Preguntas frecuentes (FAQ) - RF-DYNAM Pro | Forced Vibrations 5

RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads realiza un análisis de espectro de respuesta multimodal con la exportación de cargas equivalentes.

1) Las cargas estáticas equivalentes se calculan y exportan a casos de carga. Esto sucede por separado para cada forma de modo y cada dirección de excitación.

2) Las fuerzas sísmicas totales se pueden determinar fácilmente para cada forma de modo.

3) Las acciones de torsión accidentales se pueden considerar automáticamente.

4) Los casos de carga se calculan en el programa principal RFEM/RSTAB. Se tienen en cuenta las posibles no linealidades; se pueden ajustar los parámetros de cálculo de los casos de carga (por ejemplo, el cálculo según el análisis de segundo orden, desactivación de no linealidades).

5) Las modificaciones de rigidez de los casos de vibración natural (NVC) no se transfieren a los casos de carga automáticamente.

6) Las combinaciones de resultados se generan individualmente para cada dirección de excitación (respuestas modales combinadas con SRSS o CQC) y para la combinación de resultados de diferentes direcciones de excitación (SRSS, 100%/30% (40%)).

7) Los resultados dependientes del signo están disponibles sobre la base de la forma del modo dominante, que da como resultado CR únicos.

8) Los resultados se pueden reproducir paso a paso.

En RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations, se realiza un análisis de espectro de respuesta multimodal y multipunto.

1) Un edificio puede estar sujeto a las excitaciones por diferentes espectros de respuesta en diferentes apoyos y en diferentes direcciones.

2) El cálculo y la superposición se realizan dentro del módulo adicional RF-/DYNAM Pro. El cálculo es lineal, no se tienen en cuenta las linealidades. Se aplican las modificaciones de rigidez de los ESF.

3) Sólo se exportan las combinaciones de resultados de los resultados superpuestos.

La combinación cuadrática completa (regla CQC) debe aplicarse si hay formas modales adyacentes, cuyos períodos difieren en menos del 10%, al analizar los modelos espaciales con las formas combinadas de modo torsión/traslación. Si este no es el caso, se aplica la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (regla SRSS). En todos los demás casos, se debe aplicar la regla CQC. La regla CQC se define como a continuación:

con el coeficiente de correlación:

El coeficiente de correlación está simplificado si se selecciona el valor del amortiguamiento viscoso D para que sea el mismo para todos las las formas de la deformada del modo:

Por analogía con la regla SRSS, la regla CQC también se puede realizar como una combinación lineal equivalente. La fórmula de la regla CQC modificada es como a continuación:

Las diferencias entre los módulos adicionales Vibraciones forzadas y Cargas equivalentes de RF-/DYNAM Pro se explican en la FAQ 002062 .

Cuando la configuración es la misma, se deben calcular los mismos resultados en ambos módulos adicionales. Sin embargo, esto no se aplica a las no linealidades existentes porque el módulo adicional RF-/DYNAM Pro generalmente no considera las no linealidades. Al mostrar los resultados en el módulo adicional Vibraciones forzadas , se ignoran todas las no linealidades. En contraste con esto, las cargas equivalentes se calculan en un sistema lineal y los casos de carga exportados se aplican a la estructura real en RFEM 5 o RSTAB 8, es decir, con todas las no linealidades. Esto puede conducir a resultados inconsistentes. Si desactiva las no linealidades para los casos de carga exportados, debería obtener los mismos resultados.

El método para considerar las no linealidades en el análisis del espectro de respuesta se describe sobre la base de las barras traccionadas en la FAQ 002237.

Para algunos métodos de resolución, los coeficientes de Rayleigh son absolutamente necesarios. Da in der Literatur meist nur die Lehrschen Dämpfungswerte angegeben sind, müssen diese umgerechnet werden.

Für die Umrechnung der Lehrschen Dämpfungswerte in die Rayleigh-Koeffizienten wird folgende Formel verwendet:

Donde α y β son los coeficientes de Rayleigh. Es muss ein Gleichungssystem aufgestellt werden, in dem jeweils die Eigenkreisfrequenzen der beiden dominantesten Eigenformen eingesetzt werden müssen. Für diese beiden Eigenformen wird die Struktur dann mit dem vorgegebenen Lehrschen Dämpfungswert gedämpft. Todas las demás deformadas del modo de la estructura tienen valores de amortiguamiento diferentes. Diese ergeben sich aus der Kurve, welche in Bild 01 dargestellt wird. Die Kurve zeigt ein Beispiel für die beiden Eigenkreisfrequenzen von 10 und 20 rad/s und eine Lehrsche Dämpfung von 0,015.

Für die Umrechnung kann ebenfalls das Umrechnungstool verwendet werden, welches über die Schaltfläche "Aus der Lehrschen Dämpfung berechnen..." geöffnet werden kann.

Ambos métodos de resolución, el "análisis lineal modal" y el "análisis lineal implícito de Newmark", están disponibles.

