Las cargas superficiales se pueden convertir automáticamente en cargas en barras o lineales. Hay 3 opciones disponibles para esto:
Generar cargas en barra a partir de una carga superficial mediante plano
Cargas en barra desde cargas superficiales por celdas
Cargas lineales a partir de cargas superficiales en huecos
Para las cargas en barra de cargas superficiales, se debe definir un plano mediante los nudos de esquina o se deben seleccionar las celdas en el gráfico. La carga superficial se puede aplicar o bien a la superficie entera o sólo a las superficies eficaces o proyectadas de las barras.
Para la función 'Cargas lineales a partir de cargas superficiales en aberturas', se seleccionan las aberturas correspondientes.
Para modelos de barras, como rejillas, puede definir cargas lineales libres (por ejemplo, de cintas transportadoras) y transferirlas proporcionalmente a las barras.
Con este generador, puede, por ejemplo, para emparrillados, puede definir cargas lineales libres (por ejemplo, de cintas transportadoras) y prorratearlas a las barras.
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.
El cálculo se realiza sucesivamente para cada paso de carga. Las deformaciones permanentes (plásticas) de los pasos de carga anteriores se consideran al calcular los pasos de carga adicionales. De esta forma, también es posible realizar un cálculo con un relieve de la estructura.
Las cargas de los pasos individuales se suman (dependiendo de los signos) a lo largo del proceso de cálculo. Puede seleccionar libremente el método de análisis (estática lineal, de segundo orden, grandes deformaciones y análisis postcrítico). Además, el módulo gestiona la configuración de cálculo global.
Después de la creación de la estructura entera en RFEM/RSTAB, tanto los componentes estructurales como los casos de carga y combinaciones están asignados a las fases de construcción correspondientes. Para cada fase de construcción, se pueden modificar por ejemplo las definiciones de articulación de barras y apoyos.
Por lo tanto, es posible modelar modificaciones estructurales, como las que se producen cuando las vigas de puentes se hormigonan sucesivamente o cuando se asientan los pilares. Los casos de carga y combinaciones de carga ya creados en RFEM/RSTAB se dividen en "Carga permanente" y "Carga temporal" en el módulo adicional.
Las cargas temporales definidas se superponen con las cargas permanentes. Por ejemplo, es posible determinar los esfuerzos internos máximos de diferentes posiciones de grúas o considerar las cargas de montaje temporales disponibles solo en una fase de construcción.
Definición simple de las fases de construcción en la estructura de RFEM/RSTAB incluyendo la visualización
Adición, eliminación y modificación de propiedades de barras, superficies y sólidos (como articulaciones en barras, excentricidades de superficies, grados de libertad para apoyos, etc.)
Superposición opcional de fases de construcción con cargas temporales adicionales; por ejemplo, montaje de cargas o montaje de grúas, etc.
Consideración de efectos no lineales como el fallo de una barra traccionada, apoyos elásticos o apoyos no lineales
Visualización de resultados numéricos y gráficos para fases de construcción individuales o como una envolvente (máx./mín.) de todas las fases de construcción
Informe detallado con documentación de todos los datos estructurales y de carga para cada fase de construcción
Los coeficientes de los apoyos elásticos se calculan según el método iterativo no lineal. El programa determina los coeficientes de los apoyos elásticos para cada elemento individual. Éstos son dependientes de la deformación.
Las superficies sobre las que se mueve la carga se seleccionan gráficamente en el modelo de RFEM. Es posible definir una carga en una superficie con varios conjuntos de movimientos distintos al mismo tiempo.
El 'carril' se define por medio de conjuntos de líneas. Éstos se pueden seleccionar gráficamente en el modelo. Además se especifica el paso de movimiento de los pasos de carga singulares. Hay varios tipos de carga disponibles; por ejemplo, cargas por eje simples, lineales, rectangulares, circulares y varias. La aplicación es posible tanto en las direcciones locales como en las globales.
Las cargas distintas se resumen en modelos de carga. El módulo asigna modelos de carga definidos a los conjuntos de líneas y crea casos de carga individuales basados en estos datos.
