Análisis no lineal en RF-/CONCRETE

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Figura 01 - Sistema y cargas

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

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

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

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

Figura 06 - Comparación de deformaciones

Figura 07 - Distribución de la rigidez Iym ⋅ E

Artículo técnico

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001488

23. octubre 2017

Artículo técnico Robert Vogl Módulos adicionales RFEM RSTAB RF-CONCRETE CONCRETE RF-CONCRETE NL EC2 for RFEM/RSTAB Estructuras de hormigón Análisis no lineal Eurocódigo 2

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

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