El cálculo de la resistencia a fatiga se basa en el análisis utilizando factores de daño equivalente. Los intervalos de tensión equivalente al daño ΔσE,2 y ΔτE,2 relacionados con 2*106 ciclos de tensión tienen que compararse con los valores límite de la resistencia a fatiga ΔσC o ΔτC para 2*106 ciclos de tensión del detalle correspondiente , teniendo en cuenta los coeficientes parciales de seguridad.
Esto lleva a los requerimientos de cálculo respectivos. Los casos de cálculo independientes permiten un análisis flexible de barras, conjuntos de barras y acciones seleccionados, así como de secciones individuales. Los parámetros relevantes para el cálculo, como B. la selección del concepto de cálculo, así como los coeficientes parciales de seguridad, se pueden definir libremente.
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.
Para el dimensionamiento según el Eurocódigo 3 están disponibles los siguientes Anejos Nacionales (AN):
DIN EN 1993-1-5/NA:2010-12 (Alemania)
SFS EN 1993-1-5/NA:2006 (Finlandia)
NBN EN 1993-1-5/NA:2011-03 (Bélgica)
UNI EN 1993-1-5/NA:2011-02 (Italia)
NEN EN 1993-1-5/NA:2011-04 (Países Bajos)
NS EN 1993-1-5/NA:2009-06 (Noruega)
CSN EN 1993-1-5/NA:2008-07 (República Checa)
CYS EN 1993-1-5/NA:2009-03 (Chipre)
Además de los Anejos Nacionales enumerados anteriormente, también puede definir un AN específico, aplicando valores límite y parámetros definidos por el usuario.
Importación de todos los esfuerzos internos relevantes desde RFEM/RSTAB seleccionando números de barras y paneles de pandeo con determinación de las tensiones de contorno determinantes
Resumen de tensiones en casos de carga con determinación de la carga determinante
Es posible utilizar diferentes materiales para el rigidizador y la placa
Importación de rigidizadores desde una amplia biblioteca (placa plana y con bulbo, angular, sección en T, en U y chapa trapezoidal)
Determinación de las anchuras eficaces según EN 1993-1-5 (tabla 4.1 o 4.2) o DIN 18800, parte 3, ec. (4)
Cálculo opcional de las tensiones críticas de pandeo según las fórmulas analíticas de los anexos A.1, A.2 y A.3 del EC 3, o mediante el cálculo por el MEF
Cálculos (tensión, deformación, pandeo torsional) de rigidizadores longitudinales y transversales
Consideración opcional de los efectos de pandeo según DIN 18800, parte 3, ec. (13)
Representación fotorrealista (renderizado en 3D) del panel de pandeo, incluidos los rigidizadores, las condiciones de tensión y los modos de pandeo con animación
Documentación de todos los datos de entrada y resultados en un informe verificable
Después del cálculo, el módulo muestra los resultados en tablas de resultados claramente organizadas. Se pueden incluir todos los valores intermedios (por ejemplo, los esfuerzos internos determinantes, los factores de ajuste, etc.) para que el cálculo sea más transparente. Los resultados se ordenan por caso de carga, sección, conjunto de barras y barras.
Si el análisis falla, las secciones afectadas se pueden modificar en un proceso de optimización. También es posible transferir las secciones optimizadas a RFEM/RSTAB para realizar un nuevo cálculo.
La razón de tensiones se representa con diferentes colores en el modelo de RFEM/RSTAB. De esta forma, puede reconocer rápidamente las áreas críticas o sobredimensionadas de la sección. Incluso, los diagramas de resultados mostrados en la barra o en los conjuntos de barras aseguran una evaluación específica.
Además de los datos de entrada y resultados, incluidos los detalles de cálculo que se muestran en las tablas, puede agregar todos los gráficos en el informe. De esta manera, se garantiza una documentación comprensible y claramente organizada. Puede seleccionar el contenido del informe y la extensión deseada de la salida de resultados para los diseños individuales.
Después de abrir el módulo adicional, es necesario definir las barras/conjuntos de barras, casos de carga, combinaciones de carga o combinaciones de resultados para el cálculo de la resistencia a fatiga.
Los materiales de RFEM/RSTAB están predefinidos pero se pueden ajustar en RF-/STEEL Fatigue Members. Las propiedades del material enumeradas en la norma respectiva se incluyen en la biblioteca de materiales.
