Preguntas frecuentes (FAQ) - Cálculo de estructuras de acero para RFEM 6

Si desea especificar sus propios resultados de cálculo para un componente estructural de un tipo de situación de proyecto para diferentes configuraciones, el complemento "Análisis de fases de construcción (CSA)" proporciona una solución.
Entre otras cosas, este complemento le permite realizar una simulación paralela de un modelo con un número constante de objetos. En este caso especial, el modelo base se yuxtapone internamente varias veces y, por lo tanto, se puede transferir al cálculo con configuraciones de cálculo establecidas de forma diferente.

Para la conversión, puede proceder de la siguiente manera:

1. Active el complemento "Análisis de fases de construcción (CSA)" en los datos básicos.
2. Defina una primera fase con el atributo "Inicio" en la rama "Fases de construcción" en el navegador y active todos los elementos. Estos elementos se tendrán en cuenta con las configuraciones de cálculo definidas en el objeto.
3. Defina otra fase con el atributo "Inicio" en la rama "Fases de construcción" en el navegador.
4. En la pestaña "Barras", introduzca los números de barra en "Modificar propiedades para barras" y seleccione la configuración deseada como la propiedad a modificar.
5. Después del cálculo, evalúe el diseño en función de las fases definidas.

Según la sección E5 de AISC, los efectos de la excentricidad en barras angulares simples se pueden omitir cuando se cumplen las siguientes condiciones:

• Members are loaded at the ends in compression through the same one leg
• Members are attached by welding or by connections with a minimum of two bolts
• No intermediate transverse loads
• L_c / r ≤ 200 [checked by RFEM]
• For unequal leg angles, the ratio of long leg width to short leg width, b_l/b_s is less than 1.7 [checked by RFEM]

Under the Strength Configuration, activate the "Use effective slenderness ratio acc. to E5" option. Choose between planar or space truss, then select whether the leg is connected though the longer or shorter leg.

After solving the calculation, the result is presented under Design Check EE2900. In cases where section E5 requirements are not met, RFEM proceeds with evaluating the member for combined axial load and flexure according to Chapter F and H.

Según EN 1993-1-1, 6.3.4 (1), el método general permite el análisis de pandeo lateral y pandeo flexotorsional de componentes estructurales individuales que están sometidos a carga en su plano principal e incluyen cualquier una sección simétrica, una altura variable y cualquier condición de contorno, así como el análisis de estructuras planas completas o estructuras parciales que consisten en dichos componentes. Por lo tanto, el cálculo de componentes estructurales con una sección asimétrica no es posible utilizando el método general. El complemento Cálculo de acero informa de un cálculo fallido y muestra el mensaje de error correspondiente.

El análisis de estabilidad se puede realizar como un cálculo de la sección según EN 1993-1-1, 5.2.2 (7) a, siempre que se realice un cálculo espacial según el análisis de segundo orden con las imperfecciones globales y locales aplicadas. Para modelar el pandeo lateral, es necesario determinar los esfuerzos internos según el análisis de pandeo torsional geométricamente no lineal con respecto a la torsión de alabeo. Entonces, solo es necesario realizar el diseño de la sección, ya que el cálculo cubre todos los efectos de estabilidad. Por lo tanto, este método de cálculo es aplicable a todas las secciones sometidas a cualquier carga.
La consideración del alabeo de la sección como un grado de libertad adicional es posible con el complemento Alabeo por torsión.

• Más sobre Alabeo por torsión (7 GDL)

El concepto de cálculo de RFEM 6 se ha modificado fundamentalmente, por lo que los casos de cálculo ya no están disponibles en los complementos. Al definir barras y superficies, puede especificar si desea realizar el cálculo y asignar las propiedades de cálculo a los objetos. Por lo tanto, no es posible realizar análisis alternativos en el mismo modelo.

Si desea calcular algunas barras según especificaciones diferentes, defina una nueva configuración de cálculo para un estado límite y asigne esta configuración en consecuencia.

Si calcula tanto barras como conjuntos de barras, puede usar las propiedades del objeto para controlar si considerar cada barra individualmente o analizar el conjunto de barras como un objeto de orden superior.

