Este artículo presenta los conceptos básicos en dinámica de estructuras y su papel en el cálculo sísmico de estructuras. Se proporciona un gran énfasis a la explicación de los aspectos técnicos de una manera comprensible, de modo que los lectores sin conocimientos técnicos profundos puedan obtener una idea del tema.
El artículo 4.1.8.7 del Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC) de 2020 proporciona un procedimiento claro para los métodos de análisis sísmico. El método más avanzado, el Procedimiento de análisis dinámico en el Artículo 4.1.8.12, se debe utilizar para todos los tipos de estructuras, excepto aquellas que cumplen los criterios establecidos en 4.1.8.7. El método más simplista, el Procedimiento de la fuerza estática equivalente (ESFP) en el artículo 4.1.8.11, se puede utilizar para todas las demás estructuras.
Para evaluar si también es necesario considerar el análisis de segundo orden en un cálculo dinámico, se proporciona el coeficiente de sensibilidad del desplome entre plantas θ en los apartados 2.2.2 y 4.4.2.2 de EN 1998-1. Se puede calcular y analizar utilizando RFEM 6 y RSTAB 9.
Para el cálculo del estado límite último, los apartados 2.2.2 y 4.4.2.2 de EN 1998-1 requieren que el cálculo considere la teoría de segundo orden (efecto P-Δ). No es necesario tener en cuenta este efecto solo si el coeficiente de sensibilidad a la deriva entre plantas θ es menor que 0,1.
Tanto la determinación de las vibraciones naturales como el análisis del espectro de respuesta se realizan siempre en un sistema lineal. Si hay comportamientos no lineales en el sistema, se linealizan y, por lo tanto, no se tienen en cuenta. Estos pueden ser barras traccionadas, apoyos no lineales o articulaciones no lineales, por ejemplo. Este artículo muestra cómo puede tratarlos en un análisis dinámico.
Al calcular estructuras regulares, la entrada de datos a menudo no es complicada pero requiere mucho tiempo. La automatización de la entrada de datos puede ahorrar un tiempo valioso. La tarea descrita en el presente artículo es considerar las plantas de una casa como etapas de construcción individuales. Los datos se introducen utilizando un programa C# para que el usuario no tenga que introducir los elementos de las plantas individuales manualmente.
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.
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 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 lo tanto, el estado final de la estructura está disponible una vez finalizado el proceso de construcción; es decir, todas las fases de construcción. Para algunas estructuras, la influencia del proceso de construcción (es decir, todas las fases de construcción individuales) puede ser significativa y se debe considerar para evitar errores en el cálculo. Se ofrece una visión general del complemento Análisis de fases de construcción (CSA) en el artículo de la base de conocimientos titulado "Consideración de las fases de construcción en RFEM 6".
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.