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  • Respuesta

    Especialmente la definición de deslizamiento es un desafío para el solucionador debido al cálculo no lineal. A continuación, se dan consejos sobre cómo se pueden evitar las posibles inestabilidades.

    Incrementos de carga
    Al considerar las no linealidades, a menudo es difícil encontrar un equilibrio. Se pueden evitar las inestabilidades al aplicar la carga en varios pasos (ver figura 01). Por ejemplo, si se especifican dos incrementos de carga, se aplica la mitad de la carga en el primer paso. Las iteraciones se llevan a cabo cuando se encuentre el equilibrio. Luego, en el segundo paso, se aplica la carga completa al sistema ya deformado y las iteraciones se ejecutan de nuevo hasta que se alcance un sistema de equilibrio. Tenga en cuenta que los incrementos de carga tienen un efecto desfavorable sobre el tiempo de cálculo. El valor de 1 (incremento de carga no gradual) estará por lo tanto preestablecido en el cuadro de texto. Además, es posible especificar por separado cada caso y combinación de carga cuántos incrementos de carga se deben aplicar (ver figura 02). Entonces, se ignoran la configuración global.

    Definición de deslizamiento
    Generalmente, el deslizamiento (p. ej. en una unión) se define por medio de la no linealidad del tipo "Actividad parcial" (ver figura 03). Se puede usar para definir el desplazamiento de la articulación a partir del cual se deben transferir los esfuerzos. Como se puede ver en el diagrama, el interrumpido, es decir la rigided que actúa en el desplazamiento de la articulación correspondiente, se considera como rígido (derivación vertical, vea las flechas rojas). Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, esto puede conducir a problemas numéricos en el cálculo. Para evitar esto, se debe reducir ligeramente la rigidez que actúa en el desplazamiento de la articulación. Esto se logra al definir un muelle muy rígido (ver figura 04).

    Además del interrumpido muy rígido, se pueden dar los problemas numéricos dentro del desplazamiento. En este caso, se debe considerar una pequeña rigidez para el efecto del deslizamiento para aumentar un poco la derivación horizontal. La rigidez se debe seleccionar tan pequeña que no tenga una influencia decisiva (ver figura 05). Esta situación es posible utilizando el "Diagrama" de no linealidad.

    Disposición de articulaciones en barra
    Cuando se disponen las articulaciones, se debe tener cuidado para asegurarse de que no se han definido en la misma dirección en ambos extremos de la barra. Por lo tanto, hay un estado en el que la barra no está lo suficientemente apoyada y el sistema ya falla en las primeras iteraciones. En tal caso, se debe definir el deslizamiento sólo en un lado de la barra, y se debe ajustar el tamaño del deslizamiento en consecuencia (ver figura 06).

  • Respuesta

    Esta función está destinada a detectar errores de modelado en la estructura que conducen a la inestabilidad. Con este método, es posible calcular dichos sistemas y determinar la causa de la inestabilidad gráficamente.

    Esta función no es adecuada para los siguientes problemas:
    • Cálculo cancelado debido a sobrecargas (problemas de estabilidad)
    • Determinación de las curvas y modos de pandeo
    Si el sistema es estable y sólo se producen problemas de estabilidad durante el cálculo según el análisis de segundo orden, todos los resultados se establecen en 0 con esta función.

    La resolución de problemas de inestabilidades se describe en detalle en la FAQ 2257.
  • Respuesta

    El cálculo se puede terminar debido a un sistema estructural inestable por varias razones. Por un lado, puede indicar una inestabilidad "real" debido a una sobrecarga del sistema, pero por otro lado, las inexactitudes del modelo pueden ser responsables de este mensaje de error. El siguiente es un procedimiento posible para encontrar la causa de la inestabilidad.

    1. Comprobación del modelado

    En primer lugar, se debe comprobar si la estructura es correcta mediante el modelado. Para ello, se recomienda utilizar los controles del modelo proporcionados por RSTAB/RFEM [Herramientas → Comprobación del modelo]. Al usar estas opciones, puede, por ejemplo, buscar y eliminar nudos idénticos y barras superpuestas.


    Además, puede estructurar z. Por ejemplo, se puede calcular bajo carga muerta pura en un caso de carga según el análisis de primer orden. Si se visualizan los resultados posteriormente, la estructura es estable con respecto al modelado. Si este no es el caso, a continuación se enumeran las causas más comunes (ver también el video "Comprobación del modelo" en el área "Descargas"):

    • Definición incorrecta de apoyos/falta de apoyos
      Esto puede provocar inestabilidades porque el sistema no es compatible en todas las direcciones. Por lo tanto, es necesario que las condiciones del apoyo estén en equilibrio con el sistema así como con las condiciones de contorno externas. Los sistemas estáticamente sobredeterminados o cinemáticos también conducen a roturas de cálculo debido a condiciones de contorno insuficientes.