El análisis de deformación con RF-CONCRETE Deflect se puede activar en la configuración para el cálculo analítico del estado límite de servicio en el módulo RF-CONCRETE Surfaces. La consideración de los efectos a largo plazo (fluencia y retracción) y la rigidez a tracción entre fisuras también se pueden gestionar en el cuadro de diálogo anterior. El coeficiente de fluencia y la deformación de retracción se calculan utilizando los parámetros de entrada o se definen individualmente.
Puede especificar el valor límite de la deformación individualmente para cada superficie o en un grupo de superficies completo. El valor límite permitido se define por una deformación máxima. Además, puede determinar si el cálculo se aplica a un sistema deformado o no deformado.
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 ordenadas que enumeran la armadura necesaria y los resultados del cálculo del estado límite de servicio. Todos los valores intermedios se incluyen de manera comprensible.
Los resultados de RF-CONCRETE Members se muestran como diagramas de resultados de cada barra. Las propuestas de armadura de la armadura longitudinal y de cortante, incluidos los bocetos, se documentan de acuerdo con la práctica actual. Es posible editar la propuesta de armadura y ajustar, por ejemplo, el número de barras y el anclaje. Las modificaciones se actualizarán automáticamente. Una sección de hormigón, incluida la armadura, se puede visualizar en un renderizado en 3D. De esta manera, el programa proporciona una opción de documentación óptima para crear planos de armadura, incluida la lista de acero.
Los resultados de RF-CONCRETE Surfaces se pueden mostrar gráficamente como isolíneas, isosuperficies o valores numéricos. Es posible ordenar la visualización de la armadura longitudinal por la armadura necesaria, la armadura adicional necesaria, la armadura básica o adicional existente y la armadura total existente. Las isolíneas para la armadura longitudinal se pueden exportar como un archivo DXF para su uso posterior en programas CAD como una base para planos de la armadura.
Para facilitar la entrada de datos, las superficies, barras, conjuntos de barras, materiales, espesores de superficie y secciones están preestablecidos en RFEM. Es posible seleccionar los elementos gráficamente usando la función [Seleccionar]. El programa proporciona acceso a las bibliotecas de secciones y materiales globales. Los casos de carga, combinaciones de cargas y combinaciones de resultados se pueden combinar en varios casos de cálculo. Finalmente, se pueden introducir todos los ajustes geométricos y específicos de la norma de la armadura para el cálculo de hormigón armado en una ventana segmentada. La entrada de datos geométrica es diferente en ambos módulos de RF-CONCRETE.
En el módulo adicional RF-CONCRETE Members , por ejemplo, Esto incluye, por ejemplo, las especificaciones para la reducción de barras de armadura, el número de capas, la capacidad de corte de los cercos y el tipo de anclaje. Para el cálculo de la resistencia al fuego de barras de hormigón armado, tiene que definir la clase de resistencia al fuego, las propiedades del material relacionadas con el fuego y los lados de la sección expuestos al fuego.
En el módulo adicional RF-CONCRETE Surfaces , es necesario especificar, por ejemplo, el recubrimiento de hormigón, la dirección de la armadura, la armadura mínima y máxima, la armadura básica a aplicar o la armadura longitudinal calculada, así como como el diámetro de la barra de armadura.
Las superficies o barras se pueden resumir en "grupos de armadura" especiales, cada uno definido por diferentes parámetros de cálculo. De esta manera, es posible calcular eficientemente cálculos alternativos con diferentes condiciones de contorno o secciones modificadas.
Después del análisis, el módulo muestra de forma claramente ordenada las tablas que enumeran los resultados del cálculo no lineal. Todos los valores intermedios se incluyen de manera comprensible. La representación gráfica de las razones de tensiones y deformaciones en RFEM permite una visión general rápida de las áreas críticas.
Ya que los resultados del cálculo se muestran por superficie o por punto, incluyendo todos los resultados intermedios, puede volver sobre todos los detalles del cálculo. La integración completa de los resultados en el informe de RFEM garantiza el cálculo estructural verificable.
