Este ejemplo se describe en la documentación técnica [1] como Ejemplo 9.5 y en [2] como Ejemplo 8.5. 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. Además, la determinación del factor de carga crítica se valida con un modelo de barra idealizado en línea con el método mencionado anteriormente, utilizando un modelo por el MEF.
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.
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.
La nueva generación de software RFEM ofrece la opción de realizar el cálculo de estabilidad de barras de madera de sección variable en línea con el método de la barra equivalente. Según este método, el cálculo se puede realizar si se cumplen las directrices de DIN 1052, apartado E8.4.2 para secciones variables. En varias publicaciones técnicas, este método también se adopta para el Eurocódigo 5. Este artículo muestra cómo usar el método de la barra equivalente para una viga de cubierta de sección variable.
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. Dado que el acero pierde el 50% de su resistencia a una temperatura de 600 °C, es importante proteger los componentes contra los efectos del fuego. En el caso de componentes de acero protegidos, la duración de la resistencia al fuego se puede aumentar debido al comportamiento de calentamiento mejorado.
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 y el método de análisis directo que se va a 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.
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" .
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.
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 del apoyo NDS y CSA perpendicular a la fibra.
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.