O módulo Análise geotécnica fornece ao RFEM modelos de materiais de solo adicionais específicos que podem representar adequadamente o comportamento complexo de materiais de solo. Este artigo técnico tem como objetivo servir como introdução e mostrar como é que a rigidez dependente da tensão dos modelos de materiais do solo pode ser determinada.
Para a verificação da estabilidade de barras utilizando o método da barra equivalente, é necessário definir comprimentos efetivos ou comprimentos de encurvadura por flexão-torção para determinar uma carga crítica para a rotura de estabilidade. Neste artigo, é apresentada uma função específica do RFEM 6, através da qual é possível atribuir uma excentricidade aos apoios nodais e assim influenciar a determinação do momento fletor crítico considerado na análise de estabilidade.
Uma vez que a determinação realista das condições do solo tem uma influência significativa na qualidade da análise estrutural dos edifícios, o RFEM 6 disponibiliza o módulo Análise geotécnica para determinar o corpo de solo a ser analisado.
A forma de fornecer dados obtidos em testes de campo no módulo e utilizar as propriedades de amostras de solos para determinar os maciços de solos de interesse foi discutida no artigo da base de dados de conhecimento "Criação do corpo de solos a partir de amostras de solos no RFEM 6". Por outro lado, este artigo irá discutir o procedimento para o cálculo de assentamentos e pressões do solo para um edifício de betão armado.
Pode modelar e analisar estruturas de alvenaria no RFEM 6 com o módulo Dimensionamento de alvenaria, que utiliza o método dos elementos finitos para o dimensionamento. Uma vez que o comportamento estrutural da alvenaria e os diferentes mecanismos de rotura estão mapeados, foi implementado um modelo de material não linear. Pode introduzir e modelar as estruturas de alvenaria diretamente no RFEM 6 e combinar o modelo do material de alvenaria com todos os módulos comuns do RFEM. Por outras palavras, pode dimensionar modelos de edifícios completos em conjunto com a alvenaria.
A qualidade da análise estrutural de edifícios é significativamente melhorada se as condições do subsolo forem consideradas da forma mais realista possível. No RFEM 6, é possível determinar de forma realista o corpo de solo a ser examinado com a ajuda do módulo Análise geotécnica. Este módulo pode ser ativado na base de dados do modelo como apresentado na Figura 01.
Para criar um modelo de superfície com rotura nos apoios de forma realista, está disponível no RFEM 5 uma opção denominada "Rotura em caso de falha de contacto perpendicular às superfícies" para sólidos de contacto em "Contacto paralelo às superfícies".
Uma fundação elástica pode ser aplicada a uma barra. Assim, a influência do solo é geralmente incluída na modelação. As fundações apenas podem ser definidas para o tipo de barra "Viga".
Se forem utilizados efeitos não lineares no modelo – tais como apoios em rotura, fundações, não linearidades de barra ou sólidos de contacto –, é possível desativá-los nos parâmetros de cálculo globais.
Uma fundação elástica pode ser aplicada a uma barra. Dessa maneira, a influência do solo é considerada na modelação. As fundações apenas podem ser definidas para o tipo de barra "Viga".
Para algumas estruturas, é necessário dimensioná-las em diferentes configurações. A posição de um plataforma de elevação, por exemplo, poderá ter de ser analisada na respetiva posição no solo, no meio e estendida. Uma vez que tais tarefas requerem a criação de vários modelos quase idênticos, a opção de atualizar todos os modelos com apenas um clique do rato representa um alívio considerável.
As deformações elásticas de um componente estrutural devido a uma carga são baseadas na lei de Hooke, que descreve uma relação linear da tensão-deformação. Estas são reversíveis: Após o redução do carregamento, o componente estrutural volta à sua forma original. As deformações plásticas, por outro lado, levam a uma alteração irreversível da forma. As deformações plásticas são geralmente consideravelmente maiores do que as deformações elásticas. Para tensões plásticas de materiais dúcteis, como o aço, ocorrem efeitos de cedência quando o aumento da deformação ocorre juntamente com o endurecimento. Estas levam a deformações permanentes - e, em casos extremos, à rotura do componente estrutural.
O RFEM e o RSTAB oferecem diferentes opções para modelar estacas. Uma opção é representar as estacas como suportes de valor unitário ou pilares articulados. Outra opção é a modelação realista tendo com consideração do solo através da aplicação de uma fundação elástica de barra. Os dois exemplos seguintes descrevem as opções mais detalhadamente. As temáticas da resistência da base da estaca, da fricção do revestimento da estaca e das camadas do solo não são consideradas neste artigo técnico.
O módulo adicional RF-/FOUNDATION Pro dimensiona fundações individuais (lajes de fundação, encaixes e blocos) para todas as forças de apoio que surgem no modelo RFEM/RSTAB. Os dimensionamentos geotécnicos são realizados de acordo com a EN 1997-1.