      Figura 02 - Haz cinemático - Viga de vano simple sin apoyo fijo
    • Torsión de barras sobre sus propios ejes
      Si las barras giran alrededor de su propio eje, es decir, la barra no está apoyada alrededor de su propio eje, puede provocar inestabilidades. La causa se debe a menudo a la configuración de las articulaciones en barra. De este modo, es posible que se hayan introducido barras dirigidas torsionalmente tanto en el nudo inicial como en el nudo final. Sin embargo, un mensaje de advertencia al iniciar los cálculos alerta al usuario.

      Figura 03 - Introducción de torsión articulaciones en los nudos inicial y final
    • Falta la conexión de las barras
      Especialmente para modelos más grandes y complejos, puede suceder que algunas barras no estén conectadas entre sí y, por lo tanto, "flote libremente en el aire". Olvidar las barras de intersección que se deberían cortar realmente también puede provocar inestabilidades. La comprobación del modelo "Cruce, no hay barras conectadas" proporciona una solución que busca las barras que se cruzan pero que no tienen un nudo común en el punto de intersección.

      Figura 04 - Resultados de la comprobación del modelo para barras que se cruzan
    • No hay nudo común
      Los nudos se encuentran obviamente en la misma ubicación, pero en una inspección más cercana, se desvían ligeramente unos de otros. Importación de CAD, que se puede usar para borrar el modelo.

      Figura 05 - Resultados de la comprobación del modelo para los nudos idénticos
    • Crea una cadena de articulaciones
      Demasiadas articulaciones en la barra y un nudo puede causar una cadena de articulación, lo que puede conducir a un aborto del cálculo. Se puede definir una articulación n-1 con el mismo grado de libertad relativo al sistema de coordenadas global para cada nudo, donde "n" es el número de barras conectadas. Lo mismo se aplica a las articulaciones lineales.

      Figura 06 - Sistema cinemático debido a una cadena de articulaciones

    2. Comprobación de la rigidez

    Una rigidez perdida también conduce a abortos de cálculo debido a inestabilidades. Por lo tanto, siempre se debe comprobar si la estructura está lo suficientemente rígida en todas las direcciones.


    3. Problemas numéricos

    Para un ejemplo, ver la figura 08. Es una estructura fija que está rigidizada por las barras de tracción. Debido a reducciones de panel por cargas verticales, los tirantes reciben pequeños esfuerzos de compresión en la primera etapa de cálculo. Se eliminan del sistema (porque sólo se puede absorber la tensión). En la segunda ejecución de cálculo, el modelo es inestable sin esos tirantes. Hay varias maneras de resolver este problema. Puede aplicar un pretensado (carga en barra) a las barras de tracción para "eliminar" los pequeños esfuerzos de compresión, asignar una pequeña rigidez a las barras o quitar las barras una después de la otra en el cálculo (ver figura 08).


    4. Determinación de la causa de una inestabilidad


    • Comprobación automática del modelo con salida gráfica
      Para obtener una representación gráfica de la causa de la inestabilidad, el módulo adicional RF-STABILITY (RFEM) puede ayudar. Con la opción "Determinar la forma del modo del modelo inestable ..." (ver figura 09), es posible calcular sistemas supuestamente inestables. Se realiza un análisis de los valores propios en base a los datos estructurales para que la inestabilidad del componente estructural afectado se visualice gráficamente como resultado.

      Figura 09 - Representación gráfica de la inestabilidad
    • Principio de carga crítica
      Si los casos de carga/combinaciones de carga se pueden calcular según el análisis de primer orden y el cálculo sólo aumenta desde el análisis de segundo orden, hay un problema de estabilidad (factor de carga crítico inferior a 1,00). El factor de carga crítica indica el factor con el que se debe multiplicar la carga para que el modelo se vuelva inestable bajo la carga correspondiente (por ejemplo, hebillas). De esto se sigue: Un factor de carga crítico inferior a 1,00 significa que la estructura es inestable. Fallo por abolladura del sistema estable Sólo un factor de carga crítica positivo superior a 1,00 permite la afirmación de que la carga debida a los esfuerzos axiles multiplicados por este factor conduce a un fallo de pandeo. Para encontrar el "punto débil", recomendamos el siguiente método, que requiere el módulo adicional RSBUCK (RFEM) o RF-STABILITY (RFEM) (véase también el vídeo "Principio de carga crítica" en la sección "Descargas"):