Des Weiteren besteht in RFEM 6 und RSTAB 9 die Möglichkeit, Objekte mit gemeinsamen Eigenschaften über Repräsentanten zu bemessen.

Tanto RFEM como RSTAB están disponibles para el cálculo de de estructuras temporales como carruseles, montañas rusas, escenarios o gradas. Los complementos están disponibles para ambos programas principales que puede usar para diseñar estructuras de acero, aluminio y ligeras según varias normas. Si también desea analizar estructuras de membranas y cables, RFEM es su herramienta preferida.

Programas principales RFEM o RSTAB

Los programas principales RFEM y RSTAB se utilizan para definir el modelo con sus propiedades y acciones. En este caso, RFEM demuestra ser la opción más versátil, ya que es posible analizar estructuras con componentes de superficie como membranas además de estructuras de barras puras.

Normas disponibles

Para el cálculo de estructuras de barras y cables de acero, están disponibles las siguientes normas:

• EN 1993 (Eurocódigo 3)
• BS 5950 (norma británica)
• AISC 360 (norma de Estados Unidos)
• SIA 263 (norma suiza)
• IS 800 (norma de la India)
• GB 50017 (norma china)
• CSA S16 (norma canadiense)
• AS 4100 (norma australiana)
• NBR 8800 (norma brasileña)
• SP 16.13330 (norma rusa)

Las estructuras de aluminio se pueden diseñar según las normas:

• EN 1999 (Eurocódigo 9)
• ADM (norma de Estados Unidos)
• GB 50429 (norma china)

Complementos de análisis y dimensionamiento

Los complementos de cálculo complementan la funcionalidad de los programas principales. En los complementos de cálculo Acero Cálculo y Aluminio Cálculo, puede realizar el cálculo del estado límite último y de servicio, así como el análisis de estabilidad según las normas enumeradas anteriormente.

En el caso de estructuras de membranas y cables, la Form-Finding facilita su tarea para determinar la forma de los modelos de barras y superficies sometidos a esfuerzos axiles. Por otro lado, puede usar el programa RWIND para realizar simulaciones en el túnel de viento digital para estructuras complejas y transferir las cargas de viento generadas a RFEM.

Cálculo dinámico

Si necesita realizar un análisis sísmico o de vibraciones, el correspondiente Análisis dinámico Los complementos son las herramientas perfectas para determinar frecuencias naturales y deformadas de modos, o para el análisis de excitaciones externas.

Si tiene alguna pregunta relacionada con las soluciones de Dlubal para estructuras temporales, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo de ventas.

RFEM o RSTAB son la base ideal para el cálculo de andamios o sistemas de estanterías, como almacenes de gran altura. También es posible considerar propiedades no lineales de barras y articulaciones tales como diagramas de fluencia, desgarro, deslizamiento o andamios especiales. Hay complementos disponibles para ambos programas que puede usar para diseñar estructuras de acero o aluminio según varias normas.

Programas principales RFEM o RSTAB

Los programas principales RFEM y RSTAB se utilizan para definir el modelo con sus propiedades y acciones. RFEM demuestra ser la opción más versátil, ya que es posible analizar estructuras con componentes de superficie además de estructuras de barras puras.

Normas disponibles

Para el cálculo de estructuras de vigas de acero, están disponibles las siguientes normas:

• EN 1993 (Eurocódigo 3)
• BS 5950 (norma británica)
• AISC 360 (norma de Estados Unidos)
• SIA 263 (norma suiza)
• IS 800 (norma de la India)
• GB 50017 (norma china)
• CSA S16 (norma canadiense)
• AS 4100 (norma australiana)
• NBR 8800 (norma brasileña)
• SP 16.13330 (norma rusa)

Las estructuras de aluminio se pueden diseñar según las siguientes normas:

• EN 1999 (Eurocódigo 9)
• ADM (norma de Estados Unidos)
• GB 50429 (norma china)

Complementos de análisis y dimensionamiento

Los complementos de cálculo complementan la funcionalidad de los programas principales. Con los complementos Cálculo de acero ]] y Cálculo de aluminio puede realizar los cálculos del estado límite último, la estabilidad y el estado límite de servicio según las normas mencionadas anteriormente.