Las estructuras se introducen como modelos 1D, 2D o 3D. Los tipos de barras como vigas, cerchas o barras a tracción facilitan la definición de las propiedades de las barras. Para el modelado de superficies, RFEM proporciona Por ejemplo, están disponibles los tipos Estándar, Ortótropo, Vidrio, Laminado, Rígido, Membrana, etc.
Además, RFEM puede seleccionar entre los modelos de material Isótropo elástico lineal, Isótropo plástico 1D/2D/3D, Isótropo no lineal elástico 1D/2D/3D, Ortótropo elástico 2D/3D, Ortótropo plástico 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D), e isótropo termoelástico, isótropo de fábrica 2D y daño isótropo 2D/3D.
Las cimentaciones se asignan gráficamente por medio de la selección de apoyos con la función [Seleccionar] en la interfaz gráfica de usuario de RFEM/RSTAB y definiendo los casos de carga relevante para calcular. Puede definir todos los demás detalles de la cimentación rápida y fácilmente en ventanas de entrada claramente organizadas.
Además de todos los esfuerzos en los apoyos de RFEM/RSTAB, es posible especificar más cargas a considerar para el diseño de las cimentaciones. Están disponibles las siguientes cargas:
Carga superficial permanente debido a un recubrimiento de tierra
Carga superficial negativa; por ejemplo, debido al tráfico
Nivel de agua del subsuelo para considerar el levantamiento
Cargas puntuales adicionales en cualquier posición en la losa de cimentación
Cargas lineales con cualquier tipo de distribución sobre la losa de cimentación
Las barras a calcular se importan directamente desde RFEM / RSTAB. Se asignan casos de carga, combinaciones de carga y combinaciones de resultados, que dan como resultado los esfuerzos internos determinados elásticamente lineales en las barras seleccionadas. Al considerar la fluencia, también se debe definir la carga que produce la fluencia. Los materiales de RFEM/RSTAB están preestablecidos pero se pueden ajustar en RF-/CONCRETE Columns. Las propiedades del material enumeradas en la norma respectiva se incluyen en la biblioteca de materiales.
Puede definir fácilmente las propiedades constructivas de los pilares, así como otros detalles para determinar la armadura longitudinal y de cortante necesaria. El factor de longitud eficaz ß se debe definir manualmente, determinar automáticamente el módulo o importar desde el módulo adicional RF-STABILITY/RSBUCK.
El cálculo de la resistencia al fuego según EN 1992-1-2 requiere varias especificaciones; por ejemplo, determinación de las caras de la sección donde se produce el quemado.
El análisis en el dominio del tiempo se realiza con el análisis modal o el análisis lineal implícito de Newmark. El análisis en el dominio del tiempo en este módulo adicional está restringido a sistemas lineales. Aunque el análisis modal representa un algoritmo rápido, es necesario utilizar un cierto número de valores propios para asegurar la precisión requerida de los resultados.
El análisis implícito de Newmark es un un método muy preciso, independiente del número de valores propios utilizados, pero requiere suficientes pasos de tiempo pequeños para el cálculo. Para el análisis de espectros de respuesta, las cargas estáticas equivalentes se calculan internamente. A continuación de esto se realiza un análisis estático lineal.
Combinación de diagramas de tiempo definidos por el usuario con casos de carga o combinaciones de carga (las cargas en nudos, barras y superficies, así como las cargas libres y generadas, se pueden combinar con funciones variables en el tiempo)
Combinación de varias funciones de excitación independientes
Amplia biblioteca de registros de terremotos (acelerogramas)
Análisis lineal implícito de Newmark o análisis modal en el dominio del tiempo
Amortiguamiento estructural utilizando coeficientes de amortiguamiento de Rayleigh o amortiguamiento de Lehr'
Importación directa posible de las deformaciones iniciales desde un caso de carga o una combinación de cargas.
