Consideración de imperfecciones en RFEM 5 y RSTAB 8

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En el mundo de la ingeniería de la construcción, la palabra "imperfecciones" tiene un significado específico. Describe las imperfecciones de una estructura o la desviación de un componente estructural de su forma ideal debido a la fabricación.

Las imperfecciones se utilizan frecuentemente en un cálculo cuando se necesita determinar el equilibrio de fuerzas de los componentes estructurales de un sistema deformado. Esto es un cálculo no lineal relacionado con la deformación mencionada del componente estructural que resulte de un incremento de los esfuerzos internos y deformaciones frente a un cálculo no lineal. No obstante, estos esfuerzos internos y deformaciones incrementados se pueden utilizar en muchos casos para obtener un cálculo del componente estructural considerablemente más eficiente comparado con un cálculo simple donde la imperfección del componente estructural se considera mediante factores de incremento.

La normas de cálculo, por ejemplo EN 1993-1-1, permiten la simulación de las imperfecciones por medio de cargas equivalentes. La magnitud de la carga equivalente se define mediante la fuerza axil actuante del componente estructural y sus comportamiento de pandeo.

Para representar cualquier forma de imperfección en la medida de lo posible, hay una imperfección de inclinación y una imperfección en contraflecha. La imperfección de la inclinación simula que un componente está inclinado en toda su longitud. La imperfección de contraflecha simula un elemento estructural como un arco.

Nuestros programas pueden simular estos tipos de imperfecciones mediante imperfecciones en barras. Las imperfecciones en barras se representan como una carga en el programa. Este atributo ayuda a agregar las imperfecciones en barras como un caso de carga para otras series de casos de cargas. Por eso, se tiene la posibilidad de comprobar las distintas geometrías de imperfecciones mediante las series de casos de carga distintos en un modelo computacional.

Ejemplo

CC1 = Peso propio
CC2 = Sobrecarga de uso
LC3 = imperfección en dirección X
LC4 = imperfección en dirección Y

CO1 = 1,35 CC1 + 1,5 ⋅ CC2 + 1,0 ⋅ CC3 ... Combinación de carga con imperfección en X
CO2 = 1,35 ⋅ CC1 + 1,5 ⋅ CC2 + 1,0 ⋅ CC4 ... Combinación de carga con imperfección en Y

El programa determina entonces la fuerza axil para cada combinación por separado y la incluye en el cálculo de carga equivalente. Debido a que esta fuerza axil puede cambiar en las respectivas iteraciones debido al cálculo geométricamente no lineal, la fuerza axil para la carga equivalente de la imperfección se comprueba y, si es necesario, se modifica después de cada iteración. Para los componentes estructurales con una distribución de fuerzas axiles variables, se utiliza la media de fuerza axil para la carga de imperfección sobre la longitud de la barra.

Autor

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Niemeier, M.Eng.

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Niemeier, M.Eng.

Product Engineering & Customer Support

El Sr. Niemeier es responsable del desarrollo de RFEM, RSTAB y los módulos adicionales para estructuras de membranas extensibles. Además, es responsable del aseguramiento de la calidad y la atención al cliente.

Palabras clave

Imperfección Teoría de segundo orden Curvatura inicial Redistribución / traslación Epsilon Esbeltez Imperfección de verticalidad

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