Alabeo por torsión (7 GDL) le permite realizar también análisis de pandeo lateral con hasta siete grados de libertad. El complemento Análisis tensión-deformación proporciona la opción para comprobaciones generales de diseño de tensiones, donde las tensiones existentes se comparan con las tensiones límite.

Cálculo dinámico

Si necesita realizar un análisis sísmico o de vibraciones, el correspondiente Análisis dinámico Los complementos son las herramientas perfectas para determinar frecuencias naturales y deformadas de modos, o para el análisis de excitaciones externas.

Si tiene alguna pregunta sobre las soluciones de Dlubal para andamios y estructuras de estanterías, nuestro estará encantado de responder a sus preguntas.

Para el software RFEM de análisis de estructuras por elementos finitos, el complemento está disponible, que puede usar para encontrar la forma de una estructura de membrana tensada antes del cálculo.

Cuando haya modelado un apoyo o subestructura en RFEM y haya definido las superficies de membrana, puede analizar el modelo completo según el análisis de grandes deformaciones.

Programas y complementos

Utilice el programa principal RFEM para definir el modelo, incluidas las propiedades y acciones.

El complemento le permite determinar la forma de los modelos de barras y superficies sometidos a esfuerzos axiles.

Con el programa RWIND, puede realizar simulaciones en el túnel de viento digital para estructuras complejas y transferir las cargas de viento generadas a RFEM.

Dependiendo del cálculo, puede diseñar la estructura de soporte con los complementos de cálculo Cálculo de acero o Cálculo de aluminio.

Si es necesario realizar un análisis sísmico o de vibraciones, los complementos para Análisis dinámicos Hay herramientas adecuadas disponibles.

Si tiene alguna pregunta relacionada con las soluciones de Dlubal para estructuras de membranas tensadas, no dude en ponerse en contacto con nuestro departamento de ventas equipo.

Tanto RFEM como RSTAB proporcionan una solución: Hay numerosas normas europeas e internacionales, así como complementos disponibles para ambos programas que pueden facilitar su trabajo diario en el diseño de estructuras de acero. ]].

Programas principales RFEM o RSTAB

Los programas principales RFEM o RSTAB se utilizan para definir el modelo con sus propiedades y acciones. Además de las estructuras de pórticos espaciales, como naves o estructuras de andamios, es posible modelar estructuras de placas, muros y láminas con RFEM. Esto hace que RFEM sea la opción más versátil, especialmente si también está activo en otras áreas, como la construcción de hormigón.

Normas disponibles

• EN 1993 (Eurocódigo 3)
• BS 5950 (norma británica)
• AISC 360 (norma de Estados Unidos)
• SIA 263 (norma suiza)
• IS 800 (norma de la India)
• GB 50017 (norma china)
• CSA S16 (norma de Canadá)
• AS 4100 (norma australiana)
• NBR 8800 (norma brasileña)
• SP 16.13330 (norma rusa)

Complementos para estructuras de acero

Los complementos de cálculo complementan la funcionalidad de los programas principales. Con el complemento Cálculo de acero ]] puede realizar las comprobaciones de cálculo del estado límite último, la estabilidad, el estado límite de servicio y la resistencia al fuego según las normas especificadas anteriormente. Con el complemento de análisis Warping Torsion (7 GDL ), también es posible realizar análisis de pandeo lateral con hasta siete grados de libertad. El complemento Análisis tensión-deformación proporciona esta opción para cálculos de tensiones generales, donde las tensiones existentes se comparan con las tensiones límite.

Con el complemento Uniones de acero , puede analizar conexiones de acero articuladas y rígidas.

Las comprobaciones de diseño son posibles para un gran número de secciones normalizadas y parametrizadas. Si usa sus propias secciones, puede definirlas con el programa RSECTION y usarlas para los cálculos en RFEM o RSTAB.

Si tiene alguna pregunta sobre las soluciones de cálculo de acero de Dlubal, nuestro estará encantado de responder a sus preguntas.

