¿Sabía que Para el cálculo de estructuras de fábrica, se ha implementado un modelo de material no lineal en RFEM. Está basado en el modelo de Lourenço, una superficie con fluencia compuesta según Rankine y Hill. Este modelo le permite describir y modelar el comportamiento estructural de la mampostería y los diferentes mecanismos de fallo.
Los parámetros límite se seleccionaron de tal manera que las curvas de cálculo utilizadas son conformes con una curva de cálculo normativa.
RFEM permite utilizar una articulación lineal especial para modelar las propiedades especiales de la conexión entre la losa de hormigón armado y el muro de mampostería. Esto limita los esfuerzos transferibles de la conexión dependiendo de la geometría especificada. Acertó: Esto significa que el material no se puede sobrecargar.
El programa desarrolla diagramas de interacción que se aplican automáticamente. Representan las diversas situaciones geométricas y puede usarlas para determinar la rigidez correcta.
El cálculo de la mampostería se realiza de acuerdo con la ley de materiales plásticos no lineales. Si la carga en cualquier punto es mayor que la posible carga a resistir, se lleva a cabo una redistribución dentro del sistema. Esto tiene el simple propósito de restablecer el equilibrio de fuerzas. Una vez completado con éxito el cálculo, se proporciona el análisis de estabilidad.
¿Está familiarizado con el modelo de material de Tsai-Wu? Combina propiedades plásticas y ortótropas, lo que permite un modelado especial de materiales con características anisótropas, como plásticos reforzados con fibras o madera.
Si el material está plastificado, las tensiones permanecen constantes. Se produce una redistribución según las rigideces disponibles en las direcciones individuales. El área elástica corresponde al ortótropo | Modelo de material elástico lineal (sólidos). Para el área plástica, se aplica la fluencia según Tsai-Wu:
Todas las resistencias se definen positivamente. Puede imaginar el criterio de tensión como una superficie elíptica dentro de un espacio de tensiones de seis dimensiones. Si se aplica una de las tres componentes como un valor constante, la superficie se puede proyectar en un espacio de tensiones tridimensional.
Si el valor para fy(σ), según la ecuación de Tsai-Wu, condición de tensión plana, es menor que 1, las tensiones están en la zona elástica. El área plástica se alcanza tan pronto como fy (σ) = 1; los valores mayores que 1 no están permitidos. El comportamiento del modelo es plástico ideal, lo que significa que no hay rigidez.
¿Sabía que ...? A diferencia de otros modelos de material, el diagrama tensión-deformación para este modelo de material no es antimétrico con respecto al origen. Puede usar este modelo de material para simular el comportamiento del hormigón armado con fibras de acero, por ejemplo. Puede encontrar más información sobre el modelado de hormigón armado con fibras de acero en el artículo técnico Propiedades del material del hormigón armado con fibras de acero.
En este modelo de material, la rigidez isótropa se reduce con un parámetro de daños escalar. Este parámetro de daños se determina a partir de la curva de tensión definida en el diagrama. No se tiene en cuenta la dirección de las tensiones principales. Más bien, el daño se produce en la dirección de la deformación equivalente, que también cubre la tercera dirección perpendicular al plano. El área de tracción y compresión del tensor de tensiones se trata por separado. En este caso, se aplican diferentes parámetros de daño.
El "Tamaño del elemento de referencia" controla cómo se aplica la escala de la deformación en el área de la fisura respecto a la longitud del elemento. Con el valor predeterminado cero, no se realiza ninguna escala. Por lo tanto, el comportamiento del material de hormigón con fibras de acero se modela de manera realista.
Determinación de tensiones usando un modelo de material elástico-plástico
Diseño de estructuras de discos de mampostería para compresión y cortante en el modelo de construcción o modelo individual
Determinación automática de la rigidez de la articulación del muro-losa
Amplia base de datos de materiales para casi todas las estructuras compuestas de piedra y mortero disponibles en el mercado austríaco (la gama de productos se amplía continuamente, también para otros países)
Determinación automática de los valores del material según el Eurocódigo 6 (ÖN EN 1996‑X)
Opción para crear análisis con empujes incrementales (pushover)
Introduzca y modele la estructura directamente en RFEM. Puede combinar el modelo de material de mampostería con todos los complementos disponibles de RFEM. Esto le permite diseñar modelos de edificios completos en conexión con la mampostería.
El programa determina automáticamente todos los parámetros necesarios para el cálculo utilizando los datos del material que ha introducido. Luego, finalmente genera las curvas tensión-deformación para cada elemento de elementos finitos (EF).
¿Su diseño tuvo éxito? Entonces, simplemente recuéstese y relájese. También aquí se beneficia de las numerosas funciones de RFEM. El programa le proporciona las tensiones máximas de las superficies de mampostería, por lo que puede mostrar los resultados en detalle en cada punto de malla de elementos finitos (EF).
Además, puede insertar secciones para realizar una evaluación detallada de las áreas individuales. Utilice la visualización de las áreas de fluencia para estimar las fisuras en la mampostería.