Uma secção de barra em alumínio composta por elementos esbeltos pode sofrer roturas por encurvadura local dos seus banzos ou das suas almas antes de a barra atingir a sua resistência máxima. No módulo adicional RF-/ALUMINUM ADM, existem agora três opções para determinar a resistência à flexão nominal para o estado limite da encurvadura local, Mnlb, da secção F.3 do Aluminium Design Manual (ADM). As três opções incluem as secções F.3.1 Método da média ponderada, F.3.2 Método da resistência direto e F.3.3 Método do elemento limite.
No caso de uma rotura pós-crítica, ocorre uma alteração substancial na geometria de uma estrutura. Nach dem Erreichen der Instabilität des Gleichgewichts wird wieder eine stabile, tragfähige Lage erreicht. Das Durchschlagproblem erfordert eine experimentelle Herangehensweise. Es ist notwendig, dass man sich schrittweise durch manuelle Laststeigerungen herantastet.
O vento é a única carga climática que atua em todos os tipos de estruturas em todos os países do mundo, ao contrário da neve. A velocidade do vento depende da localização geográfica do edifício. Atualmente, esta é uma das principais razões para a necessidade de uma divisão regional (zona de vento) e de uma consideração da altitude estipulada nas normas locais; a variação das pressões dinâmicas em função da altura acima do solo para um local "normal" sem efeito de mascaramento deve também ser tida em consideração.
Além do dimensionamento de betão armado de acordo com a EN 1992-1-1, o RF-/FOUNDATION Pro permite realizar dimensionamentos geotécnicos de acordo com a EN 1997-1. No RF-/FOUNDATION Pro, a verificação da pressão do solo permitida é realizada como verificação da resistência à rotura do solo. Wird als Nationaler Anhang CEN ausgewählt, stehen dem Anwender zwei Möglichkeiten für die Definition des Grundbruchwiderstandes zur Verfügung. Zum einen kann der zulässige charakteristische Wert der Sohlspannung σRk vom Benutzer direkt vorgegeben werden. Zum anderen besteht auch die Möglichkeit der analytischen Ermittlung der zulässigen Bodenpressung nach [1] Anhang D.
Um artigo anterior apresentou diferentes variantes de bases elásticas de superfície, além do método tradicional de módulo de reação do subleito. O seguinte artigo descreve outro método para fundação de superfície. Este método considera as áreas adjacentes do solo por meio de uma sobreposição de fundação. Neste caso, os parâmetros da fundação referem-se aos trabalhos contínuos de Pasternak e Barwaschow.
A análise Pushover é um cálculo estrutural não-linear para a análise sísmica de estruturas. A distribuição de cargas a ser aplicada é deduzida de um cálculo dinâmico de cargas equivalentes. Estas cargas são depois incrementadas até ocorrer a rotura global da estrutura. O comportamento não-linear de um edifício é geralmente representada com a ajuda de articulações plásticas.
Se os apoios nodais devem ter efeito apenas em determinadas direções, pode definir a rotura. Als Beispiel soll hier ein Einfeldträger dienen, dessen rechtes Auflager nur positive vertikale Lasten aufnehmen kann. Die Belastung setzt sich aus einer vertikalen Soglast sowie einer horizontalen Last zusammen. Für den Ausfall stehen jedoch 2 Optionen zur Verfügung: 1) "Ausfall, falls PZ' negativ" 2) "Ausfall alle, falls PZ' negativ" Der Unterschied soll in der Grafik verdeutlicht werden.
A partir da versão do programa x.06.1103, pode introduzir um perfil de solo no RF-/FOUNDATION Pro. Für den Anwender bietet dies den Vorteil, dass über und unter der Fundamentsohle mehrere Bodenschichten mit verschiedenen Bodenparametern angesetzt werden können. Für die Eingabe der Bodenschichten steht eine Bibliothek mit verschiedenen Böden zur Verfügung, welche auch durch benutzerdefinierte Böden erweitert werden kann. Das vom Anwender definierte Bodenprofil wird in der interaktiven Infografik dargestellt. Jede Änderung, zum Beispiel an den Schichtdicken, wird unmittelbar grafisch dargestellt.
Geralmente, uma fundação é criada no RFEM utilizando o método do módulo de reação do subleito. A razão para isso é a capacidade de carga relativamente fácil e direta. Além disso, não são necessários cálculos iterativos e o tempo de cálculo é relativamente curto. A reação do subsolo significa que, por exemplo, uma placa de fundação é carregada elasticamente de forma plana.
Se um modelo contém barras com fundações elásticas, as forças de contacto e os momentos são apresentados na forma numérica na janela de resultados. Die grafische Anzeige der Ergebnisse wird über den Eintrag "Stäbe" im Ergebnisse-Navigator gesteuert.