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.
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.
Las nuevas secciones de acero según el último CISC Handbook (12ª edición) están disponibles en RFEM 6. Las secciones se muestran en la biblioteca normalizada. En el filtro, seleccione "Canadá" para la región y "CISC 12" para la norma. Alternativamente, el nombre de la sección se puede ingresar directamente en el cuadro de búsqueda ubicado en la parte inferior del cuadro de diálogo.
Los datos de geometría, material, sección, acciones e imperfecciones se introducen en ventanas de entrada claramente organizadas:
Geometría
Entrada de datos rápida y cómoda
Definición de condiciones de apoyo basadas en varios tipos de apoyo (articulado, móvil articulado, rígido y definido por el usuario, así como lateral en el ala superior o inferior)
Especificación opcional de la coacción al alabeo
Disposición variable de rigidizadores de apoyos rígidos y deformables
Posibilidad de insertar articulaciones
Secciones de CRANEWAY
Secciones laminadas en I (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC y otras secciones según AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB y otras) combinable con un rigidizador de sección en el ala superior (angulares o perfiles en U) así como con un carril (SA, SF) o empalme con dimensiones definidas por el usuario
Secciones en I asimétricas (tipo IU) también combinables con rigidizadores en el ala superior, así como con carril o empalme
Acciones
Es posible considerar las acciones de hasta tres grúas operadas simultáneamente. Simplemente puede seleccionar una grúa estándar de la biblioteca. También puede introducir los datos manualmente:
Número de grúas y ejes de grúa (máximo 20 ejes por grúa), distancias entre ejes, posición de los topes de grúa
Clasificación en clases de daño con factores dinámicos editables según EN 1993-6, y en clases de elevación y categorías de exposición según DIN 4132
Cargas por rueda verticales y horizontales del peso propio, carga del polipasto, fuerzas de masa del accionamiento, así como cargas de sesgo
Carga axial en la dirección de la marcha así como fuerzas de tope con excentricidades definidas por el usuario
Cargas secundarias permanentes y variables con excentricidades definidas por el usuario
Imperfecciones
La carga de imperfección se aplica de acuerdo con el primer modo de vibración natural, ya sea de forma idéntica para todas las combinaciones de carga que se van a calcular, o individualmente para cada combinación de carga, ya que las formas de los modos pueden variar según la carga.
Herramientas convenientes disponibles para escalar las deformadas del modo (determinación de la altura de la inclinación y contraflecha).
La rigidez inicial Sj,ini es un parámetro decisivo para evaluar si una conexión se puede caracterizar como rígida, no rígida o articulada.
En el complemento "Uniones de acero", puede calcular las rigideces iniciales Sj,ini según el Eurocódigo (EN 1993-1-8 Apartado 5.2.2) y AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) en relación con los esfuerzos internos N, My y/o Mz.
La transferencia automática opcional de rigideces iniciales permite una transferencia directa como rigideces de articulación en extremo de barra en RFEM. Luego, se vuelve a calcular toda la estructura y los esfuerzos internos resultantes se adoptan automáticamente como cargas en el cálculo y diseño de los modelos de conexión.
Este proceso de iteración automatizado elimina la necesidad de exportar e importar manualmente los datos, reduciendo la cantidad de trabajo y minimizando las posibles fuentes de error.
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.
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.
En el complemento Uniones de acero, puede diseñar uniones según la norma estadounidense ANSI/AISC 360-16. Están integrados los siguientes métodos de diseño:
Gracias al módulo de ampliación RF-/STEEL Warping Torsion, se puede realizar el cálculo según la Guía de cálculo 9 ("Design Guide 9") en RF-/STEEL AISC.
El cálculo se lleva a cabo con 7 grados de libertad según la teoría de torsión de alabeo y permite un cálculo de la estabilidad realista, incluyendo la consideración de la torsión.
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
En el complemento Uniones de acero, puede clasificar las rigideces 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".
El análisis de pisadas se vincula con RFEM, utilizando la geometría del modelo desde allí, por lo que no se requiere que el usuario cree un segundo modelo específicamente para el análisis de pisadas
Permite al usuario analizar cualquier tipo de estructura para el análisis de pisadas, independientemente de la forma, material o uso.