Análisis modal lineal

Este método de resolución utiliza una estructura desacoplada que se basa en los valores propios y las formas del modo de la estructura. Es necesario asignar un caso de vibración natural definido.

Este método sólo se debe utilizar si hay un número suficiente de valores propios de la estructura calculados en el caso de vibración natural. Esto significa que debe prestar atención para lograr un factor de masa modal eficaz de la estructura total de aproximadamente 1 en todas las direcciones determinantes. Si esto no es posible, este método dará lugar a resultados inexactos.

Newmark implícito lineal

Este es un método de paso de tiempo directo que no requiere un caso de vibración natural y requiere suficientes pasos de tiempo pequeños para lograr los resultados exactos.

Este método se recomienda para estructuras complejas, que requerirían un número muy grande de formas modales para lograr un factor de masa modal eficaz de aproximadamente 1.

Si se puede garantizar un número suficiente de valores propios por medio del análisis modal lineal, ambos métodos de resolución conducen aproximadamente a los mismos resultados. Para más información sobre ambos métodos, lea el manual de RF -DYNAM Pro.

Este mensaje aparece si ya se han calculado todos los casos de vibración natural definidos o casos de carga dinámica. El motivo es que la comprobación solo pasa por los datos de entrada que aún no se han calculado.

Por lo tanto, se puede decir que la comprobación solo se debe aplicar antes del cálculo. Si hay algún error de entrada, no se puede realizar el cálculo de todos modos.

La interfaz COM le permite leer o crear un espectro de respuesta definido por el usuario en RFEM y RSTAB.

Para la conversión, es necesario obtener la interfaz con el módulo (IDynamModule) a través de la interfaz con el modelo de RFEM (IModel). Esta interfaz se usa para crear el caso del módulo (IModuleCase). IModuleCase incluye la función GetRSParams, que se puede usar para leer los parámetros para el espectro de respuesta. Por otro lado, la función SetRSParams puede escribir datos nuevos. El siguiente código de ejemplo lo aclara:

El espectro de respuesta se creó según EN 1998-1: 2010 y tiene 11 puntos. Primero, se creó una matriz del tipo RSTableRow con 11 elementos, se completó con datos y luego se guardó en la propiedad UserDefinedTable. La transferencia se realiza utilizando el comando SetRSParams.

Hay dos opciones disponibles: eine automatische Zeitschrittwahl und eine manuelle. Especialmente para una estructura con no linealidades, siempre se recomienda seleccionar manualmente el paso de tiempo, porque la determinación automática sólo se lleva a cabo en base a los acelerogramas o diagramas de tiempo definidos. Para esto, es necesario realizar un estudio de convergencia del paso de tiempo, que considere el tiempo de cálculo en relación con la precisión.

El paso de tiempo a seleccionar depende de muchos factores, como la frecuencia de excitación, la frecuencia y el tamaño de la estructura, así como el grado de no linealidades. Por lo tanto, no es posible hacer una declaración general sobre el tamaño del paso de tiempo.

Para lograr una precisión suficiente, el período determinante T = 1/f se debe dividir en aproximadamente 20 pasos, es decir, el paso de tiempo Δt se debe seleccionar de la siguiente forma:

$\mathrm{Δt}\;

Para excitaciones definidas transitoriamente, como los acelerogramas o diagramas de tiempo en tablas, el período de tiempo más corto se debe dividir en 7 pasos:

$\mathrm{Δt}\;=\;\frac{\mathrm{Min}\left\{{\mathrm t}_{\mathrm i+1}\right.-\;{\mathrm t}_{\mathrm i}\}\;}7$

Independientemente del cálculo, se introducen los pasos de tiempo para guardar los resultados.

Sí, esto es posible con el módulo adicional RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations. Esta aplicación también permite utilizar el dominio del tiempo. Está disponible para ambos métodos de solución (análisis lineal de Newmark o análisis modal), pero los procedimientos se diferencia ligeramente.

El procedimiento es el siguiente:

1. Defina un caso de carga que contenga una carga que cause la deformación inicial deseada.
2. Active los diagramas del método de dominio del tiempo en RF-/DYNAM Pro y defina un nuevo diagrama de tiempo que sea un múltiplo de 0 a lo largo de todo el tiempo.
   
   


3. Después, seleccione el diagrama de tiempo definido en los casos de carga dinámica (el caso de carga con el que lo combina es irrelevante porque multiplica la carga por 0). Así puede importar el caso de carga definido en el primer paso como la condición inicial (o sólo la deformación inicial en el análisis modal). Por lo tanto, las condiciones de este caso de carga se importan en el momento t = 0 y se liberan inmediatamente después.
   
   

Use este procedimiento para simular una vibración después de la deformación inicial. Para ilustrar esto, hay un archivo con un ejemplo en el área de descargas donde se muestra este método en un oscilador de masa individual.

