La dirección del viento juega un papel crucial en la configuración de los resultados de las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) y el diseño estructural de edificios e infraestructuras. Es un factor determinante para evaluar cómo interactúan las fuerzas del viento con las estructuras, influyendo en la distribución de las presiones del viento y, en consecuencia, en las respuestas estructurales. Comprender el impacto de la dirección del viento es esencial para desarrollar diseños que puedan soportar fuerzas de viento variables, garantizando la seguridad y durabilidad de las estructuras. La dirección del viento simplificada ayuda a ajustar las simulaciones de CFD y guiar los principios de diseño estructural para un rendimiento y una resistencia óptimos contra los efectos inducidos por el viento.
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.
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.
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.
Las liberaciones de líneas son objetos especiales en RFEM 6 que permiten el desacoplamiento estructural de objetos conectados a una línea. Se usan principalmente para desacoplar dos superficies que no están conectadas rígidamente o que solo transfieren fuerzas de compresión en la línea de contorno común. Al definir una liberación de línea, se genera una nueva línea en el mismo lugar que transfiere solo los grados de libertad bloqueados. Este artículo mostrará la definición de liberaciones de líneas en un ejemplo práctico.
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 escenario óptimo en el que se debe utilizar el diseño de cortante por punzonamiento según ACI 318-19 [1] o CSA A23.3: 19 [2] es cuando una losa está experimentando una alta concentración de fuerzas de carga o reacción en un solo nudo. En RFEM 6, el nudo en el que el cortante por punzonamiento supone un problema se denomina nudo de cortante por punzonamiento. Las causas de esta alta concentración de fuerzas pueden ser introducidas por una columna, una fuerza concentrada o un apoyo en un nudo. Los muros de conexión también pueden causar estas cargas concentradas en los extremos de los muros, esquinas y extremos de las cargas y apoyos en líneas.
Para realizar el análisis de deformaciones de la manera correcta, es importante "informar" al programa sobre las condiciones exactas del apoyo del elemento de interés. La definición de los apoyos de cálculo en RFEM 6 se mostrará por medio de un conjunto de barras de hormigón armado.
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.
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.
Las estructuras complejas se componen de elementos con varias propiedades. Sin embargo, ciertos elementos pueden tener las mismas propiedades en términos de apoyos, no linealidades, modificaciones en los extremos, articulaciones, etc., así como en el cálculo (por ejemplo, longitudes eficaces, apoyos de cálculo, armaduras, clases de servicio, reducciones de sección, etc. ). En RFEM 6, estos elementos se pueden agrupar en función de sus propiedades compartidas y, por lo tanto, se pueden considerar juntos tanto para el modelado como para el cálculo.
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.
Este artículo técnico presenta algunos conceptos básicos para usar el complemento Alabeo por torsión (7 GDL). Está completamente integrado en el programa principal y permite considerar el alabeo de las secciones al calcular los elementos de las barras. En combinación con los complementos Estabilidad de la estructura y Cálculo de estructuras de acero, es posible un cálculo del pandeo lateral con esfuerzos internos según el análisis de segundo orden teniendo en cuenta las imperfecciones.
La nueva generación de software RFEM es un programa FEA 3D intuitivo, potente y fácil de manejar que cumple con las últimas demandas en modelado, cálculo y diseño estructural. El concepto de diseño moderno, así como la introducción de nuevas características, hacen que el programa sea aún más innovador y fácil de usar. Las principales diferencias entre RFEM 6 y su versión anterior, RFEM 5, se analizan en el siguiente texto.
Para crear un modelo de superficies con apoyos defectuosos cercanos a la realidad, en RFEM está disponible una opción llamada "Fallo si el contacto perpendicular a las superficies falla" para sólidos de contacto en la opción "Contacto paralelo a las superficies".
Las estructuras temporales como los andamios o los puntales son estructuras versátiles que se pueden adaptar muy bien a diferentes condiciones geométricas.
En RFEM, es posible mostrar la resultante de una sección o una liberación. Este artículo explica qué parte del área de la sección se ve afectada. Am einfachsten wäre es, die Resultierende auf ein Schnittufer der Fläche zu beziehen. Da jedoch ein Schnitt auch durch mehrere Flächen mit unterschiedlichen lokalen Koordinatensystemen verlaufen kann, ist die Aussage mittels Schnittufer nicht möglich.
