Respuesta:
Puede haber varias razones para que se interrumpa el cálculo debido aun sistema estructural inestable. Por un lado, puede indicar una inestabilidad "real" debido a la sobrecarga del sistema estructural, pero por otro lado, las inexactitudes del modelado también pueden ser responsables de este mensaje de error. A continuación, puede encontrar procedimientos posibles para encontrar la causa de la inestabilidad.
1. Comprobación del modelo
Primero, debe comprobar si el modelado del sistema estructural está todo bien. Puede usar las herramientas de comprobación del modelo disponibles en RFEM o RSTAB (Herramientas → Comprobación del modelo) para este propósito. De esta forma, puede encontrar, por ejemplo, los nudos idénticos o las barras superpuestas y corregirlos, si es necesario.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Además, la estructura sujeta a cargas de peso propio puras se pueden calcular en un caso de carga según el análisis geométricamente lineal, por ejemplo. Si se muestran los resultados, la estructura es estable con respecto al modelado. Si este no es el caso, las causas más comunes se enumeran a continuación:
- Definición incorrecta de apoyos / falta de apoyos
Esto puede conllevar a inestabilidades ya que la estructura no se encuentra apoyada en todas las direcciones. Por lo tanto, las condiciones de los apoyos deben estar en equilibrio con el sistema estructural, así como con las condiciones de contorno externas. Los sistemas estáticamente indeterminados también pueden conducir a interrupciones del cálculo debido a la falta de condiciones de contorno.
- Torsión de barras sobre su propio eje
Si las barras giran sobre su propio eje, lo que es que una barra no está apoyada sobre su propio eje, puede conllevar a inestabilidades. A menudo esto se debe a la configuración de las articulaciones de la barra. Así, puede que las articulaciones de torsión se hayan introducido en ambos nudos del inicio y del final.
- Falta la conexión de las barras
Especialmente en el caso de modelos grandes y complejos, rápidamente puede que algunas barras no estén conectadas entre sí, y de esta forma "flotan en el aire". Además, si se olvida de las barras de cruce que deben intersecar una con la otra, también puede conllevar a inestabilidades. Una solución proporciona la comprobación del modelo de "Barras que se cruzan sin conectar", que busca barras que se cruzan entre sí, pero que no tienen un nudo común en el punto de intersección.
- Sin un nudo común
Los nudos se encuentran aparentemente en la misma ubicación, pero al inspeccionar más en detalle, se desvían ligeramente uno del otro. Esto a menudo se debe a las importaciones desde CAD, y puede corregirlo utilizando la comprobación del modelo.
- Creación de una cadena de articulaciones
Demasiadas articulaciones de barra en un nudo pueden causar una cadena de articulaciones, que puede llevar a una interrupción del cálculo. Para cada nudo, sólo puede definir n-1 articulaciones con el mismo grado de libertad respecto al sistema global de coordenadas, donde "n" es el número de barras conectadas. Lo mismo se aplica a las liberaciones de línea.
2. Comprobación de la rigidez
Si falta la rigidez, también puede llevar a que se interrumpa el cálculo debido a las inestabilidades. Por lo tanto, siempre debe comprobar si la estructura es lo suficientemente rígida en todas las direcciones.
3. Problemas numéricos
Un ejemplo de esto se muestra a continuación: Un pórtico articulado está rigidizado por barras traccionadas. Debido a las contracciones de los pilares debido a las cargas verticales, las barras de tracción reciben esfuerzos de compresión pequeños en el primer paso del cálculo. Se eliminan de la estructura (ya que sólo se pueden absorber las tracciones). En un segundo paso de cálculo, el modelo sin esas barras de tracción es inestable.
Hay varias formas de resolver este problema. Puede aplicar un pretensado (carga en barra) a las barras traccionadas para "eliminar" los pequeños esfuerzos de compresión, para asignar una pequeña rigidez a las barras o también para eliminar las barras una por una en el cálculo. La configuración del cálculo está automatizada en RSTAB 9 y se puede activar opcionalmente en RFEM 6.
4. Detectar causas de inestabilidades
- Control automático del modelo con salida gráfica de resultados
Para obtener la representación gráfica de la causa de la inestabilidad, el complemento Estabilidad de la estructura puede ayudarle. Seleccione la opción "Calcular vector propio para modelo inestable", y será posible calcular la estructura inestable. El análisis del valor propio se lleva a cabo en base a los datos estructurales de forma que la inestabilidad del componente estructural afectado se muestra gráficamente como resultado.
- Problema de la carga crítica
Si los casos o combinaciones de carga se calculan según el análisis geométricamente lineal, y el cálculo sólo se interrumpe como con el análisis de segundo orden, hay un problema de estabilidad (factor de carga crítica menor que 1,00). El factor de carga crítica indica qué coeficiente se debe usar para multiplicar la carga de forma que el modelo sujeto a una carga específica se vuelve inestable (por ejemplo, pandeo). Por lo tanto: El factor de carga crítica menor que 1,00 quiere decir que el sistema es inestable. Sólo el factor de carga crítica positivo mayor que 1,00 permite afirmar que la carga debido a los esfuerzos axiles especificados multiplicados por este factor conlleva a un fallo por pandeo de una estructura estable. Um die „Schwachstelle“ ausfindig machen zu können, empfiehlt sich folgende Vorgehensweise, welche das Add-On Strukturstabilität voraussetzt.
Primero, es necesario reducir la carga de la combinación de cargas afectada hasta que la misma se estabilice. El factor de carga en los parámetros de cálculo de la combinación de cargas puede ser útil. Dies entspricht auch einer manuellen Ermittlung des Verzweigungslastfaktors, falls das Add-On Strukturstabilität nicht zur Verfügung steht. Para elementos estructurales puramente lineales, puede ser suficiente calcular la combinación de carga según el análisis estático lineal y determinar la carga crítica utilizando el complemento. Usando el modo de pandeo gráfico de esta combinación de carga, posiblemente pueda encontrar la posición problemática en la estructura y solucionar el problema.