Dieses Beispiel wurde in der Fachliteratur [1] als Beispiel 9.5 sowie in [2] als Beispiel 8.5 behandelt. Se debe realizar un análisis de pandeo lateral para una viga principal. Esta viga es una barra estructural uniforme. Por lo tanto, el análisis de estabilidad se puede realizar según el apartado 6.3.2 de DIN EN 1993-1-1. Debido a la flexión uniaxial, también sería posible realizar el cálculo por el método general de acuerdo con el apartado 6.3.4. Ergänzend soll die Ermittlung des Verzweigungslastfaktors am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
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.
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).
Las comprobaciones de estabilidad para el cálculo de barras equivalente según EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 y otras normas internacionales requieren la consideración de la longitud de cálculo (es decir, la longitud eficaz de las barras). En RFEM 6, es posible determinar la longitud eficaz manualmente asignando apoyos en nudos y factores de longitud eficaz o, por otro lado, importándola del análisis de estabilidad. Ambas opciones se mostrarán en este artículo determinando la longitud eficaz de un pilar del pórtico de la Imagen 1.
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.
El acero tiene malas propiedades térmicas en términos de resistencia al fuego. La dilatación térmica para aumentar la temperatura es muy alta en comparación con la de otros materiales de construcción y puede dar lugar a efectos que no estarían presentes en el cálculo a la temperatura normal debido a la coacción en el componente. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la ductilidad del acero, mientras que disminuye su resistencia. Since steel loses 50% of its strength at temperature of 600 °C, it is important to protect components against fire effects. In the case of protected steel components, the fire resistance duration can be increased due to the improved heating behavior.
Las imperfecciones en la ingeniería de la construcción están asociadas con la desviación de su forma ideal relacionada con la producción de los componentes estructurales. A menudo se utilizan en un cálculo para determinar el equilibrio de fuerzas para componentes estructurales en un sistema deformado.
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.
La norma de acero AISC 360-16 requiere la consideración de la estabilidad para una estructura en su conjunto y para cada uno de sus elementos. Hay varios métodos disponibles para esto, incluyendo la consideración directa en el análisis, el método de la longitud eficaz y el método de análisis directo. Este artículo destacará los requisitos importantes del cap. C [1] y el método de análisis directo para incorporar en un modelo de acero estructural junto con la aplicación en RFEM 6.
El cálculo de las secciones según el Eurocódigo 3 se basa en la clasificación de la sección a diseñar en los términos de las clases determinadas por la norma. La clasificación de las secciones es importante, ya que determina los límites de resistencia y capacidad de giro por pandeo local de las partes de la sección.
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".
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.
Es posible modelar y analizar estructuras de mampostería en RFEM 6 con el complemento Cálculo de fábrica que emplea el método de elementos finitos para el cálculo. Se pueden modelar estructuras complejas de mampostería, y se pueden realizar análisis estáticos y dinámicos, dado que se implementa un modelo de material no lineal en el programa para mostrar el comportamiento de carga de la mampostería y los diferentes mecanismos de fallo. Es posible introducir y modelar estructuras de mampostería directamente en RFEM 6 y combinar el modelo de material de mampostería con todos los complementos habituales de RFEM. En otras palabras, es posible diseñar modelos de edificios completos relacionados con la mampostería.
El Steel Joist Institute (SJI) desarrolló previamente tablas de viguetas virtuales para estimar las propiedades de la sección para viguetas de acero con alma abierta. Estas secciones de la viga virtual se caracterizan por ser vigas de ala ancha equivalentes que se aproximan mucho al área de la cuerda de la viga, al momento de inercia eficaz y al peso. Las viguetas virtuales también están disponibles en la base de datos de secciones de RFEM y RSTAB.
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.
El cálculo de barras de acero conformadas en frío según AISI S100-16 ya está disponible en RFEM 6. Se puede acceder al cálculo seleccionando "AISC 360" como norma en el complemento Cálculo de acero. Entonces, se selecciona automáticamente “AISI S100” para el cálculo conformado en frío (Imagen 01).