjunto de componentes. En el nuevo complemento Uniones de acero, están disponibles componentes básicos de aplicación universal (placas, soldaduras, planos auxiliares) para introducir situaciones de conexión complejas. Los métodos con los que se pueden definir las conexiones se consideran en dos artículos anteriores de la base de conocimientos: "Un enfoque nuevo para el diseño de uniones de acero en RFEM 6" y "Definición de componentes de uniones de acero utilizando la biblioteca".
La ventaja del complemento RFEM 6 Steel Joints es que puede analizar las conexiones de acero utilizando un modelo de EF para el cual el modelado se ejecuta de forma totalmente automática en segundo plano. La entrada de los componentes de la junta de acero que controlan el modelado se puede realizar definiendo los componentes manualmente o utilizando las plantillas disponibles en la biblioteca. El último método se incluye en un artículo anterior de la base de conocimientos titulado "Definición de componentes de uniones de acero mediante la biblioteca". La definición de parámetros para el cálculo de uniones de acero es el tema del artículo de la base de conocimientos "Diseño de uniones de acero en RFEM 6" .
El complemento Análisis de fases de construcción (CSA) permite el diseño de estructuras de barras, superficies y sólidos en RFEM 6 considerando las fases de construcción específicas asociadas con el proceso de construcción. Esto es importante ya que los edificios no se construyen de una vez, sino combinando gradualmente las partes estructurales individuales. Los pasos individuales en los que se agregan tanto los elementos estructurales como las cargas al edificio se llaman fases de construcción, mientras que el proceso en sí mismo se llama proceso de construcción.
Por medio del complemento Cálculo de hormigón, es posible el cálculo y dimensionamiento de pilares de hormigón según ACI 318-19. El siguiente artículo confirmará el diseño de la armadura del complemento Cálculo de hormigón utilizando ecuaciones analíticas paso a paso según la norma ACI 318-19 que incluyen la armadura de acero longitudinal necesaria, el área bruta de la sección y el tamaño/separación de las barras de acero.
La calidad del análisis estructural de los edificios mejora significativamente cuando las condiciones del suelo se consideran de la manera más realista posible. En RFEM 6, puede determinar de forma realista el cuerpo del suelo que se va a analizar con la ayuda del complemento Análisis geotécnico. Este complemento se puede activar en los Datos base del modelo como se muestra en la Imagen 01.
El análisis modal es el punto de partida para el análisis dinámico de sistemas estructurales. Se puede usar para determinar valores de vibración natural como frecuencias naturales, deformadas de modos, masas modales y coeficientes de masa modales eficaces. Este resultado se puede usar para el diseño de vibraciones y se puede usar para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
El análisis dinámico en RFEM 6 y RSTAB 9 se divide en varios complementos. El complemento Análisis modal es un requisito previo para todos los demás complementos dinámicos, ya que realiza el análisis de las vibraciones naturales para los modelos compuestos de barras, superficies y sólidos.
Dado que la determinación realista de las condiciones del suelo influye significativamente en la calidad del análisis estructural de los edificios, el complemento Análisis geotécnico se ofrece en RFEM 6 para determinar el cuerpo del suelo a analizar.
La forma de proporcionar los datos obtenidos de las pruebas de campo en el complemento y usar las propiedades de las muestras de suelo para determinar los macizos de suelo de interés se trató en el artículo de la base de conocimientos "Creación de un cuerpo de suelo a partir de muestras de suelo en RFEM 6". Este artículo, por otro lado, discutirá el procedimiento para calcular los asentamientos y las presiones del suelo para un edificio de hormigón armado.
Con la norma ACI 318-19 más reciente, se redefine la relación a largo plazo para determinar la resistencia a cortante del hormigón Vc. Con el nuevo método, la altura de la barra, la cuantía de armadura longitudinal y la tensión normal influyen ahora en la resistencia a cortante Vc. Este artículo describe las actualizaciones del cálculo a cortante y la aplicación se muestra con un ejemplo.