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.
El análisis del espectro de respuesta es uno de los métodos de diseño más utilizados en el caso de un terremoto. Este método tiene muchas ventajas. El más importante es probablemente la simplificación: Simplifica la complejidad de los terremotos hasta el punto de que el diseño se puede realizar con un esfuerzo razonable. La desventaja de este método es que se pierde mucha información debido a esta simplificación. Una forma de reducir esta desventaja es usar la combinación lineal equivalente en la combinación de las respuestas modales. Esto se explicará en detalle en este artículo con un ejemplo.
Para la verificación de la estabilidad de barras utilizando el método de barra equivalente, es necesario definir longitudes de pandeo efectivo o lateral para determinar una carga crítica por falla de estabilidad. En este artículo se presenta una función específica de RFEM 6, mediante la cual se puede asignar una excentricidad a los apoyos en nudos y así influir en la determinación del momento flector crítico considerado en el análisis de estabilidad.
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.
Este artículo le mostrará el complemento Modelo de edificio, el cual se ha mejorado con una ventaja importante: el cálculo del centro de la masa y el centro de rigidez.
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).
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).
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.
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.
Para el cálculo de la estabilidad de barras y conjuntos de barras con una sección uniforme, puede utilizar el método de la barra equivalente según EN 1993-1-1, de 6.3.1 a 6.3.3. Sin embargo, tan pronto como haya una barra con sección variable, este método ya no se puede utilizar o solo se puede utilizar de forma limitada. El módulo adicional RF-/STEEL EC3 puede reconocer automáticamente estos casos y cambiar al método general.
Las estructuras reaccionan de manera diferente a la acción del viento dependiendo de su rigidez, masa y amortiguamiento. Se hace una distinción básica entre los edificios que son propensos a vibrar y los que no lo son.
Mit RF-/DYNAM Pro Ersatzlasten ist es möglich, eine Ersatzlastberechnung anhand des multimodalen Antwortspektren-Verfahrens zu durchzuführen. En el ejemplo que se muestra aquí, esto se hizo para un oscilador de masas múltiples.
El artículo 4.1.8.7 del Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC) de 2015 proporciona un procedimiento claro para los métodos de análisis sísmicos. 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.
El análisis del espectro de respuesta es uno de los métodos de diseño más utilizados en el caso de un terremoto. Este método tiene muchas ventajas. El más importante es probablemente la simplificación: Simplifica la complejidad de los terremotos hasta el punto de que el diseño se puede realizar con un esfuerzo razonable. La desventaja de este método es que se pierde mucha información debido a esta simplificación. Una forma de reducir esta desventaja es usar la combinación lineal equivalente en la combinación de las respuestas modales. Esto se explicará en detalle en este artículo con un ejemplo.
Para considerar las imprecisiones con respecto a la posición de las masas en un análisis del espectro de respuesta, las normas para el cálculo sísmico especifican reglas que se deben aplicar tanto en el análisis del espectro de respuesta simplificado como en el multimodal. Estas reglas describen el siguiente procedimiento general: La masa del dominio se debe ser desplazar por una cierta excentricidad, lo que da como resultado un momento de torsión.
Die Windbelastung von rechteckig abgerundeten Bauteilen ist eine komplexe Angelegenheit. Las fuerzas equivalentes de la carga de viento dependen de la resistencia de la carga de viento circulante y de la geometría del componente.
En teoría, un gas ideal se compone de partículas de masa moviéndose libremente sin dilatación en un espacio de volumen. Es este espacio, cada partícula se mueve con una velocidad en una dirección. La colisión de una partícula con otra o las limitaciones de volumen llevan a un desvío y cambio en la velocidad de las partículas.
Un diseño eficiente de los componentes estructurales pretensados requiere algunos pasos adicionales que van más allá del cálculo de hormigón armado, desde el modelado de tendones hasta el cálculo de las cargas equivalentes y el cálculo de la resistencia de la sección. Por tanto, es importante que el software para estos cálculos esté estructurado y sea posible la navegación en el programa. RFEM, con los módulos adicionales RF-TENDON y RF-TENDON Design cumple con estos requisitos y permite a los ingenieros realizar el diseño completo de vigas, pórticos, losas, edificios y puentes pretensados según EN 1992-1-1 con los Anejos nacionales y también en SIA 262.
