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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 factor de relevancia modal es el resultado del análisis de estabilidad lineal y describe cualitativamente el grado de participación de los miembros individuales en un modo propio específico.
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 complemento "Análisis modal" en RFEM 6 le permite realizar análisis modales de sistemas estructurales, determinando así los valores de vibración natural tales como frecuencias naturales, deformadas de los modos, masas modales y factores de masa modales eficaz. Estos resultados se pueden usar para el cálculo de vibraciones, así como para análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
Este artículo le mostrará un ejemplo práctico de cómo determinar los factores de carga crítica y las deformadas de los modos correspondientes en RFEM 6.
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).
Mediante las combinaciones de resultados, se pueden crear, entre otras cosas, las envolventes para los esfuerzos internos y las deformaciones. De este modo, puede encontrar rápidamente los máximos y mínimos para el cálculo posterior.
Befindet man sich im Sichtbarkeitsmodus nach der Definition von zusammengehörigen generierten Lasten, werden diese bei der Darstellung als Flächenlast auch an den ausgeblendeten Strukturteilen angezeigt.
Los módulos adicionales RF-/JOINTS están equipados con una ventana gráfica que muestra todos los componentes estructurales de la conexión. Allí, puede usar las funciones del ratón conocidas de RFEM y RSTAB para hacer zoom, mover o girar la vista.
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Las condiciones de apoyo de una viga sometida a flexión son esenciales para su resistencia al pandeo lateral. Si, por ejemplo, una viga de vano simple se mantiene lateralmente en el medio del vano, se puede evitar la flecha del ala comprimida y se puede aplicar un modo propio de dos ondas. El momento crítico de pandeo lateral aumenta significativamente con esta medida adicional. En los módulos adicionales para el cálculo de barras, se pueden definir diferentes tipos de apoyos laterales en una barra utilizando la ventana de entrada "Apoyos intermedios".
Al calcular un modelo de superficie, los esfuerzos internos se han determinado por separado para cada elemento finito. Dado que los resultados elemento por elemento representan una distribución no continua, RFEM realiza el denominado suavizado de los esfuerzos internos que tiene en cuenta la influencia de los elementos adyacentes. Con este método, se ajusta la distribución no continua de los esfuerzos internos. De este modo la evaluación de resultados es más clara y fácil.
Las torres de celosía representan las aplicaciones típicas en la construcción de acero. Ejemplos de este tipo especial de estructuras de celosía son torres con antenas y torres de líneas eléctricas... El modelado se puede realizar de manera individual tanto en RFEM como en RSTAB mediante la introducción de varios elementos de torre. Además, es posible utilizar distintas funciones de copia y opciones de entrada de datos paramétrica. Sin embargo, este procedimiento requiere normalmente un esfuerzo considerable. Es más cómodo modelar tales estructuras usando los elementos del catálogo prefabricados proporcionados por el Administrador de bloques. Esos elementos se almacenan automáticamente en la base de datos durante la instalación del programa. De este modo, es posible utilizar segmentos, plataformas, soportes de antena, canalizaciones de cables, etc. como bloques paramétricos de estructuras para la generación de diversas estructuras de torres.
Después de ejecutar un análisis en RF-/STEEL AISC, las deformadas del modo para conjuntos de barras se pueden ver gráficamente en una ventana separada. Select the relevant set of members in the result window and click the [Mode Shapes] button.
Los factores de carga crítica y las correspondientes deformadas de los modos de pandeo de cualquier estructura pueden determinarse eficientemente tanto en RFEM como en RSTAB utilizando los módulos adicionales RF-STABILITY o RSBUCK (solucionador lineal de valores propios o análisis no lineal).
Los módulos adicionales RF-STABILITY y RSBUCK para RFEM y RSTAB le permiten realizar análisis de valores propios para estructuras de pórticos con el fin de determinar los factores de carga críticos, incluidos los modos de pandeo. Se pueden determinar varios modos de pandeo. Proporcionan información sobre las áreas del modelo que tienen riesgos de estabilidad.
En RF-/DYNAM Pro – Equivalent Loads, está disponible una opción de resultados con signo según el modo propio dominante desde la versión X.06.3039. Bei der modalen Überlagerung der Ergebnisse aus den einzelnen Eigenformen muss eine quadratische Überlagerungsvorschrift verwendet werden. In RFEM und RSTAB stehen dafür die SRSS- und die CQC-Regel zur Auswahl. Auch dürfen nur Ergebnisse und keine Lasten direkt überlagert werden. Der Grund liegt in den Eigenformen einer Struktur, welche beliebig skaliert und damit auch richtungsvariabel sind.
Tanto las vigas de cuelgue como las vigas en T se utilizan con frecuencia en estructuras de hormigón armado. A diferencia de las anteriores opciones de cálculo y representación donde, por ejemplo, se consideraba una viga de cuelgue como un apoyo fijo y se aplicaba la reacción determinada en el apoyo a una estructura de barras individuales mediante el uso de una sección de viga en T, un software como RFEM, lo último en análisis de estructuras por elementos finitos, le permitirá considerar la estructura como un todo de modo que consiga un análisis más preciso.
Esta publicación verifica las deformadas del modo determinadas o los factores de carga crítica de las estructuras de vigas anteriores utilizando un modelo de elementos finitos en RFEM (elementos de superficie) y RF-STABILITY.
Con la última versión de RF-/DYNAM Pro, puede excluir las deformadas del modo del cálculo sísmico. Dazu gibt es in den meisten Normen Vorschriften, um zu kleine effektive Modalmassenfaktoren auszuschließen. Unter dem Reiter "Eigenformen" besteht daher die Möglichkeit, den Faktor anzugeben und die Eigenformen damit automatisch nicht zu berücksichtigen.
En la ventana de trabajo de RFEM y RSTAB, están disponibles cuatro modos de visualización para los resultados de las barras. Se pueden seleccionar en el navegador de visualización en "Resultados" → "Barras".