Este artigo descreve como o RFEM e o RSTAB definem automaticamente a posição da barra e como esta pode ser ajustada utilizando os ângulos de rotação da barra, se necessário.
Eixos locais da barra
O sistema de coordenadas da barra com os eixos x, y ez é definido como chanfrado reto com parafusos à direita. O eixo local x da barra representa sempre o eixo do centro de gravidade da barra. Esta liga o nó inicial ao nó final enquanto a direção positiva do eixo x está orientada a partir do nó inicial i para o nó final j da barra. No caso de secções simétricas, os eixos locais y ez representam os eixos principais da barra (esses eixos são indicados com u e v no caso de secções assimétricas). O eixo y é o eixo "maior" da secção.
Ângulo de rotação da barra β
Se uma barra tem uma rotação em torno do seu eixo longitudinal, essa rotação pode ser definida por um ângulo β. A posição e, portanto, o sistema de coordenadas de barra local xyz é descrito claramente através da especificação do nó inicial i, do nó final j bem como do ângulo de rotação β.
O programa define depois a posição dos eixos locais y e z automaticamente: O eixo z está localizado no espaço de maneira que a parte Z da seta de direção relacionada com o sistema de coordenadas global aponta sempre para a direção global positiva Z. O eixo y é então obtido de acordo com a regra da mão direita. A partir desta posição, a barra pode ser rodada utilizando o ângulo de rotação β, que indica a rotação do sistema local x, y, z contra o sistema de referência x', y', z'. Com a configuração padrão β = 0 °, o sistema de referência é ao mesmo tempo o sistema local. No caso de ângulo positivo β, as direções y e z rodam em torno do eixo longitudinal da barra (eixo local x) como no caso de um parafuso direito.
Se o sistema local xyz estiver aparafusado à direita em 90 graus, o eixo y estará na posição do eixo z antes da rotação.
A Figura 02 apresenta a rotação para a esquerda. O ângulo β deve ser introduzido como negativo neste caso.
Orientação da barra no caso de uma posição de barra não horizontal
Se a barra se encontra na posição horizontal, a orientação e a rotação são claras, como apresentado na Figura 02. No entanto, se a barra estiver localizada no espaço, o programa orienta a barra de acordo com as seguintes regras.
Para um ângulo de rotação da barra β = 0°, são possíveis dois casos.
1º Caso: Posição geral da barra, β = 0°
O eixo de referência y' é paralelo ao plano XY global. O eixo de referência z' é perpendicular aos eixos x' e y', enquanto a sua componente Z aponta sempre na direção do eixo global Z. Se o eixo Z se encontra definido para baixo nos dados gerais, aponta na direção da componente Z positiva; se o eixo Z se encontra definido para cima, aponta na direção da componente Z negativa. As direções dos eixos seguem a regra da mão direita.
2º Caso: Posição vertical da barra, β = 0°
O eixo de referência y' aponta na direção do eixo Y global. O eixo z é obtido utilizando a regra da mão direita; se β = 0°, aponta na direção do eixo X global.
Para um ângulo de rotação da barra de ±90° e 180°, o programa aplica as seguintes suposições para barras na posição vertical:
A barra pode ser rodada em torno do eixo longitudinal desta barra utilizando o ângulo de rotação β. Um ângulo positivo corresponde a uma rotação do eixo y na direção do eixo z. Para a orientação do eixo, é importante se a barra é definida de cima para baixo ou de baixo para cima (ver Figura 04 e Figura 05).
Modificação do eixo da barra devido à posição da barra
Se o eixo "salta em torno" no caso de uma barra contínua de apoio, a causa geralmente é a classificação automática da posição da barra: A posição da barra contínua é classificada como "vertical" e a posição das barras ligadas como "geral". A posição geral da barra aplica-se quando existem coordenadas X e Y (minimamente) diferentes para os nós de definição de uma barra, pelo que a barra está ligeiramente inclinada.
Os eixos variáveis complicam a definição de cargas e imperfeições locais na barra. Também influenciam os símbolos e sinais das forças internas.
Em particular, ao importar um modelo DXF, pode acontecer que as coordenadas X e Y dos nós de definição não sejam idênticas para todas as casas decimais. Isto pode ser corrigido através de ajuste manual. Uma forma melhor é compensar os desvios com a opção de programa "Regenerar modelo", que também permite tolerâncias definidas pelo utilizador.
Resumo
Num modelo 3D, a orientação da barra é importante para a rigidez do modelo e para a atribuição de cargas locais. Ao introduzir uma barra, o sistema de eixos local é definido automaticamente com base nos nós de definição. Então, é possível ajustar a orientação do eixo através de um ângulo de rotação da barra. O RFEM e o RSTAB permitem verificar a posição da barra de forma rápida e fiável numa representação 3D.