¿Sabía que ...? Al descargar el componente estructural con un modelo de material plástico, en contraste con el Isótropo | Modelo de material elástico no lineal, la deformación permanece después de que se haya descargado por completo.
Puede seleccionar tres tipos diferentes de definición:
Básico (definición de la tensión equivalente bajo la cual se plastifica el material)
Bilineal (definición de la tensión equivalente y módulo de endurecimiento por deformación)
Diagrama tensión-deformación:Definición de diagramas tensión-deformación poligonales
Si vuelve a liberar un componente estructural con un material elástico no lineal , la deformación vuelve a la misma trayectoria. En contraste con el isótropo|Modelo de material plástico, no queda deformación cuando está completamente descargado.
Puede seleccionar tres tipos diferentes de definición:
Básico (definición de la tensión equivalente bajo la cual se plastifica el material)
Bilineal (definición de la tensión equivalente y módulo de endurecimiento por deformación)
Diagrama de tensión-deformación:
Definición del diagrama de tensión-deformación poligonal
Si está trabajando con no linealidades, esta característica es muy adecuada para ayudarle. Por ejemplo, puede especificar no linealidades de articulaciones en extremos de barras (fluencia, desgarro, deslizamiento, etc.) y apoyos (incluyendo la fricción). Además, puede usar cuadros de diálogo especiales para determinar las rigideces elásticas de pilares y muros en función de las especificaciones geométricas.
Gracias a la integración de RF-/DYNAM Pro en RFEM o RSTAB, puede incorporar resultados numéricos y gráficos de RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History al informe global. Además, todas las opciones de RFEM y RSTAB están disponibles para una visualización gráfica. Los resultados del análisis en el dominio del tiempo se muestran en un diagrama del dominio del tiempo.
Los resultados se muestran en función del tiempo y los valores numéricos se pueden exportar a MS Excel. Las combinaciones de resultados se pueden exportar, ya sea como resultado de un solo paso de tiempo o se filtran los resultados más desfavorables de todos los pasos de tiempo.
Cálculo en RFEM El análisis en el dominio del tiempo se realiza con el análisis implícito de Newmark o el análisis explícito. Ambos son métodos de integración temporal directos. El análisis implícito necesita pequeños pasos de tiempo para proporcionar resultados precisos. El análisis explícito determina el paso de tiempo necesitado automáticamente para proporcionar la estabilidad de la solución. El análisis explícito es adecuado para el análisis de excitationes cortas, tales como la excitación de impulso o una explosión.
El cálculo en RSTAB El análisis en el dominio del tiempo no lineal se realiza con el análisis explícito. Esto es un método directo de integración de tiempo y determina el paso de tiempo necesitado automáticamente para proporcionar la estabilidad de la solución.
El cálculo no lineal se activa seleccionando el método de análisis para los cálculos en el estado límite de servicio. Los diferentes análisis para realizar así como los diagramas tensión-deformación para hormigón y acero de armar se pueden seleccionar de manera individual. El proceso de iteración se puede ver influenciado por estos parámetros de control: precisión de convergencia, número máximo de iteraciones, disposición de las capas sobre la profundidad de la sección y factor de amortiguamiento.
Puede establecer los valores límite en el estado límite de servicio individualmente para cada superficie o grupo de superficies. Como valores límite admitidos se puede definir la deformación máxima, las tensiones máximas y los espesores de fisura máximos. La definición de la deformación máxima requiere una especificación adicional sobre si se debe usar el sistema no deformado o deformado para el cálculo.
RF-CONCRETE Members
El cálculo no lineal se puede aplicar al cálculo del estado límite último y de servicio. Además, es posible controlar de manera individual cómo se aplica la resistencia a tracción del hormigón o la rigidez a tracción del hormigón entre las fisuras. El proceso de iteración se puede ver influenciado por estos parámetros de control: precisión de convergencia, número máximo de iteraciones y factor de amortiguamiento.
Los siguientes modelos de materiales están disponibles en RF-MAT NL:
Isótropo plástico 1D/2D/3D e isótropo elástico no lineal 1D/2D/3D
Aquí puede seleccionar tres tipos diferentes de definición:
Básico (definición de la tensión equivalente bajo la cual plastifica el material)
Bilineal (definición de la tensión equivalente y módulo de endurecimiento por deformación)
Diagrama:
Definición del diagrama de tensión-deformación poligonal
Opción para guardar o importar el diagrama
Interfaz con MS Excel
Ortótropo plástico 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)
Este modelo de material permite la definición de propiedades del mismo (módulo de elasticidad, módulo de cortante, coeficiente de Poisson) y resistencias últimas del material (tracción, compresión, cortante) en dos o tres ejes.
Isótropo de fábrica 2D
Es posible especificar los esfuerzos límite de tracción σx,límite y σy,límite, así como el factor de endurecimiento CH.
Ortótropo de fábrica 2D
El modelo de material ortótropo de fábrica 2D es un modelo elastoplástico que además permite el ablandamiento del material, que puede ser diferente en la dirección local x e y de una superficie. El modelo de material es adecuado para muros de fábrica (no reforzados) con cargas en el plano.
