En el complemento Uniones de acero, puede clasificar la rigidez de las uniones.
Además de la rigidez inicial, la tabla también muestra los valores límite para las conexiones articuladas y rígidas para los esfuerzos internos seleccionados N, My y/o Mz. La clasificación resultante se muestra en tablas como "articulada", "semirrígida" o "rígida".
Ir al vídeo explicativoEn el complemento "Uniones de acero", puede considerar el pretensado de los tornillos en el cálculo para todos los componentes. Puede activar fácilmente el pretensado utilizando la casilla de verificación en los parámetros de los tornillos, y tiene un impacto en el análisis de tensión-deformación, así como en el análisis de rigidez.
Los pernos pretensados son pernos especiales que se utilizan en estructuras de acero para generar una alta fuerza de sujeción entre los componentes estructurales conectados. Esta fuerza de sujeción provoca fricción entre los componentes estructurales, lo que permite la transferencia de fuerzas.
Funcionalidad
Los pernos pretensados se aprietan con un cierto par, estirándolos y generando una fuerza de tracción. Esta fuerza de tracción se transfiere a los componentes conectados y conduce a una alta fuerza de sujeción. La fuerza de sujeción evita que la conexión se afloje y asegura una transmisión de fuerza fiable.
Ventajas
- Alta capacidad de carga: los pernos pretensados pueden transferir grandes fuerzas.
- Baja deformación: Minimizan la deformación de la conexión.
- Resistencia a la fatiga : Son resistentes a la fatiga.
- Facilidad de montaje: Son relativamente fáciles de montar y desmontar.
Análisis y dimensionamiento
El cálculo de los tornillos pretensados se realiza en RFEM utilizando el modelo de análisis de elementos finitos generado por el complemento "Uniones de acero". Tiene en cuenta la fuerza de sujeción, la fricción entre los componentes estructurales, la resistencia a cortante de los pernos y la capacidad de carga de los componentes estructurales. El cálculo se realiza según DIN EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3) o la norma estadounidense ANSI/AISC 360-16. El modelo de análisis creado, incluidos los resultados, se puede guardar y utilizar como un modelo de RFEM independiente.
El cálculo de barras de acero conformadas en frío según AISI S100-16/CSA S136-16 está disponible en RFEM 6. Se puede acceder al diseño seleccionando "AISC 360" o "CSA S16" como estándar en el complemento de diseño de acero. Entonces, se selecciona automáticamente "AISI S100" o "CSA S136" para el cálculo conformado en frío.
RFEM aplica el método de resistencia directa (DSM) para calcular la carga de pandeo elástico de la barra. El método de resistencia directa ofrece dos tipos de soluciones, numéricas (método de bandas finitas) y analíticas (especificación). La curva característica del FSM y las formas de pandeo se pueden ver en Secciones.
En el complemento Uniones de acero, puede diseñar las conexiones de barras con secciones armadas. Además, puede realizar comprobaciones del diseño de uniones para casi todas las secciones de paredes delgadas en la biblioteca de RFEM.
Ir al vídeo explicativoEn el complemento Uniones de acero, puede diseñar uniones según la norma estadounidense ANSI/AISC 360-16. Están integrados los siguientes métodos de diseño:
- Diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)
- Diseño por tensiones admisibles (ASD)
Conexión compleja de vigas horizontales con pilar y conexión de diagonales de refuerzo
El modelo de conexión se modeló utilizando aproximadamente 50 componentes. El modelo fue creado según el ejemplo real de uso en la estructura.
Conexiones atornilladas de acero con cartelas en la estructura de la marquesina.
Descargue el modelo de análisis estructural y ábralo con el programa de elementos finitos RFEM 6 usando el complemento Uniones de acero.
En el caso de secciones rectangulares, normalmente puede lograr una conexión directa por medio de soldaduras. Sin embargo, también puede conectarlas a otras secciones de la misma manera. Además, otros componentes como las chapas frontales le ayudan a conectar las secciones rectangulares con otros componentes estructurales.
Cálculo de una conexión de pórtico con barras de sección variable y rigidizadas. Se realizó un análisis de tensiones y un análisis de estabilidad de pandeo para la conexión. Para mostrar los resultados de pandeo, la conexión se convirtió en un modelo separado.