Los elementos de compresión en barras sometidas a compresión axial pura se pueden calcular según CSA S16. Para barras sometidas a flexión o carga combinada (flexión + compresión), el cálculo no es posible actualmente.

Para una barra con una carga de flexión muy pequeña, la carga se puede ignorar aumentando el límite en las Configuraciones del estado límite último para evitar el resultado 'no calculable'.

Los canales, sombreros, ángulos y secciones Z del estándar AISI D100-17 se pueden diseñar según AISI S100 en el complemento de diseño de acero.

Además, todas las formas rectangulares y redondas de HSS AISC también se pueden diseñar según AISI S100. Esta opción se establece en Configuración de resistencia para el diseño de acero.

Se puede crear una sección personalizada usando una de las secciones de "paredes delgadas" disponibles en la biblioteca. Para otras secciones que no cumplen con ninguna de las 14 formas conformadas en frío disponibles, las secciones se pueden crear e importar desde el programa independiente RSECTION.

Las secciones paramétricas (personalizadas) con el tipo de fabricación "Conformado en frío" se pueden diseñar según AISI S100 o CSA S136.

El factor de seguridad Ω y el factor de resistencia Φ usados en los Capítulos E al H sólo son apropiados para secciones que cumplen con las limitaciones en la Tabla B4.1‑1. Para todas las demás secciones que superen cualquiera de los límites, se aplican factores de seguridad más altos Ω o factores de resistencia más bajos Φ según la sección A1.2 (C). En RFEM, esta limitación está marcada de forma predeterminada. El usuario tiene la opción de desactivar esta comprobación en la "Configuración de resistencia".

Las formas que se pueden comprobar en RFEM incluyen C, Z, L, I (doble C adosada), HSS de sombrero, rectangular y redonda. En el ejemplo que se muestra en la Imagen 02, la sección 8ZS2.75 x 105 cumple con los límites de aplicabilidad.

Para secciones generales/complejas, como la sección sigma utilizada en el ejemplo III-14 de AISI D100-17 (que se muestra en la imagen 03), se aplican automáticamente los factores más conservadores. Como resultado, Φ_c = 0,80 se usa en las comprobaciones de diseño de RFEM. Sin embargo, el cálculo manual muestra que la sección sigma realmente cumple con los límites de aplicabilidad y en su lugar se puede usar Φ_c = 0,85.

En el cuadro de diálogo Longitud efectiva , simplemente puede desmarcar la opción "Pandeo lateral por torsión" para excluir esta verificación en el complemento de diseño.

1) Abra el cuadro de diálogo Cargar casos y combinaciones . En la pestaña Base , seleccione la opción Editar parámetros de edición . Los valores predeterminados se establecen en 2.0 (Imagen 01)

Caso A: Para aplicar el mismo factor en las direcciones X e Y, use el factor de sobrerresistencia genérico (sin dirección) Ω_o.

Caso B: Para aplicar diferentes factores en cada dirección, use los factores de sobrerresistencia X e Y, Ω_{o, x} y Ω_{o, y}. No se utiliza el factor genérico Ω_o en la primera fila.

2) En la pestaña Casos de carga , cree un caso de carga sísmica con Qe como Categoría de acción . A continuación, seleccione la pestaña Configuración adicional y elija la dirección (Imagen 02)

Nota: Cuando ninguna o ambas direcciones se activan bajo el mismo caso de carga, se utiliza el factor de sobrerresistencia genérico, Ωo. Cree un caso de carga separado para aplicar los factores individuales, Ω_{o, x} y Ω_{o, y}.