Die Stab-Randbedingungen beeinflussen das ideale Verzweigungsmoment bei Biegedrillknicken Mcr in entscheidender Weise. Für die Ermittlung wird im Programm ein ebenes Modell mit vier Freiheitsgraden verwendet. Die entsprechenden Beiwerte kz und kw können hierbei für normkonforme Querschnitte individuell definiert werden. Damit lassen sich die Freiheitsgrade beschreiben, die durch die Lagerungsbedingungen an den beiden Stabenden vorliegen.
Stabsätze werden in RF-/STAHL EC3 standardmäßig nach dem allgemeinen Verfahren (EN 1993-1-1, Kap. 6.3.4) auf Stabilität bemessen. Hierzu ist es notwendig, für das Ersatzsystem mit vier Freiheitsgraden die richtigen Lagerbedingungen zu bestimmen. Bei den heute üblichen 3D-Modellen kann man schnell die Übersicht über die Lage der Stabsätze im System verlieren.
Un apoyo elástico se puede aplicar en una barra. Por lo tanto, la influencia del suelo se incluye generalmente en el modelado. Los apoyos elásticos en barras sólo se pueden definir para el tipo de barra "Viga".
Allgemeine dünnwandige Querschnitte weisen oft unsymmetrische Geometrien auf. Die Hauptachsen solcher Profile liegen dann nicht parallel zu den horizontal und vertikal ausgerichteten Achsen Y und Z. Bei der Ermittlung der Querschnittswerte wird neben den hauptachsenbezogenen Trägheitsmomenten der Winkel α zwischen der Schwerpunktachse y und der Hauptachse u bestimmt.
Para simular el juego del apoyo en una conexión entre barras, es posible utilizar la función "Diagrama" para las articulaciones en los extremos de las barras. Para usar esta función, primero defina el grado de libertad correspondiente como articulación. Luego, seleccione la función "Diagrama" de la lista desplegable.
Im Zusatzmodul RF-GLAS ist zur Erleichterung der Definition der Auflagerbedingungen das 3D-Rendering implementiert. Esta visualización gráfica interactiva facilita la entrada de datos y el control de los apoyos en línea y en nudos. Die schematische Darstellung kann bei Bedarf jedoch auch ausgewählt werden.
El módulo adicional RF-/LIMITS le permite comparar el estado límite último de barras, extremos de barras, nudos, apoyos en nudos y superficies (solo RFEM) por medio de una capacidad de carga última definida. Además, es posible comprobar los desplazamientos en los nudos así como las dimensiones de la sección. In diesem Beispiel sollen Stützenfüße eines Carports mit den vom Hersteller angegebenen, maximal zulässigen, Kräften verglichen werden.
El apoyo del panel de madera contralaminada merece una atención especial. Normalmente, un muro de madera contralaminada está asegurado contra la cortadura por medio de conectadores y contra las fuerzas de levantamiento por medio de anclas con tirantes.
Über die entsprechende Option im "Zeigen-Navigator" können die Flächen im Rendering nach der Richtung der lokalen z-Achse eingefärbt werden. Standardmäßig werden die Seite, die in negativer z-Richtung liegt, rot und die diejenige, die in positiver z-Richtung liegt, blau eingefärbt.
Para cargas uniformemente distribuidas según EN 1992-1-1 (Eurocódigo 2), la sección de cálculo para la armadura de cortante se puede colocar a la distancia d desde el borde frontal del apoyo. Por esto, para la armadura de cortante, la fuerza de cortante aplicada se reduce a VEd,red. Para el análisis de la resistencia a cortante de cálculo máxima VRd,max, sin embargo, se tiene que aplicar el esfuerzo cortante total.
Damit Singularitäten infolge eines festen Knotenlagers in RFEM vermieden werden können, gibt es die die Möglichkeit einer elastischen Lagerung. Éste se puede definir directamente en el cuadro de diálogo del apoyo en nudo como un pilar en Z. Es necesario considerar la geometría del pilar, el material y las condiciones de apoyo. In diesem Beitrag soll die Variante der Modellierung der Stütze als Flächenbettung gezeigt werden.
Frecuentemente, puede ocurrir que los picos de tensiones aparezcan en un apoyo en nudo que está junto a una superficie. Diese Singularitäten kann man umgehen, indem man das Knotenlager als Stütze modelliert.