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.
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.
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 cálculo de estructuras resistentes a flexión según AISC 341-16 ahora es posible en el complemento Cálculo de estructuras de acero de RFEM 6. El resultado del cálculo sísmico se clasifica en dos secciones: requisitos de barras y requisitos de conexión. Este artículo trata sobre la resistencia necesaria de la conexión. Se presenta un ejemplo de comparación de los resultados entre RFEM y el Manual de diseño sísmico de AISC [2].
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 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.
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.
La viga armada es una opción económica para la construcción de grandes luces. La viga de chapa de acero de sección en I normalmente tiene un alma de gran canto para maximizar su capacidad a cortante y separación de alas, pero un alma delgada para minimizar el peso propio. Debido a su gran relación altura-espesor (h/tw ), es posible que se necesiten rigidizadores transversales para rigidizar el alma esbelta.
A menudo, se requieren secciones personalizadas en el diseño de acero conformado en frío. En RFEM 6, la sección personalizada se puede crear utilizando una de las secciones de "Pared delgada" disponibles en la biblioteca. Para otras secciones que no cumplen con ninguna de las 14 formas conformadas en frío disponibles, las secciones se pueden crear e importar desde el programa independiente, RSECTION. Para obtener información general sobre el diseño de acero según la norma AISI en RFEM 6, consulte el artículo de la base de conocimientos que se proporciona al final de la página.
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.
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.
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.
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.
Una situación estándar en la construcción de barras de madera es la capacidad de conectar barras más pequeñas mediante el apoyo en una barra de viga más grande. Además, las condiciones del extremo de las barras pueden incluir una situación similar en la que la viga se apoya en un tipo de soporte. En cualquier escenario, la viga se debe diseñar para considerar la capacidad de carga perpendicular a la fibra según NDS 2018 Sec. 3.10.2 y CSA O86:19 cláusulas 6.5.6 y 7.5.9. En el software de diseño estructural general, normalmente no es posible llevar a cabo esta comprobación de diseño completa, ya que se desconoce el área de apoyo. Sin embargo, en la nueva generación de RFEM 6 y el complemento Cálculo de madera, la característica añadida de 'apoyos de cálculo' ahora permite a los usuarios cumplir con las comprobaciones de diseño de los apoyos perpendiculares a la fibra de NDS y CSA.
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 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 complemento Cálculo de acero en RFEM 6 ahora ofrece la capacidad de realizar el cálculo sísmico según AISC 341-16 y AISC 341-22. Actualmente hay disponibles cinco tipos de sistemas resistentes a fuerzas sísmicas (SFRS).
El cálculo de un pórtico ordinario arriostrado concéntricamente (OCBF) y un pórtico especial arriostrado concéntricamente (SCBF) se puede llevar a cabo en el complemento Cálculo de acero de RFEM 6. El resultado del cálculo sísmico según AISC 341-16 y 341-22 se clasifica en dos secciones: Requisitos de barras y requisitos de conexiones.
Cuando se coloca una losa de hormigón sobre el ala superior, su efecto es como un apoyo lateral (construcción mixta), y se evita un problema de estabilidad de pandeo torsional. Si hay una distribución negativa del momento flector, el ala inferior está sometida a compresión y el ala superior está sometida a tracción. Si el apoyo lateral dado por la rigidez del alma es insuficiente, el ángulo entre el ala inferior y la línea de intersección del alma es variable en este caso, de modo que existe la posibilidad de pandeo por distorsión para el ala inferior.
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.