Muestra de resultados gráfica en un diagrama de dominio del tiempo
Exportación de resultados en pasos de tiempo definidos por el usuario o como una envolvente
Cálculo de vidrio de una capa o laminado, así como vidrio aislante con capa de gas
diseño de vidrio curvado
Opción para seleccionar el cálculo local sin tener en cuenta la influencia de una estructura circundante o el cálculo global con respecto a la influencia de una estructura completa
Cálculo de tensiones límite según DIN 18008:2010-12 o TRLV:2006-08
Asignación de cargas a clases de duración de carga
Amplia biblioteca de materiales que incluye todos los tipos comunes de vidrio, láminas y gases según las normas DIN 18008:2010-12, E DIN EN 13474 y TRLV:2006-08
Consideración opcional del acoplamiento a cortante de capas
Consideración de las cargas climáticas
Cálculo según el análisis estático lineal o análisis no lineal según el análisis de grandes deformaciones. análisis
Análisis de tensiones, cálculo del estado límite último, cálculo del estado límite de servicio
Representación gráfica de todos los resultados en RFEM
Posibilidad de filtrar resultados y escalas de colores en las tablas de resultados
Las cargas estáticas equivalentes se generan por separado para cada valor propio y dirección de excitación relevantes. Éstas se exportan a casos de cargas estáticas y se realiza un análisis estático lineal en RFEM/RSTAB.
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.
En RF-/LTB, el cálculo se realiza normalmente según el método de la barra equivalente según DIN 18800, parte 2. Sin embargo, puede especificar una configuración detallada extensa para el cálculo en un cuadro de diálogo separado:
Cálculo según Bird/Heil
Opcionalmente, es posible aplicar el método según Bird/Heil en el programa
la rigidez a cortante necesariaSnec
la carga de pandeo lateralNki
el momento crítico de pandeoMki
.
Este método de cálculo plástico-plástico solo es válido para coacciones laterales y torsionales con flexión simple con introducción de carga simultánea en el ala superior. Se pueden encontrar más requisitos que se deben cumplir en el manual del programa. En caso de condiciones no válidas (por ejemplo, flexión biaxial), RF-/LTB muestra el mensaje de error correspondiente. Además, el coeficiente de reducciónκM para los momentos flectores My se puede establecer en 1.0 si está presente un eje de giro coaccionado.
Esfuerzos internos no calculables
Es posible omitir los esfuerzos internos no calculables y, por lo tanto, excluirlos del cálculo si el cociente del esfuerzo interno y el esfuerzo interno completamente plástico cae por debajo de un cierto valor. De esta forma, puede omitir, por ejemplo, un pequeño momento sobre el eje menor, evitando así el método para la flexión biaxial.
Tolerancia según DIN 18800, parte 2, elemento (320) y elemento (323)
Determinación automática de ζ
Si desea que el factor para la determinación del momento crítico elástico ideal Mcr se determine automáticamente, puede seleccionar uno de los siguientes tipos:
Resolviendo el potencial elástico numéricamente
Comparación de diagramas de momentos
Norma australiana AS 4100-1990
Norma estadounidense AISC LRFD
Al alinear las distribuciones de momentos, puede usar la biblioteca que contiene más de 600 distribuciones de momentos en tablas.
Definición libre de dos o tres capas de la armadura en el estado límite último
Representación vectorial de las direcciones principales de la tensión de los esfuerzos internos que permiten el ajuste óptimo de la orientación de la tercera capa de la armadura con las acciones
Alternativas de cálculo para evitar la armadura de compresión o de cortante
Cálculo de superficies como vigas de gran canto (teoría de membranas)
Opción para definir armaduras básicas para capas de armadura superior e inferior
Definición de la armadura existente para el cálculo del estado límite de servicio
Salida de resultados en puntos de cualquier rejilla seleccionada
Ampliación opcional del módulo con análisis no lineal de deformaciones. El cálculo se realiza en RF-CONCRETE Defect mediante la reducción de la rigidez según la norma, o en RF-CONCRETE NL por el cálculo general no lineal determinando la reducción de rigidez en un proceso iterativo.