Según EN 1998-1, se deben utilizar tantas formas modales que la suma de las masas modales eficaces sea al menos el 90% de la masa total eficaz (normalmente esto corresponde a la masa total de la estructura). Esta regulación puede ser diferente en otras normas sísmicas.

La ventana de entrada de RF-/DYNAM Pro contiene la pestaña "Formas de modo" en Casos de carga dinámicos, donde las frecuencias y los factores de masa modales eficaces se resumen en una tabla. Esto le permite comprobar antes del cálculo si es necesario determinar el número requerido de valores propios o aumentar el número.

Después del cálculo, las masas modales eficaces y los factores se muestran en la tabla 5.7 Factores de masa modal eficaces.

Esta pregunta frecuente enumera las causas de los factores de masa modal pequeños eficaces y las posibles soluciones.

En RF-DYNAM Pro - Natural Vibrations, es posible importar la matriz de rigidez geométrica. Puede usarlo para considerar el análisis de segundo orden. Las cargas laterales equivalentes para sismos generadas con el módulo adicional RF-DYNAM Pro - Equivalent Loads consideran esta modificación de rigidez.

En el archivo adjunto, se describe cuándo se debe considerar el análisis de segundo orden según ASCE 7‑16 y qué opciones ofrecen los módulos adicionales de RF-DYNAM Pro.

Las tablas de resultados del módulo adicional RF-DYNAM Pro no muestran las tensiones para sólidos. Para mostrar las tensiones y esfuerzos internos, es necesario exportar los resultados a un caso de carga o combinación de resultados. Luego, puede ver los resultados en un caso de carga o una combinación de resultados como de costumbre.

El módulo adicional RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads sólo contiene un anális estructural de las estructuras. Si ahora aplica un modelo no lineal para el cálculo, RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads lo modificará internamente y lo tratará como un modelo lineal. La no linealidad en su modelo es la mampostería, que no puede absorber ninguna fuerza de tracción.

El problema es que: RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads calcula las cargas equivalentes linealmente y exporta los casos de carga a partir de ellas. Sin embargo, los casos de carga se calculan posteriormente de forma no lineal en base al modelo del material, que no es completamente correcto. Además, los resultados se superponen según el método SRSS o CQC, lo que da como resultado la presencia de fuerzas de tracción y compresión en el modelo.

En este caso, puede cambiar la mampostería a isótropo lineal y trabajar con las propiedades lineales del modelo del material, por ejemplo. Además, es posible insertar articulaciones en línea en esta ubicación, lo que podría usarse para evitar la coacción del momento, por ejemplo.

Masa modal
Cada sistema de masas múltiples generalmente se puede representar mediante un sistema de una sola masa. Al realizar esta transformación, es necesaria la masa modal del sistema. Esta masa es necesaria para generar la frecuencia del oscilador de masa equivalente.

Factor de participación
Este factor también puede ser negativo, porque consiste en la masa equivalente en un nudo y el desplazamiento correspondiente debido a la forma del modo. Si la deflexión se da en la dirección negativa, el factor de participación se vuelve negativo. Sin embargo, el factor de masa equivalente sigue siendo positivo porque el factor de participación es al cuadrado (ver fórmula).

Masa equivalente
La masa equivalente de un sistema estructural es una parte de la masa total que se excita debido a la vibración del oscilador de masas múltiples. La masa equivalente de un sistema estructural puede estar entre cero y la masa total. El factor de masa equivalente es solo el cociente entre la masa total y la masa equivalente. Por lo tanto, generalmente es posible verificar más rápidamente cuál es la relación entre la masa del modo excitado de la forma del modo respectivo. Si el factor de masa equivalente es mayor que 1, debe comprobar la discretización del sistema y, si es necesario, refinar la división de los nudos o la malla de EF.

Generalmente, el factor de masa equivalente y la masa equivalente son decisivos para un análisis sísmico, porque estos valores se utilizan para calcular las cargas dinámicas equivalentes en el edificio.

El módulo adicional RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations siempre se necesita para el análisis dinámico.

Las extensiones respectivas se pueden comprar adicionalmente, dependiendo de sus necesidades. Las siguientes extensiones están disponibles dentro de la serie de módulos adicionales RF-/DYNAM Pro:

• RF-/DYNAM Pro - Vibraciones forzadas
• RF-/DYNAM Pro - Cargas equivalentes
• RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History

Sí, todos los apoyos con una constante elástica se consideran en el módulo adicional RF-/DYNAM Pro. En detalle, esto significa que los apoyos elásticos se consideran en las siguientes áreas:

• Determinación de la vibración natural
• Análisis en el dominio del tiempo de diagramas de tiempo
• Análisis del espectro de respuesta ("Vibraciones forzadas" y "Cargas equivalentes")

El ejemplo adjunto muestra claramente cómo cambian las formas del modo de una barra cuando se agrega un apoyo en nudo elástico.