- La conexión propuesta se puede aplicar a todos los nudos seleccionados en la estructura
- La ubicación de la conexión se puede definir utilizando la pestaña 'Datos principales' del cuadro de diálogo del complemento
- El cálculo se realiza para todas las conexiones en la estructura y después del cálculo, se pueden mostrar los resultados en todas las conexiones
- La tabla muestra los resultados para las conexiones individuales, cada conexión está calculada y se puede guardar por separado
- El cálculo de los componentes de conexión se realiza según AISC 360-16 y el Eurocódigo EN 1993-1-8.
- Después de activar el complemento, se deben activar las situaciones de proyecto para uniones de acero en el cuadro de diálogo "Casos de carga y combinaciones".
- El complemento "Estabilidad de la estructura" es necesario para el cálculo de la estabilidad de la conexión (pandeo).
- El cálculo se puede iniciar mediante la tabla o el icono en la barra superior.
- El modelo de conexiones de acero y los resultados se pueden guardar como un archivo de modelo separado
- Las tensiones resultantes y los resultados del análisis de estabilidad (pandeo de la unión) se pueden mostrar en un modelo separado
- En el modelo guardado, puede ejecutar una animación de deformación en la conexión
- Los componentes de la conexión se convierten en superficies y barras cuando se guardan
- Los resultados del cálculo de la conexión se pueden introducir en el informe
- Al crear un nuevo informe, seleccione los elementos agregados desde el complemento Uniones de acero
- Utilice la herramienta 'Imprimir gráfico en el informe' para insertar gráficos con los resultados de la conexión, incluido el panel de control, en el informe
- El informe contiene las especificaciones de los componentes de la conexión, parámetros de cálculo, resultados y gráficos
- Para un nuevo modelo de conexión, tiene que seleccionar un nudo en el modelo de RFEM
- Después de seleccionar un nudo, las barras conectadas al nudo se reconocen y asignan automáticamente
- En la ventana para asignar barras, seleccione las que se asignarán a la conexión
- Las barras marcadas por nosotros se muestran en la ventana de vista previa a la derecha
- Las conexiones se pueden modelar para múltiples nudos en una estructura.
- Para la configuración de la barra, seleccione las que se van a apoyar
- Numerosos componentes predefinidos: Ermöglicht die einfache Eingabe typischer Verbindungssituationen, wie z. B. Endplatten, Winkel, Stegplatten, Grundplatten, eingesetzte Elemente und Versteifungen
- Universell einsetzbare Basiskomponenten (Platten, Schweißnähte, Bolzen, Hilfsebenen) zur Eingabe komplexer Verbindungssituationen
- Representación gráfica de la geometría de la conexión que se actualiza en paralelo con la entrada de los datos
- Die im Add-on enthaltene Stahlverbindungsvorlage ermöglicht die Auswahl verschiedener Verbindungstypen und deren Anwendung auf Ihr Modell
- Große Auswahl an Querschnittsformen: Umfasst I-Profile, Kanalprofile, Winkel, T-Profile, zusammengesetzte Querschnitte, RHS (rechteckige Hohlprofile) und dünnwandige Profile
- In der Vorlage stehen Verbindungen aus drei Kategorien zur Verfügung: Starr, Gelenkig, Fachwerk
- Automatische Anpassung der Verbindungsgeometrie, auch bei nachträglicher Bearbeitung der Bauteile, aufgrund der relativen Anordnung der Komponenten zueinander
- Paralelamente a la entrada, el programa realiza una comprobación plausible para detectar rápidamente la falta de entrada o las colisiones.
- Bei einem Fehler erscheint eine Fehlermeldung, die das Problem beschreibt.
Para los componentes de la unión, puede comprobar si el fallo de estabilidad es relevante. Esto requiere el Complemento Estabilidad de la estructura para RFEM 6.
En este caso, se calcula el factor de carga crítica para todas las combinaciones de carga analizadas y el número seleccionado de deformadas del modo para el modelo de conexión. Compare el factor de carga crítica más pequeño con el valor límite 15 de la norma EN 1993-1-1, apartado 5. Además, puede realizar un ajuste definido por el usuario del valor límite. Como resultado del análisis de estabilidad, el programa muestra gráficamente las deformadas del modo correspondientes.
Para el análisis de estabilidad, RFEM utiliza el modelo de superficies adaptado para reconocer específicamente las formas de pandeo local. También puede guardar y usar el modelo del análisis de estabilidad, incluidos los resultados, como un archivo de modelo separado.
- Generación automática de modelos de análisis de EF: el complemento crea automáticamente un modelo de elementos finitos (EF) de la conexión de acero en segundo plano.