Cálculo con los momentos de diseño en los bordes de los pilares
Desglose de los motivos del cálculo fallido
Detalles del cálculo para todas las ubicaciones de diseño para una mejor trazabilidad de la determinación de la armadura
Exportación de isolíneas para la armadura longitudinal como un archivo DXF para su uso posterior en programas CAD como una base para planos de la armadura
Determinación de la armadura longitudinal, de cortante y torsional
Representación de la armadura mínima y de compresión
Determinación de la profundidad del eje neutro, deformaciones del hormigón y acero
Cálculo de secciones de barras afectadas por flexión sobre dos ejes
Cálculo de barras de sección variable
Determinación de la deformación en el estado II, por ejemplo según EN 1992-1-1, 7.4.3
Consideración de la rigidez a tracción
Consideración de la fluencia y la retracción
Desglose de los motivos del cálculo fallido
Detalles del cálculo para todas las ubicaciones de diseño para una mejor trazabilidad de la determinación de la armadura
Opciones para optimizar las secciones
Visualización de secciones de hormigón con armadura en renderizado 3D
Salida de la nomenclatura completa del acero
Cálculo de la resistencia al fuego según el método simplificado (método del área) según EN 1992-1-2 para secciones rectangulares y circulares
Ampliación opcional del módulo adicional RF-CONCRETE Members con un cálculo no lineal de estructuras para los estados límite últimos y de servicio. La extensión permite el cálculo de componentes estructurales potencialmente inestables por medio de un cálculo no lineal o un análisis de deformación no lineal de estructuras en 3D. Encuentre más información en la descripción del producto del módulo adicional RF-CONCRETE NL.
Hay varios métodos disponibles para el análisis de los valores propios:
Métodos directos
Los métodos directos (Lanczos, raíces del polinomio característico, método de iteración del subespacio) son adecuados para modelos de tamaño pequeño a mediano. Estos métodos rápidos para solucionadores de ecuaciones se benefician de una gran cantidad de memoria (RAM) en la computadora. Los sistemas de 64 bits usan más memoria para que incluso los sistemas estructurales más grandes se puedan calcular rápidamente.
Método de iteración ICG (Gradiente conjugado incompleto)
Este método solo requiere una pequeña cantidad de memoria. Los valores propios se determinan uno tras otro. Se puede usar para calcular grandes sistemas estructurales con pocos valores propios.
El módulo adicional RF-STABILITY también puede realizar el análisis de estabilidad no lineal. Proporciona resultados realistas incluso para estructuras no lineales. El factor de carga crítica se determina aumentando gradualmente las cargas del caso de carga subyacente hasta que se alcanza la inestabilidad. El incremento de carga tiene en cuenta las no linealidades tales como barras defectuosas, apoyos y cimentaciones, así como las no linealidades del material.
En primer lugar, es necesario seleccionar un caso o combinación de carga cuyos esfuerzos axiles se van a utilizar en el análisis de estabilidad. Es posible definir otro caso de carga para, por ejemplo, Por ejemplo, tiene que considerar un pretensado inicial.
Luego, puede seleccionar si se debe realizar un análisis lineal o no lineal. Dependiendo de la aplicación, puede usar un método de cálculo directo, como según Lanczos o el método de iteración ICG. Las barras que no están integradas en superficies se visualizan generalmente como elementos de barras con dos nudos de elementos finitos. No es posible determinar el pandeo local de barras individuales con estos elementos. Por eso, hay una opción para dividir las barras automáticamente.
Si hay un caso de carga o una combinación de carga en el programa, se activa el cálculo de estabilidad. Puede definir otro caso de carga para considerar, por ejemplo, el pretensado inicial.
Para esto, debe especificar si desea realizar un análisis lineal o no lineal. Dependiendo del caso de aplicación, puede seleccionar un método de cálculo directo, como el método de Lanczos o el método de iteración ICG. Las barras que no están integradas en superficies se visualizan generalmente como elementos de barras con dos nudos de elementos finitos. Con tales elementos, el programa no puede determinar el pandeo local de barras individuales. Es por eso que' tiene la opción de dividir las barras automáticamente.