      Primero, la carga de la combinación de cargas afectada se debe reducir hasta que la combinación de cargas se vuelva estable. El factor de carga se usa como herramienta en los parámetros de cálculo de la combinación de cargas. Esto también corresponde a una determinación manual del factor de carga crítica si el módulo RSBUCK o el módulo RF-STABILITY no están disponibles. Para los elementos estructurales puramente lineales, puede que ya sea suficiente calcular la combinación de carga según el análisis de primer orden y seleccionarla directamente en el módulo adicional. A continuación, se puede calcular y mostrar gráficamente la forma de pandeo o pandeo en base a esta combinación de carga en el módulo adicional correspondiente. Con la salida gráfica, el "punto débil" se encuentra en la estructura y luego se puede optimizar específicamente. De forma predeterminada, los módulos RSBUCKRF-STABILITY sólo determinan las formas del modo global. Para determinar también las formas del modo local, se debe activar la división de barras (RF-Stable) o se debe aumentar la división para las barras del cerco a al menos "2" (RSBUCK).

      Figura 10 - Activación de la división de barra en RF-STABILITY
      Figura 11 - División de barras en RSBUCK
  • Respuesta

    Es bastante probable que las altas deformaciones estén causadas por la contracción y el apoyo horizontal en el modelo.

    La contracción se considera como una deformación interna en el lado de la carga como deformación, pero en este contexto también es posible el fallo debido a la deformación por contracción. Si la deformación unitaria por contracción se evita mediante un apoyo horizontal no desplazable, se generan esfuerzos que pueden provocar la rotura del hormigón y, por lo tanto, un aumento considerable de las deformaciones o incluso la inestabilidad del modelo.

    En este contexto, es importante que las condiciones de contorno del modelo se representen de la manera más realista posible cuando se usa el análisis de deformación no lineal.

  • Respuesta

    Básicamente, debería prestar atención a los siguientes puntos:

    Introducción del modelo

    La estructura en RF-STAGES y RFEM puede diferir debido a la definición en RF-STAGES. Por lo tanto, la estructura en RF-STAGES puede ser diferente que en RFEM. Para encontrar la inestabilidad en cierta fase de la construcción, se necesita modelar la estructura en esta fase de construcción en RFEM y tenerlo en cuenta por separado. En este contexto, también se debe tener en cuenta que las entradas no están sincronizadas entre RFEM y RF-STAGES. Por ejemplo, una liberación de extremo de barra eliminada en RFEM no se elimina automáticamente en el modelo RF-STAGES.

    Método de análisis

    ETAPAS DE RF calcula los casos de carga permanentes de acuerdo con el análisis de grandes deformaciones. Como resultado de este análisis, se pueden dar inestabilidades que no están presentes en un caso de carga cuando se calcula según el análisis estático lineal (problemas de carga crítica), por ejemplo.

    Elementos estructurales especiales

    Algunos de los elementos estructurales disponibles en RFEM no son compatibles en RF-STAGES. Estos elementos estructurales también pueden causar la inestabilidad en algunos casos. Los siguientes elementos estructurales no son totalmente compatibles en RF-STAGES:

    • Articulaciones lineales
    • Apoyo elástico en barra
    • Conjuntos de barras
    • Intersecciones
    • Liberaciones de nudos
    • Liberaciones de líneas
    • Liberaciones de superficies
    • Coacciones en nudos
  • Respuesta

    El cálculo se puede terminar debido a un sistema estructural inestable por varias razones. Por un lado, puede indicar una inestabilidad real debido a una sobrecarga del sistema, pero, por otro lado, los errores de modelado pueden ser responsables del mensaje de error. A continuación se encuentra una forma posible de encontrar la causa de la inestabilidad.

    En primer lugar, se debe comprobar si el modelado del sistema es correcto. Para encontrar problemas de modelado, use los controles del modelo (menú "Herramientas" → "Comprobación del modelo").

    Además, puede estructurar z. Por ejemplo, es posible calcular bajo peso propio puro en un caso de carga según el análisis estático lineal. Si se visualizan los resultados posteriormente, la estructura es estable con respecto al modelado. Si este no es el caso, a continuación se enumeran las causas más comunes (ver también el video 1):

    • Los apoyos se han perdido o se han definido incorrectamente
    • Las barras pueden girar alrededor de sus propios ejes porque falta un apoyo correspondiente
    • Las barras no están conectadas ("Herramientas" → "Comprobación del modelo")
    • Los nudos están evidentemente en el mismo lugar, pero si se observan más de cerca, se desvían ligeramente unos de otros (causa común de importación de CAD, "Herramientas" → "Comprobación del modelo")
    • Articulaciones en barra / articulaciones lineales Crear una "cadena articulada"
    • La estructura no está suficientemente rigidizada
    • Elementos estructurales no lineales (para ej., Elementos de tensión)