Para el cálculo es necesario definir los factores de equivalencia en daño, así como también las categorías de detalle en los puntos de tensiones disponibles que se quieran considerar en el cálculo.
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.
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.
Los cálculos se realizan paso a paso mediante el cálculo de los valores propios de los valores ideales de pandeo para los estados de tensión individuales, así como el valor de pandeo para el efecto simultáneo de todos los componentes de la tensión.
El análisis de pandeo se basa en el método de tensiones reducidas, comparando las tensiones actuantes con una condición de tensión límite reducida de la condición de fluencia de von Mises para cada panel de pandeo. El cálculo se basa en una relación de esbeltez global única determinada por todo el campo de tensiones. Por lo tanto, se omite el cálculo de carga simple y la combinación posterior utilizando el criterio de interacción.
Para determinar el comportamiento de pandeo de la placa, que es similar al comportamiento de una barra de pandeo, el módulo calcula los valores propios de los valores de pandeo ideales del panel utilizando los bordes longitudinales asumidos libremente. Luego, las relaciones de esbeltez y los coeficientes de reducción según EN 1993-1-5, cap. 4 o el anexo B o DIN 18800, parte 3, tabla 1. A continuación, se realiza el cálculo según EN 1993-1-5, capítulo. 10 o DIN 18800, parte 3, ec. (9), (10) o (14).
El panel de pandeo se discretiza en elementos cuadriláteros finitos o, si es necesario, elementos triangulares. Cada nudo de elemento tiene seis grados de libertad.
El componente de flexión de un elemento triangular se basa en el elemento LYNN-DHILLON (2nd Conf. Matriz met. JAPÓN – Estados Unidos, Tokio) según la teoría de flexión de Mindlin. Sin embargo, el componente de la membrana se basa en el elemento BERGAN-FELIPPA. Los elementos cuadriláteros constan de cuatro elementos triangulares, mientras que se elimina el nudo interior.
Inicialmente, es necesario definir los datos del material, las dimensiones del panel y las condiciones de contorno (articulado, empotrado, sin apoyo, articulado elástico). Es posible transferir los datos desde RFEM/RSTAB. Luego, las tensiones de contorno se pueden definir para cada caso de carga manualmente o importar desde RFEM/RSTAB.
Los rigidizadores se modelan como elementos de superficie espacialmente eficaces que están conectados excéntricamente a la placa. Por lo tanto, no es necesario considerar las excentricidades del rigidizador por anchos eficaces. La flexión, cortante, deformación y rigidez de St. Venant de los rigidizadores, así como la rigidez de Bredt de los rigidizadores cerrados, se determinan automáticamente en un modelo en 3D.
Los resultados se muestran con referencias a EN 1993-1-5 o DIN 18800. Además, RF-/PLATE-BUCKLING muestra los resultados del cálculo por separado para la acción de una sola carga de borde, así como para el efecto simultáneo de todas las cargas de borde.
En el caso de varios casos de carga, el caso de carga determinante se muestra por separado. Por lo tanto, no es necesaria una comparación de los datos de cálculo que requiere mucho tiempo.
La ventana 2.5 enumera los factores de carga crítica de pandeo de todos los casos de carga y los modos de pandeo respectivos.
Puede visualizar los modos de pandeo y las cargas del panel de pandeo en la ventana gráfica. Esto facilita una visión general rápida de los modos y cargas de pandeo. Usando la opción de animación, puede representar claramente el comportamiento de pandeo de las placas rigidizadas.
Finalmente, es posible exportar todas las tablas a MS Excel o en un archivo CSV.
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.
Integración completa en RFEM/RSTAB incluyendo la importación de toda la información relevante y esfuerzos internos
Determinación de las carreras de tensión para los casos de carga y combinaciones de carga o de resultados disponibles
Asignación libre de las categorías de detalle en los puntos de tensión disponibles de la sección
Especificación definida por el usuario de los coeficientes de daño equivalente
Cálculo de barras y conjuntos de barras según EN 1993-1-9
Optimización de secciones con la opción de transferir los datos a RFEM/RSTAB
Documentación detallada de los resultados con referencias a las ecuaciones de cálculo utilizadas
Varias opciones de filtro y clasificación de resultados, incluyendo listas de resultados por barra, secciones, posición x o por caso de carga, carga y combinación de resultados
Visualización del criterio de cálculo en el modelo de RFEM/RSTAB