3) En la pestaña Situaciones de diseño , seleccione el Tipo de situación de diseño de sobrerresistencia aplicable. Están disponibles los métodos LRFD y ASD (Imagen 03)

4) En la pestaña Combinaciones de carga , verifique que se hayan aplicado los factores correctos. Los factores también se muestran en la pestaña Combinaciones de resultados , si corresponde. Haga clic en Aceptar para salir (Imagen 04)

5) El paso final es asignar el tipo de estado límite aplicable a la situación de cálculo de sobrerresistencia. Para barras sin configuración sísmica asignada, seleccione el "Estado límite de resistencia" (LRFD o ASD) como el Tipo de estado límite .
Para barras con configuración sísmica asignada, use el "Estado límite sísmico - reserva de resistencia" (LRFD o ASD) (Imagen 05)

1) Abra el cuadro de diálogo Cargar casos y combinaciones . En la pestaña Base , seleccione la opción Editar parámetros de edición . Los valores predeterminados se establecen en 1.0 (Imagen 01)

Caso A: Para aplicar el mismo factor en las direcciones X e Y, utilice el factor de redundancia genérico (sin dirección), ρ.

Caso B: Para aplicar diferentes factores en cada dirección, use los factores de redundancia, ρ_x y ρ_y. No se utiliza el factor genérico ρ en la primera fila.

2) En la pestaña Casos de carga , cree un caso de carga sísmica con Qe como Categoría de acción . A continuación, seleccione la pestaña Configuración adicional y elija la dirección (Imagen 02)

3) En la pestaña Situaciones de diseño , seleccione el Tipo de situación de diseño sísmico aplicable. Están disponibles los métodos LRFD y ASD (Imagen 03)

Nota: Cuando ninguna o ambas direcciones se activan en el mismo caso de carga, se utiliza el factor de redundancia genérico ρ. Cree un caso de carga separado para aplicar los factores individuales, ρ_x y ρ_y.

4) En la pestaña Combinaciones de carga , verifique que se hayan aplicado los factores correctos. Los factores también se muestran en la pestaña Combinaciones de resultados , si corresponde. Haga clic en Aceptar para salir (Imagen 04)

En primer lugar, sería conveniente volver a examinar las condiciones de contorno para el cálculo. Esto incluye, entre otras cosas, la aproximación de la carga seleccionada, la verificación de los rigidizadores transversales y las transiciones entre las barras. También es útil comprobar la teoría de cálculo fuera de la teoría de segundo orden debido a las grandes rotaciones.

Sin embargo, también es particularmente importante que en RFEM, se requiere una división de la malla de FE para la torsión de alabeo.
Puede hacer esto verificando la configuración de la malla de EF y la representación gráfica de la malla de EF de la barra.

Hay dos opciones cuando se trata de definir longitudes eficaces en RFEM 6. First, edit the member and navigate to the "Design Types" Tab. Second, create a new effective lengths definition.

Third, set whether you would like to calculate the critical moment according to the Eigenvalue method or Chapter F from the AISC. Fourth, navigate to the "Nodal Supports and Effective Lengths" tab. Within this tab there are two different methods that can be used.

Método 1: Apoyos en nudos

Referencing Member No. 1 in the attached model, for this column you can see a how the effective lengths for the Start, End, and Intermediate nodes are defined. First, click on Select Member or Member Set and then select the member. This will activate the intermediate nodes along the member length in the table. Next, check whether the node can move in the y/z axis (weak/strong axis), rotate about its local x-axis (torsion), and about its local z-axis (LTB).

The Warping (ω) input options will adjust the effective length for LTB, similar to the rotational z-axis restraint. For Ch. F calculations, the warping can be fully restrained or released. For Eigenvalue calculations, in addition to the fully restrained or released option, there is also the ability to set partial fixity with a warping spring constant.

Top and bottom flanges can also be restrained separately by fixing the y-axis and by releasing (unchecking) the rotation about the local x-axis restraint (torsion).

Método 2: "K" Factors and Absolute Values

Referencing Member No. 5 in the attached model, the effective length factors can be used to define the unbraced length directly and/or apply the appropriate member end conditions. To adjust the unbraced lengths directly instead of utilizing the nodes on the member (Method 1), the "K" factors can be entered manually in the table below. Or the "Absolute Values" can be entered by selecting the option "Absolute Values". Then the unbraced length itself can be entered manually instead. This method is best used when there are no intermediate nodes currently present on the member.

Todas las barras cuando se usan los complementos de cálculo para las comprobaciones de servicio se consideran apoyadas en los nudos extremos de forma predeterminada. Si la barra es en cambio un voladizo o incluye un apoyo interno para una combinación de un tipo de barra en voladizo y apoyada en ambos extremos, se debe definir un nuevo Apoyo de cálculo en los detalles de la barra.