    Finalmente, la figura 02 muestra un ejemplo. Es una estructura fija sujeta con tirantes. Debido a reducciones de panel por cargas verticales, los tirantes reciben pequeños esfuerzos de compresión en la primera etapa de cálculo. Se eliminan del sistema (porque sólo se puede absorber la tensión). En la segunda ejecución de cálculo, el modelo es inestable sin esos tirantes. Hay varias maneras de resolver este problema: Puede aplicar un pretensado (carga en barra) a las barras de tracción para "eliminar" los esfuerzos de compresión pequeños, asignar una pequeña rigidez a las barras (ver figura 02) o quitar las barras una después de la otra en el cálculo (ver figura 02).

    Para obtener una representación gráfica de la causa de la inestabilidad, el módulo adicional RF-STABILITY (RFEM) puede ayudar. La opción "Determinar la forma del modo del modelo inestable ..." (ver figura 03) le permite calcular sistemas inestables. En el gráfico, el componente que conduce a la inestabilidad suele ser reconocible.

    Si los casos de carga y las combinaciones de carga se pueden calcular según el análisis estático lineal, el cálculo sólo se rompe al calcular según el análisis de segundo orden o el segundo análisis. Orden, hay un problema de estabilidad (factor de carga crítico inferior a 1,00). El factor de carga crítica indica el factor con el que se debe multiplicar la carga para que el modelo se vuelva inestable bajo la carga correspondiente, por ejemplo, las hebillas. De esto se sigue: Un factor de carga crítico inferior a 1,00 significa que la estructura es inestable. Para encontrar el "punto débil", se recomienda el siguiente enfoque, que es requerido por el módulo RSBUCK (para RSTAB) o RF-STABILITY (para RFEM) (ver Vídeo 2):

    Primero, la carga de la combinación de cargas afectada se debe reducir hasta que la combinación de cargas se vuelva estable. El factor de carga en los parámetros de cálculo de la combinación de carga se usa como una ayuda (ver Vídeo 2). A continuación, se puede calcular y mostrar gráficamente la forma de pandeo o pandeo en base a esta combinación de carga en el módulo adicional RSBUCK (RSTAB) o RF-STABILITY (RFEM). Con la salida gráfica, es posible encontrar el "punto débil" en la estructura y luego optimizarlo específicamente.

    Vídeos

    Video 1-en.wmv (16,52 MB)
    Video 2-en.wmv (23,97 MB)
  • Respuesta

    El extremo de la barra descansa geométricamente exactamente en la superficie del tubo, pero la integración automática de los elementos estructurales sólo es posible para superficies planas. Se ha creado un nudo FE común ya que el punto final de la barra no se ha integrado en la superficie del tubo. Para RFEM, la barra no tiene conexión con el tubo, lo que da como resultado la finalización del cálculo.

    Nudo del extremo de la barra en la superficie del tubo: haga doble clic en la superficie del tubo para abrir el cuadro de diálogo 'Editar superficie'. En la pestaña 'Integrado', puede integrar el nudo siempre que la opción 'Detección automática de objetos' esté desactivada (Figura 01).

    Debido a la integración, la barra está conectada a la superficie del tubo. Se crea un nudo FE común y el cálculo se realiza con éxito (figura 02).

  • Respuesta

    El cálculo se puede terminar debido a un sistema estructural inestable por varias razones. Puede haber una inestabilidad "real" debido a la sobrecarga del sistema, pero los efectos de inestabilidad también pueden ser causados por barras defectuosas.

    En los parámetros de calibración, puede desactivar la no linealidad "Barras debidas al tipo de barra" (ver figura 01). Si el cálculo es posible sin el mensaje de error, es probable que el problema esté causado por la falla de las barras.

    La opción "Uniones defectuosas se eliminarán individualmente durante iteraciones sucesivas" en el cuadro de diálogo Parámetros de cálculo global (ver figura 02) le permite evitar el fallo completo de las barras de tracción. Esto ayudará en la mayoría de los casos. Para ello, el número de iteraciones posibles debería ser lo suficientemente grande.

    Un método alternativo es aplicar un pretensado a las barras de tracción para evitar su fallo.

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Con el programa independiente RWIND Simulation, se pueden simular flujos de viento alrededor de estructuras simples o complejas por medio de un túnel de viento digital.

Las cargas de viento generadas que actúan sobre esos objetos se pueden importar a RFEM o RSTAB.

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