Daño isótropo 2D/3D
Aquí puede definir diagramas tensión-deformación antimétricos. El módulo de elasticidad se calcula en cada paso del diagrama tensión-deformación utilizando Ei = (σi -σi-1 )/(εi -εi-1 ).
Es posible especificar las no linealidades de las articulaciones en los extremos de las barras (fluencia, desgarro, deslizamiento, etc.) y apoyos (incluyendo la fricción). Hay cuadros de diálogo especiales disponibles para determinar las rigideces elásticas de pilares y muros en función de las especificaciones geométricas.
El análisis no lineal de deformaciones se realiza mediante un proceso iterativo por el cual se consideran las rigideces en las secciones fisuradas y no fisuradas. Con respecto al modelado de hormigón armado no lineal, se tienen que definir las propiedades de material que varían a lo largo del espesor de la superficie. Por tanto, para determinar el canto de la sección, se divide el elemento finito en cierto número de capas de acero y hormigón.
Las resistencias medias del acero utilizadas en el cálculo se basan en el 'Código del modelo probabilístico' publicado por el comité técnico JCSS. Depende del usuario si la resistencia del acero se aplica hasta la resistencia última a tracción (rama creciente en el área plástica). Con respecto a las propiedades del material del hormigón, se puede controlar el diagrama tensión-deformación en la resistencia de compresión y de tracción. Al determinar la resistencia de compresión del hormigón, se puede seleccionar entre un diagrama de tensión-deformación parabólico y parabólico rectangular. En el lado de tracción del hormigón, se puede desactivar la resistencia a tracción, así como aplicar un diagrama lineal-elástico, diagrama según el modelo CEB-FIB código 90:1993, y una resistencia a tracción residual para considerar el refuerzo de tracción entre fisuras.
Además, se puede seleccionar los valores de resultados que se quieran recibir cuando se haya completado el análisis no lineal en el estado límite de servicio:
Deformaciones (global, local en relación al sistema no deformado/ deformado)
Anchos de fisura, profundidades y separaciones de los lados superior e inferior en las direcciones principales I y II
Tensiones del hormigón (tensión y deformación en la dirección principal I y II) y de armadura (deformación, área, sección, recubrimiento y dirección en cada dirección de armadura)
RF-CONCRETE Members:
El análisis no lineal de deformaciones se realiza mediante un proceso iterativo por el cual se consideran las rigideces en las secciones fisuradas y no fisuradas. Las propiedades de material para el hormigón y acero de armar utilizados en el cálculo no lineal se pueden seleccionar dependiendo del estado límite. La contribución de la resistencia a tracción del hormigón entre las fisuras (rigidez a tracción) se puede aplicar por medio de un diagrama de tensión-deformación modificado de la armadura pasiva o aplicando una resistencia a tracción residual del hormigón.
Cálculo iterativo no lineal de deformaciones para estructuras de vigas y placas hechas de hormigón armado mediante la determinación de la rigidez del elemento respectivo sometido a las cargas definidas
Análisis de deformación de superficies de hormigón armado fisuradas (estado II)
Análisis general de estabilidad no lineal de barras comprimidas de hormigón armado; por ejemplo, según EN 1992-1-1, 5.8.6
Rigidez a tracción del hormigón aplicado entre fisuras
Numerosos Anejos Nacionales disponibles para el cálculo según el Eurocódigo 2 (EN 1992-1-1: 2004 + A1: 2014, ver EC2 para RFEM)
Consideración opcional de las influencias a largo plazo, como la fluencia o la retracción
Cálculo no lineal de tensiones en armaduras de acero y hormigón
Cálculo no lineal de anchos de fisura
Flexibilidad gracias a las opciones de configuración detalladas para las bases y el alcance de los cálculos
Representación gráfica de resultados integrada en RFEM; por ejemplo, deformación o flecha de una losa plana de hormigón armado
Salida de resultados numéricos claramente ordenados mostrados en tablas con la opción de representar los resultados gráficamente en el modelo
Integración completa de los resultados en el informe de RFEM
Después del cálculo, el módulo muestra tablas claramente organizadas que enumeran los resultados del cálculo no lineal. Todos los valores intermedios se incluyen de forma comprensible. La representación gráfica de razones de tensiones, deformaciones, tensiones del hormigón y de la armadura pasiva, anchos de fisura, profundidades de fisura y separación de fisuras en RFEM facilita una visión general rápida de las áreas críticas o fisuradas.
Los mensajes de error o comentarios con respecto al cálculo ayudan a encontrar los problemas de cálculo. Dado que los resultados del cálculo se muestran por superficie o por punto, incluidos todos los resultados intermedios, puede volver sobre todos los detalles del cálculo.
Debido a la exportación opcional de las tablas de entrada o de resultados a MS Excel, los datos permanecen disponibles para su uso posterior en otros programas. La integración completa de los resultados en el informe de RFEM garantiza un cálculo estructural verificable.