- Consideración de todos los esfuerzos internos: el cálculo y las comprobaciones de diseño incluyen todos los esfuerzos internos (N, Vy, Vz,My,Mz, M< ;sub> ;T ) y no se limitan a las cargas planas.
- Transferencia automática de cargas: Todas las combinaciones de cargas se transfieren automáticamente al modelo de análisis de elementos finitos de la conexión. Las cargas se transfieren directamente desde RFEM, por lo que no es necesaria la entrada manual de datos.
- Modelado eficiente: el complemento ahorra tiempo al modelar situaciones de conexión complejas. El modelo de análisis de EF creado también se puede guardar y utilizar para sus propios análisis detallados.
- Biblioteca ampliable: está disponible una biblioteca amplia y ampliable con plantillas de conexiones de acero predefinidas.
- Amplia aplicabilidad: el complemento es adecuado para conexiones de cualquier tipo y forma, compatible con casi todas las secciones laminadas, soldadas, armadas y de paredes delgadas.
- Selección de nudos en el modelo de RFEM, reconocimiento automático y asignación de las barras conectadas al nudo
- Muchos componentes predefinidos disponibles para una entrada fácil de situaciones de conexión típicas (por ejemplo, chapas frontales, tacos, chapas de soporte)
- Componentes básicos de aplicación universal (placas, soldaduras, planos auxiliares) para introducir situaciones de conexión complejas
- No se requiere una edición manual del modelo de elementos finitos por parte del usuario, los ajustes de cálculo esenciales se pueden cambiar a través de los ajustes de configuración
- Adaptación automática de la geometría de la conexión, incluso si las barras se editan posteriormente, debido a la relación relativa de los componentes entre ellos
- Paralelamente a la entrada de los datos, el programa realiza una comprobación de plausibilidad para detectar rápidamente, por ejemplo, datos que faltan o colisiones.
- Representación gráfica de la geometría de la conexión que se actualiza en paralelo con la entrada de los datos
El programa le ayuda a: Determina los esfuerzos de los pernos sobre la base del modelo de análisis de elementos finitos y los evalúa automáticamente. El complemento realiza el cálculo de la resistencia del perno para casos de fallo como tracción, cortante, aplastamiento y punzonamiento según la norma y muestra claramente todos los coeficientes requeridos.
¿Quiere realizar un diseño de soldadura? Las soldaduras se modelan como elementos superficiales elástico-plásticos y sus tensiones se leen del modelo de análisis de elementos finitos. El criterio de plasticidad se establece para representar el fallo según AISC J2-4, J2-5 (resistencia de las soldaduras) y J2-2 (resistencia del metal base). El cálculo se puede realizar utilizando los coeficientes parciales de seguridad del Anejo Nacional seleccionado de EN 1993-1-8.
Las placas en la conexión se calculan plásticamente comparando la deformación plástica existente con la deformación plástica admisible. La configuración predeterminada es del 5 % según EN 1993-1-5, anexo C, pero se puede ajustar mediante especificaciones definidas por el usuario, así como el 5 % para AISC 360.
Puede mostrar todos los resultados esenciales en el modelo de elementos finitos. En este caso, puede filtrar los resultados por separado según los componentes respectivos.
Además, RFEM le ofrece todas las comprobaciones de diseño en forma de tabla, incluida la visualización de las fórmulas utilizadas. Si lo desea, puede transferir las tablas de resultados al informe de RFEM.
Están integrados los parámetros de los Anejos Nacionales (NA) del Eurocódigo 3 de los siguientes países:
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DIN EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Alemania)
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ÖNORM EN 1993-1-1/NA:2015-12 (Austria)
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SN EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Suiza)
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BDS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Bulgaria)
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BS EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Reino Unido)
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CEN EN 1993-1-1/2015-06 (Unión Europea)
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CYS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Chipre)
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CSN EN 1993-1-1/NA:2016-06 (República Checa)
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DS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Dinamarca)
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ELOT EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Grecia)
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EVS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Estonia)
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HRN EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Croacia)
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I S. EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Irlanda)
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ILNAS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Luxemburgo)
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IST EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Islandia)
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LST EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Lituania)
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LVS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Letonia)
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MS EN 1993-1-1/NA:2010-01 (Malasia)
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MSZ EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Hungría)
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NBN EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Bélgica)
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NEN EN 1993-1-1/NA:2016-12 (Países Bajos)
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NF EN 1993-1-1/NA:2016-02 (Francia)
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NP EN 1993-1-1/NA:2009-03 (Portugal)
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NS EN 1993-1-1/NA:2015-09 (Noruega)
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PN EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Polonia)
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SFS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Finlandia)
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SIST EN 1993-1-1/NA:2016-09 (Eslovenia)
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SR EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Rumanía)
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SS EN 1993-1-1/NA:2019-05 (Singapur)
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SS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Suecia)
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STN EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Eslovaquia)
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TKP EN 1993-1-1/NA:2015-04 (Bielorrusia)
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UNE EN 1993-1-1/NA:2016-02 (España)
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UNI EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Italia)
- Consideración de 7 direcciones de deformación locales (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) u 8 esfuerzos internos (N, Vu, Vv, Mt, pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) al calcular los elementos de las barras
- Utilizable en combinación con un análisis estructural según el análisis estático lineal, de segundo orden, y de grandes deformaciones (también se pueden tener en cuenta las imperfecciones)
- En combinación con el complemento Estabilidad de la estructura, permite determinar los factores de carga crítica y las formas del modo de los problemas de estabilidad como el pandeo torsional y lateral.
- Consideración de chapas frontales y rigidizadores transversales como muelles de alabeo al calcular las secciones en I con determinación automática y muestra gráfica de la rigidez elástica de alabeo
- Representación gráfica del alabeo de la sección de barras en la deformación
- Integración completa con RFEM y RSTAB
Puede realizar el cálculo de la torsión de alabeo en todo el sistema. Así, considera el 7º grado de libertad adicional en el cálculo de las barras. Las rigideces de los elementos estructurales conectados se tienen en cuenta automáticamente. Esto significa que no tiene que definir la rigidez elástica ni las condiciones de apoyo para un sistema separado.
Entonces puede usar los esfuerzos internos del cálculo con torsión de alabeo en los complementos para el cálculo. Considere el bimomento de alabeo y el momento torsor secundario dependiendo del material y la norma seleccionada. Una aplicación típica es el análisis de estabilidad según la teoría de segundo orden con imperfecciones en estructuras de acero.
¿Sabía que La aplicación no se limita a secciones de acero de paredes delgadas. Así, es posible, por ejemplo, realizar el cálculo del momento de vuelco ideal de vigas con secciones de madera maciza.
- Puede activar o desactivar el uso de la torsión de alabeo en la pestaña Complementos de los Datos básicos del modelo.
- Después de activar el complemento, la interfaz de usuario en RFEM se amplía con nuevas entradas en el navegador, tablas y cuadros de diálogo.
- Modelado de secciones mediante elementos, secciones, arcos y elementos puntuales
- Biblioteca ampliable de propiedades de materiales, límite elástico y tensiones límite
- Propiedades de secciones abiertas, cerradas o discontinuas
- Propiedades de secciones ideales compuestas de materiales diferentes
- Determinación de las tensiones de soldaduras en ángulo
- Análisis de tensiones, incluyendo el cálculo de la torsión principal y secundaria
- Comprobación de relaciones de esbeltez (c/t)
- Sección eficaz según
- EN 1993-1-5 (incluye la abolladura de elementos de paneles rigidizados según la sección 4.5)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- Clasificación según
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EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- Interfaz con MS Excel para importar y exportar tablas
- El informe
Las ventanas de resultados enumeran todos los resultados del cálculo en detalle. Además, se crean gráficos en 3D, donde los componentes individuales, así como las líneas de acotación y, por ejemplo, esto le permite, por ejemplo, mostrar u ocultar los datos de soldadura. El resumen muestra si se han cumplido los cálculos individuales: La razón de tensiones se visualiza adicionalmente con una barra de datos verde, que se vuelve roja cuando no se cumple el cálculo. Además, se muestran el número de nudo y el CC/CO/CR determinante.
Al seleccionar un cálculo, el módulo muestra los resultados intermedios detallados que incluyen las acciones y los esfuerzos internos adicionales de la geometría de la conexión. Existe la opción de mostrar los resultados por caso de carga y por nudo. Las conexiones se representan en una representación 3D realista posible a escala. Además de las vistas principales, los gráficos se pueden ver desde cualquier perspectiva.
Puede agregar los gráficos con dimensiones y etiquetas al informe de RFEM/RSTAB o exportarlos como DXF. El informe incluye todos los datos de entrada y resultados preparados para los ingenieros de pruebas. Es posible exportar todas las tablas a MS Excel o en un archivo CSV. Un menú de transferencia especial define todas las especificaciones necesarias para la exportación.
Después de abrir el módulo adicional, es necesario seleccionar el grupo de uniones (uniones articuladas), luego la categoría de la unión y el tipo de unión (casquillo del alma, chapa de soporte, chapa frontal corta, chapa frontal con casquillo). Luego, puede seleccionar los nudos para el cálculo en el modelo de RFEM/RSTAB. RF-/JOINTS Steel - Pinned reconoce automáticamente las barras de unión y determina a partir de su ubicación si son pilares o vigas.
Es posible excluir barras particulares del cálculo, si es necesario. Se pueden diseñar conexiones estructuralmente similares para varios nudos al mismo tiempo. Las cargas requieren la selección de los casos de carga, combinaciones de carga o combinaciones de resultados determinantes. Alternativamente, puede introducir la sección y los datos de carga manualmente. En la última ventana de entrada, la conexión se configura paso a paso.
General
- Categoría conjunta de viga con pilar: conexión posible tanto en el ala del pilar como en el alma del pilar
- Categoría conjunta de viga con viga: disposición opcional de nervios en el lado opuesto
- Tamaños de perno desde M12 hasta M36 con los grados de resistencia 4.6, 5.6, 8.8 y 10.9
- Separación arbitraria de agujeros de pernos y distancias al borde
- Es posible entallar la viga
- Conexión con carga cortante pura, carga de esfuerzo normal puro (junta traccionada) o posible combinación de esfuerzos normales y cortantes
- Comprobación del cumplimiento de los requisitos para uniones articuladas
- Comprobación de la separación mínima y máxima de los agujeros de los pernos y las distancias al borde
Conexiones con casquillos en el alma
- Es posible una o dos filas de tornillos verticales y hasta 10 horizontales en cada lado
- Amplia gama de ángulos iguales y desiguales
- Es posible modificar la orientación del ángulo
- Raz. de tens.:
- Cálculo de pernos a cortante, resistencia al aplastamiento y tracción
- Cálculo de cortante, flexión y tracción de angulares considerando la deducción del agujero del perno
- Cálculo de cortante y tracción del alma de la viga considerando la deducción del agujero del perno
- Transmisión de tracción en el pilar con el modelo de casquillo en T
- Entalladura en la sección crítica
Conexión de chapa de soporte
- Son posibles una o dos filas de tornillos verticales y hasta 10 horizontales
- Tamaño flexible de la chapa de soporte
- Se puede modificar la posición de la chapa de soporte
- Raz. de tens.:
- Cálculo de la resistencia a cortante y aplastamiento de tornillos
- Cálculo de cortante, flexión y tracción de chapas de soporte considerando la deducción del agujero del perno
- Análisis de estabilidad de chapas de soporte largas y esbeltas
- Cálculo de cortante y tracción del alma de la viga considerando la deducción del agujero del perno
- Soldadura como soldadura en ángulo
- Entalladura en la sección crítica
Conexión de chapa frontal
- Dos o cuatro filas de pernos verticales y hasta 10 horizontales
- Tamaño flexible de la chapa frontal
- Se puede modificar la posición de la chapa de soporte
- Raz. de tens.:
- Cálculo de pernos a cortante, resistencia al aplastamiento y tracción
- Cálculo a cortante y flexión de chapas frontales considerando la deducción del agujero del perno
- Cálculo de cortante y tracción del alma de la viga
- Transmisión de tracción en el pilar con el modelo de casquillo en T
- Soldadura como soldadura en ángulo
- Entalladura en la sección crítica
Conexión de chapa frontal con casquillo
- Fijación de la viga mediante chapa frontal con dos pernos
- Tamaño flexible del casquillo y la chapa frontal
- Raz. de tens.:
- Introducción de carga en la viga según EN 1993-1-5, capítulo 6
- Apoyo del momento estabilizador por los tornillos y soldaduras en la chapa frontal
- Casquillo
- Soldaduras de casquillo como soldaduras en ángulo
- Transmisión de tracción en el pilar con el modelo de casquillo en T
- Aplicable para barras definidas como conjuntos de barras
- Solucionador independiente que considera 7 direcciones de deformación (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) o bien 8 esfuerzos internos (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω)
- Cálculo no lineal según el análisis de segundo orden
- Entrada para las imperfecciones
- Cálculo de los factores de carga crítica y las deformadas de los modos de pandeo, así como la visualización de las mismas (incluyendo el alabeo)
- Integración en el cálculo de barras en los módulos adicionales RF‑/STEEL EC3 y RF-/STEEL AISC
- Disponible para todas las secciones de acero de pared delgada