Predicciones rápidas y precisas de respuestas resonantes e impulsivas (transitorias)
Medición acumulativa de niveles de vibración - Análisis VDV
Salida de resultados intuitiva que permite al ingeniero asesorar sobre mejoras en áreas críticas de forma eficiente en coste
Comprobación del límite de paso/fallo según BS 6472 e ISO 10137
Elección de las fuerzas de excitación: CCIP-016, SCI P354, AISC DG11 para pisos y escaleras
Curvas de ponderación de la frecuencia (BS 6841)
Investigación rápida para el modelo completo o áreas específicas
Análisis de las dosis de vibración (VDV)
Ajuste de la frecuencia de marcha mínima y máxima, así como el peso del transeúnte
Valores de amortiguación introducidos por el usuario
Variación del número de pisadas para la respuesta de resonancia, introducido por el usuario o calculado por el software
Límite de respuesta ambiental basado en BS 6472 e ISO 10137
En 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.
Los resultados del análisis de la torsión de alabeo se muestran en RF-/STEEL AISC y RF-/STEEL EC3 de la forma habitual. Entre otros resultados, las ventanas de resultados correspondientes incluyen la deformación crítica y los valores de la torsión, los esfuerzos internos y el resumen del cálculo.
La visualización gráfica de las formas de modo (incluido el alabeo) permite una evaluación realista del comportamiento del pandeo.
En comparación con el módulo adicional RF-/STEEL EC3 (RFEM 5/RSTAB 8), se han agregado las siguientes características nuevas al complemento Cálculo de acero para RFEM 6/RSTAB 9:
Además del Eurocódigo 3, están integradas otras normas internacionales (tales como AISC 360, CSA S16, IS 800, GB 50017 y SP 16.13330)
Consideración del galvanizado en caliente (directriz DASt 027) en el cálculo de la protección contra incendios según EN 1993-1-2
Opción de entrada para rigidizadores transversales que se pueden considerar en el análisis de la abolladura por cortante
El pandeo lateral también se puede comprobar para secciones huecas (por ejemplo, relevante para perfiles de secciones huecas rectangulares altas y esbeltas)
Detección automática de barras o conjuntos de barras válidos para el cálculo (por ejemplo, desactivación automática de barras con material no válido o barras ya contenidas en un conjunto de barras)
La configuración de diseño se puede ajustar individualmente para cada barra
Representación gráfica de los resultados en la sección total o en la sección eficaz
Salida de las fórmulas de comprobación de cálculo utilizadas (incluyendo una referencia a la ecuación utilizada de la norma)
En el complemento Uniones de acero, puede conectar secciones huecas circulares mediante soldaduras.
Es posible conectar las secciones circulares entre sí o con componentes estructurales planos. Los redondeos de secciones estándar y de paredes delgadas también se pueden conectar con una soldadura.
El complemento Alabeo por torsión (7 GDL) le ofrece una amplia gama de nuevas opciones. Por ejemplo, puede realizar el cálculo de estructuras de barras en RFEM y RSTAB, teniendo en cuenta el alabeo de la sección. Puede considerar los esfuerzos internos resultantes (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) en el análisis de la tensión equivalente del cálculo de acero. Tenga en cuenta: Esta función no está disponible actualmente para las normas de cálculo AISC 360-16 y GB 50017.
La determinación del momento crítico de pandeo se realiza en RF-/STEEL AISC utilizando el solucionador de valores propios que permite una determinación exacta de la carga crítica de pandeo.
El solucionador de valores propios muestra una ventana de visualización del gráfico de valores propios, que permite comprobar las condiciones de contorno.
Después del cálculo, el módulo adicional RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber lista las rigideces de las uniones, entre otros datos, para cada barra singular. Se muestran los siguientes resultados de cálculo:
Comprobación de la separación mínima
Capacidad de carga de un medio de fijación individual
Placa de acero (vástagos y tensiones según el EC 3 y AISC)
Sección de madera reducida, etc.
fallo por cortante del bloque
Capacidad de carga total (incluyendo la determinación de la rigidez, el cálculo de la tracción transversal según EC 5 y otros)
Cálculo de la resistencia al fuego según EN 1995-1-2
Hay varios tipos de carga disponibles para cargas en barras y superficies (fuerza, momento, temperatura, contraflecha, etc.). Las cargas en barra se pueden asignar a barras, conjuntos de barras y listas de barras. En el caso de las imperfecciones, es posible determinar imperfecciones de verticalidad y curvatura de acuerdo con el Eurocódigo o la norma americana ANSI/AISC 360.
En STEEL AISC, se pueden considerar las coacciones laterales intermedias en cualquier ubicación. Por ejemplo, se puede estabilizar sólo el ala superior.
Además, se pueden asignar coacciones laterales intermedias definidas por el usuario, por ejemplo muelles de giro simples y traslacionales en cualquier ubicación en la sección.
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.
Primero, es necesario decidir si se realiza el cálculo según ASD o LRFD. Después, puede ingresar los casos de carga, las combinaciones de carga y las combinaciones de resultados que se van a calcular. Las combinaciones de carga según ASCE 7 se pueden generar de forma manual o automática en RFEM/RSTAB.