Según EN 1993-1-1 [1], es necesario utilizar las imperfecciones geométricas equivalentes con valores que reflejen los posibles efectos de todos los tipos de imperfecciones. In EN 1993‑1‑1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
Según EN 1993-1-1 [1], es necesario utilizar las imperfecciones geométricas equivalentes con valores que reflejen los posibles efectos de todos los tipos de imperfecciones. In EN 1993-1-1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
Como alternativa al método de la barra equivalente, este artículo describe cómo determinar los esfuerzos internos del muro susceptibles de pandeo según el análisis de segundo orden, teniendo en cuenta las imperfecciones, y luego realizar el cálculo de la sección para flexión y compresión.
El siguiente artículo describe un cálculo utilizando el método de la barra equivalente según [1] sección 6.3.2, realizado en un ejemplo de un muro de madera contralaminada susceptible de pandeo descrito en la parte 1 de esta serie de artículos. El análisis de pandeo se realizará como un análisis de tensión de compresión con resistencia a compresión reducida. Para esto, se determina el coeficiente de inestabilidadkc, que depende principalmente de la esbeltez del componente y del tipo de apoyo.
El análisis con el método del empuje incremental (pushover) es un cálculo estático no lineal para el análisis sísmico de estructuras. El patrón de cargas se deduce del cálculo dinámico de cargas equivalentes. Estas cargas se incrementan de forma monótona hasta que se alcance el fallo global de la estructura. El comportamiento no lineal de un edificio se representa habitualmente mediante el uso de rótulas plásticas.
El cálculo de la vibración de las placas de madera contralaminada a menudo es determinante para los techos de grandes luces. La ventaja del material más ligero de la madera sobre el hormigón se convierte en una desventaja, ya que el material de gran masa es ventajoso para una frecuencia natural baja.
A partir de la versión 5.06.1103, las masas de nudos, líneas, barras y superficies se pueden omitir en RF-DYNAM Pro. Diese Einstellung kann in den Detaileinstellungen vorgenommen werden und gilt global für alle definierten Massenfälle.
En el módulo adicional DYNAM Pro para RSTAB, ahora puede omitir las masas que pueden tener un efecto negativo en el factor de masa equivalente al calcular los valores propios. Dazu können unter [Details] die Massen deaktiviert werden. Hierzu zählen in erster Linie Massepunkte, die sich im Auflager der Strukturen befinden.
El análisis de estabilidad de un pórtico de acero acartelado descrito en el anterior artículo también puede realizarse en el módulo adicional Dlubal RF-/FE-LTB según el recurso de una imperfección equivalente. Esta publicación describe cómo calcular o determinar el factor de carga crítica.
Las combinaciones de resultados exportadas desde RF-/DYNAM Pro – Equivalent Loads se generan superponiendo los resultados de las respuestas modales individuales. Hierfür kann die SRSS-Regel als "aquivalente Linearkombination" verwendet werden. Wenn in RF-/STAHL Ergebniskombinationen zur Bemessung herangezogen werden, gibt es zwei Optionen, die maßgebenden Spannungen zu ermitteln. Entweder werden die Ergebnisse direkt aus der Ergebniskombination herangezogen. Dies geschieht zeilenweise für jede maßgebende maximale und minimale Schnittgröße. Oder Spannungen werden aus den einzelnen Lastfällen ermittelt. Die quadratische Überlagerungsregel wird dann in RF-/STAHL erneut durchgeführt.
Los coeficientes de daño equivalente dependen de los componentes respectivos que se van a calcular en RF-/STEEL Fatigue Members y se explican en las normas correspondientes. Die folgende Auflistung zeigt einen Überblick über die Normen, in denen die Berechnung der Schadensäquialenzfaktoren explizit geregelt ist: