Análisis no lineal en RF-/CONCRETE

Artículo técnico

Este artículo fue traducido por el Traductor de Google Ver texto original

Al diseñar componentes de hormigón armado según EN 1992-1-1, [1] son posibles métodos no lineales para determinar los esfuerzos internos para los estados límite últimos y de servicio. Los esfuerzos internos y las deformaciones se determinan teniendo en cuenta el comportamiento no lineal de esfuerzos internos y deformaciones. El cálculo de tensiones y deformaciones en el estado fisurado generalmente resulta en deflexiones que son considerablemente más altas que los valores linealmente determinados.

Un artículo anterior describe métodos generales para el cálculo y modelado de vigas, nervaduras y losas en la parte inferior en el estado agrietado. Las siguientes descripciones describen el diseño de una viga continua de hormigón armado. El cálculo es posible con los módulos CONCRETE y RF-CONCRETE Members en combinación con las licencias para EC2 y RF-CONCRETE NL.

Sistema y cargas

La viga continua consta de una sección transversal rectangular de 20/35 cm con hormigón de grado C30/37.

Las cargas permanentes y las cargas de tráfico se organizan en tres casos de carga. Para la determinación de las combinaciones de diseño según EN 1990, RFEM/RSTAB utiliza la combinatoria automática para la máxima capacidad de servicio (situación de diseño común).

Figura 01 - Sistema y cargas

Cálculo lineal de armaduras en ULS

Primero, se determina el refuerzo para el estado límite último. El cálculo se lleva a cabo teniendo en cuenta el momento de redistribución y redondeo para las fuerzas internas de la combinación de resultados RC1. Además, se especifican los siguientes parámetros de armadura:

  • Diámetro de refuerzo 16 mm
  • Escala de armadura para tres áreas
  • Cubierta de hormigón 30 mm
  • Refuerzo mínimo 2 Ø 12 para la capa superior e inferior
  • Refuerzo estructural para una separación máxima del refuerzo de 15 cm con Ø 12

En base a estas especificaciones, el programa determina una propuesta de refuerzo de acuerdo con el enfoque lineal-elástico. En la ventana 3.1, puede verificar la armadura, que es la base para el cálculo no lineal.

Figura 02 - Ventana "3.1 Armadura longitudinal existente" en CONCRETE

Cálculo no lineal de anchos de grietas y deformaciones en SLS

El cálculo no lineal para el estado límite de servicio se realiza para las combinaciones de carga CO6 a CO8 (las combinaciones de resultados no permiten relaciones claras de tensión-deformación). Los efectos del endurecimiento por tensión deben incluirse en el análisis no lineal. Para esto, se selecciona el enfoque con la característica de acero modificado según [2] .

Figura 03 - Ventana "1.1 Datos generales" para el estado límite de servicio con configuración para el cálculo no lineal según [2]

Además, se tienen en cuenta los efectos de la fluencia y la contracción. Las especificaciones se realizan en la ventana 1.3.

Figura 04 - Ventana "1.3 Secciones" con configuración para la fluencia y la retracción

Datos de salida

Se realiza un cálculo no lineal físico y geométrico. La iteración del estado de deformación se realiza en el plano de la sección. Partiendo de una distribución de las fuerzas internas dentro de un ciclo de iteración, siempre se calculan los estados de tensión de tensión nuevos y actuales. La convergencia se alcanza cuando se alcanza un estado de equilibrio.

Como se esperaba, las deformaciones máximas ocurren en el campo 1 para la carga de CO6 (LC1 + 0.5 ∙ LC2). Los anchos de grieta son pequeños.

Figura 05 - Ventana "6.2.3 Estado límite de servicio para cálculo no lineal por barra"

La deformación del cálculo no lineal considerando el efecto de fluencia es significativamente mayor que la deformación del cálculo elástico puramente lineal sin influencia de fluencia. Esto se puede ver claramente en una comparación de las deformaciones.

Figura 06 - Comparación de deformaciones

El diagrama de rigidez muestra que una gran área del panel 1 está agrietada en el estado de servicio.

Figura 07 - Distribución de la rigidez Iym ⋅ E

Resumen

En comparación con un cálculo lineal-elástico de componentes de hormigón armado, el análisis no lineal de rigideces y deformaciones proporciona valores de deformación que pueden ser significativamente más altos cuando se considera la formación de grietas. Este efecto se puede tener en cuenta con los métodos de análisis no lineal de los módulos de hormigón armado Dlubal. También es posible considerar la influencia de la fluencia y la contracción.

Bibliografía

[1] Eurocódigo 2: Diseño de hormigón armado y estructuras de hormigón pretensado. Parte 1‑1: Reglas generales y reglas para edificios; EN 1992‑1‑1: 2004 + AC: 2010
[2]  DAfStb: DAfStb Edición 525 - Explicaciones de DIN 1045: 1. Berlin: Beuth, 2003
[3]  CONCRETO manual. Tiefenbach: Dlubal Software, agosto de 2017. Descargar

Palabras clave

Método no lineal Estado agrietado Estado II (fisurado) Ancho de fisura fisuración Servicio rigidez a tracción Fluencia Retracción Estado de deformación rigidez

Descargas

Enlaces

Contacte con nosotros

Contacte con Dlubal Software

¿Tiene preguntas o necesita asesoramiento?
Contacte con nosotros a través de nuestro servicio de asistencia gratuito por correo electrónico, chat o fórum, o encuentre varias soluciones sugeridas y consejos útiles en nuestra página de preguntas más frecuentes (FAQ).

+34 911 438 160

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de ingeniería estructural de análisis por elementos finitos (AEF) para sistemas estructurales planos o espaciales compuestos de barras, placas, muros, láminas, sólidos y elementos de contacto

Precio de la primera licencia
3.540,00 USD
RSTAB Programa principal
RSTAB 8.xx

Programa principal

El software de ingeniería estructural para el análisis y dimensionado de estructuras de barras, pórticos y entramados realizando cálculos lineales y no lineales de los esfuerzos internos, deformaciones y reacciones en los apoyos

Precio de la primera licencia
2.550,00 USD
RFEM Estructuras de hormigón
RF-CONCRETE 5.xx

Módulo adicional

Cálculo de barras y superficies de hormigón armado (placas, muros, estructuras planas, cáscaras)

Precio de la primera licencia
810,00 USD
RSTAB Estructuras de hormigón
CONCRETE 8.xx

Módulo adicional

Análisis lineal y no lineal de barras de hormigón armado con diseño de armaduras

Precio de la primera licencia
810,00 USD
RFEM Estructuras de hormigón
RF-CONCRETE NL 5.xx

Módulo adicional

Cálculo no lineal mecánico y geométrico de estructuras de barras y placas compuestas de hormigón armado

Precio de la primera licencia
1.300,00 USD
RFEM Estructuras de hormigón
EC2 for RFEM 5.xx

Ampliación de módulo para RFEM

Ampliación de los módulos de hormigón armado con cálculo según el Eurocódigo 2

Precio de la primera licencia
360,00 USD