En los siguientes pasos, puede ajustar los ajustes previos de los apoyos laterales intermedios, las longitudes eficaces y otros parámetros de cálculo específicos de la norma, como el factor de modificación Cb para el pandeo lateral o el factor de arrastre por cortante. En caso de que se utilicen las barras continuas, es posible definir condiciones de apoyo individuales y excentricidades para cada nudo intermedio de las barras individuales. En el fondo del programa, una herramienta especial de AEF determina las cargas críticas y momentos críticos que se requieren para el análisis de estabilidad.
Junto con RFEM/RSTAB también es posible aplicar el Método de Análisis Directo considerando la influencia del cálculo general según el análisis de segundo orden. De esta forma, se puede evitar el uso de factores de mayoración especiales.
Cálculo de tracción, compresión, flexión, cortante, torsión y esfuerzos internos combinados
Cálculo de tracción con la posibilidad de considerar un área de sección reducida (por ejemplo, debilitamiento del agujero)
Clasificación automática de secciones para comprobar el pandeo local
Los esfuerzos internos del cálculo con Torsión de alabeo (7 grados de libertad) se tienen en cuenta mediante la comprobación de tensiones equivalente (actualmente no para las normas de cálculo AISC 360-16 y GB 50017).
Cálculo de secciones de clase 4 con propiedades de la sección eficaz según EN 1993-1-5, así como secciones conformadas en frío según EN 1993-1-3, AISI S100 o CSA S136 (licencias para RSECTION y "Effective Sections " son necesarias para las secciones de RSECTION)
Comprobación de la abolladura por cortante según EN 1993-1-5 con consideración de rigidizadores transversales
Cálculo de componentes de acero inoxidable según EN 1993-1-4
Dado que RF-/STEEL Warping Torsion está totalmente integrado en RF-/STEEL EC3 y RF‑/STEEL AISC, los datos se introducen de la misma manera que para el cálculo habitual en estos módulos. Solo es necesario seleccionar la opción "Realizar análisis de alabeo" en el cuadro de diálogo Detalles, pestaña Torsión por alabeo (ver figura a la derecha). También puede definir el número máximo de iteraciones en este cuadro de diálogo.
El análisis de torsión de alabeo se realiza para conjuntos de barras en RF-/STEEL AISC y RF‑/STEEL EC3. Puede definir condiciones de contorno tales como apoyos en nudos o liberaciones en extremos de barras para ellos. También es posible especificar imperfecciones para el cálculo no lineal.
Cálculo de barras y conjuntos de barras para tracción, compresión, flexión, cortante, esfuerzos internos combinados y torsión
Análisis de estabilidad de pandeo y pandeo lateral
Determinación automática de cargas críticas de pandeo y momentos críticos de pandeo para aplicaciones de carga generales y condiciones de apoyo por medio de un programa especial de análisis por elementos finitos (análisis de valores propios) integrado en el módulo
Cálculo analítico alternativo del momento crítico de pandeo para situaciones estándar
Aplicación opcional de apoyos laterales discretos a vigas y barras continuas
Clasificación automática de secciones (compactas, no compactas y esbeltas)
Cálculo del estado límite de servicio (flecha)
Optimización de la sección
Una amplia gama de secciones disponibles, como secciones laminadas en I; secciones en U; secciones en T; ángulos; secciones huecas rectangulares y circulares; barras redondas; secciones simétricas y asimétricas, paramétricas en I, T y angulares; ángulos dobles
Ventanas de entrada y resultados claramente dispuestas
Documentación detallada de resultados que incluye referencias a las ecuaciones de cálculo de la norma utilizada
Varias opciones de filtro y clasificación de resultados, incluyendo listas de resultados por barra, secciones y posición x, o por caso de carga, combinación de carga y combinación de resultados
Tabla de resultados de esbeltez de barras y esfuerzos internos determinantes
Lista de piezas con especificaciones de peso y sólido
La primera ventana de resultados muestra las razones de tensiones máximas con el cálculo correspondiente de cada caso de carga, combinación de cargas o combinación de resultados calculados.
Las otras ventanas de resultados enumeran todos los resultados detallados ordenados por tema específico en menús de árbol ampliables. Todos los resultados intermedios a lo largo de las barras se pueden mostrar en cualquier posición. De esta manera, puede volver fácilmente sobre cómo el módulo ha realizado los cálculos individuales.
Los datos completos del módulo forman parte del informe de RFEM/RSTAB. Puede seleccionar el contenido del informe y la extensión específicamente para los cálculos individuales.