La opción Apoyo de cálculo se puede encontrar en el cuadro de diálogo de la barra en la pestaña Apoyos de cálculo y flecha. Los apoyos se pueden agregar a cualquier nudo detectado a lo largo de la longitud de la barra, como el inicio de la barra, el final de la barra o los nudos internos.

En el cuadro de diálogo Nuevo apoyo de cálculo, puede establecer el tipo de apoyo desde el menú desplegable, incluyendo general, hormigón o madera. El "general" le dará al programa una guía sobre el tipo de barra de flecha y qué razón de flecha límite se debe referenciar desde las configuraciones de estados límite de servicio, ya sea en voladizo (p. ej., L/180) o apoyada en ambos extremos (p. ej., L/360). Los tipos alternativos "hormigón" y "madera" también influirán en el cálculo de flecha, pero tienen opciones de cálculo de resistencia adicionales incorporadas, como la modificación del esfuerzo interno de momento y cortante para el cálculo de hormigón y una comprobación de la tensión perpendicular a la fibra para el cálculo de madera.

Para obtener información detallada adicional sobre esta nueva configuración en RFEM 6, incluido un soporte de diseño de tipo "madera", consulte el seminario web que se enumera a continuación en Enlaces en el momento 51:05.

Ano lze. Pokud se podíváte do detailů posudku je tam k dispozici nápověda. Pro průřezy symetrické podle jedné osy použijte okrajové podmínky a 2D obecnou metodu podle EN 1993-1-1, 6.3.4.

Je tedy třeba v Typech pro posouzení prutu nastavit Okrajové posmínky.

Zároveň je nutné průřez posoudit pomocí Upravené metody. Tu lze aktivovat v konfiguraci mezního stavu únosnosti v záložce Stabilita.

Průřezy symetrické podle jedné osy namáhané dvouosým ohybem lze posoudit pomocí Upravené metody. Tato metoda není součástí normy, ale je převzata z literatury[1]. 

Pro aktivaci je třeba otevřít konfiguraci mezního stavu únosnosti a v záložce Stabilita zapnout Exension methods, vybrat Evropskou křivku klopení a aktivovat Upravenou metodu.

Upravená obecná metoda umožňuje posouzení dvouosého ohybu průřezů symetrických podle jedné osy. Lze ji použít i pro monosymetrické pruty s náběhem a sady prutů s dvouosým ohybem (kroucení se v současnosti neuvažuje).

Některé národní přílohy umožňují tuto metodu používat pouze pro I průřezy (např. Německo).

Pro posouzení včetně kroucení lze použít Addon Vázané kroucení.

Si desea calcular un conjunto de barras en RFEM 6 o RSTAB 9, es necesario activar el cálculo en la definición del conjunto de barras. Si este no es el caso, el conjunto de barras se interpreta como no válido durante el cálculo y no se tiene en cuenta.

Haga doble clic en el conjunto de barras para editarlo. Al activar las propiedades de cálculo, puede editarlas en las pestañas adicionales. Haga clic en Aceptar para cerrar el cuadro de diálogo y el conjunto de barras estará disponible para el cálculo.

Tenga en cuenta que al activar las propiedades de cálculo de un conjunto de barras, las barras individuales subordinadas ya no se activan para el cálculo.

Para hacer que la biblioteca de materiales sea más compacta y esté mejor organizada, los materiales de los Anejos Nacionales individuales (como se enumeran en RFEM 5 y RSTAB 8) se han reemplazado por un solo material en los nuevos programas. Dado que los materiales son idénticos de todos modos, salvo algunas excepciones, ahora se proporciona el material según CEN para el cálculo. Para esto, seleccione la región "Unión Europea" (ver figura 01).

Los materiales de esta región se pueden usar en los complementos de diseño correspondientes independientemente del Anejo Nacional especificado de una norma de diseño.

Si hay alguna desviación definida en el Anejo Nacional respectivo, se tiene en cuenta en consecuencia en la página de diseño (ver figura 02).