Uma interrupção de cálculo devido a um sistema instável pode ter várias causas. Por um lado, pode indicar uma instabilidade "real" devido a uma sobrecarga do sistema, por outro lado, imprecisões na modelagem também podem ser responsáveis por essa mensagem de erro. Abaixo encontra-se uma possível abordagem para identificar a causa da instabilidade.
1. Controle da Modelagem
Primeiro, você deve verificar se o sistema está correto em termos de modelagem. Para isso, é aconselhável usar os controles de modelo disponibilizados pelo RFEM 5 / RSTAB 8 (Extras → Controle de Modelo). Com essas ferramentas, é possível encontrar e eventualmente eliminar nós idênticos e barras sobrepostas.
Além disso, a estrutura pode ser calculada, por exemplo, sob peso próprio em um caso de carga pela teoria de primeira ordem. Se resultados forem gerados aqui, a estrutura é estável em termos de modelagem. Caso contrário, as causas mais comuns são listadas a seguir (veja também o vídeo "Controle de Modelagem" na seção "Downloads"):
Definição Incorreta de Suportes / Falta de Suportes
Isso pode levar a instabilidades, pois o sistema não está sustentado em todas as direções. É necessário que as condições de apoio estejam em equilíbrio com o sistema e com as condições de contorno externas. Sistemas estaticamente indeterminados também podem levar a interrupções de cálculo devido à falta de condições de contorno.
Torção de Barras em Torno de seu Próprio Eixo
Quando as barras torcem em torno de seu próprio eixo, ou seja, a barra não é sustentada em torno de seu próprio eixo, isso pode causar instabilidades. Frequentemente, a causa está nas configurações das articulações das barras. Pode acontecer que tanto no nó inicial quanto no final foram inseridas articulações de torção. Uma janela de aviso ao iniciar os cálculos alerta o usuário sobre isso.
Falta de Conexão entre Barras
Especialmente em modelos maiores e mais complexos, pode acontecer rapidamente que algumas barras não estejam conectadas e, portanto, "flutuem no ar". Também o esquecimento de barras que se cruzam, que deveriam ser interceptadas, pode levar a instabilidades. Um remédio é o controle de modelo para "Barras que se cruzam, não conectadas", que procura barras que se cruzam, mas não têm um nó comum no ponto de interseção.
Nenhum Nó Comum
Os nós estão aparentemente no mesmo lugar, mas, ao examinar mais de perto, eles divergem um pouco. As causas comuns são importações CAD, que podem ser corrigidas usando o controle de modelo.
Formação de uma Cadeia de Articulações
Muitas articulações de barra em um nó podem causar uma cadeia de articulações, o que leva a uma interrupção do cálculo. Para cada nó, somente n-1 articulações com o mesmo grau de liberdade em relação ao sistema de coordenadas global podem ser definidas, onde "n" é o número de barras conectadas. O mesmo se aplica a articulações de linha.
2. Controle da Estabilização
Uma falta de estabilização também leva a interrupções de cálculo devido a instabilidades. Portanto, deve-se sempre verificar se a estrutura está suficientemente estabilizada em todas as direções.
3. Problemas Numéricos
Este ponto é ilustrado na imagem 08. É um pórtico articulado, estabilizado por barras de tração. Devido ao encurtamento dos montantes causados pelas cargas verticais, as barras de tração recebem pequenas forças de compressão no primeiro ciclo de cálculo. Elas são removidas do sistema (já que somente força de tração pode ser considerada). No segundo ciclo de cálculo, o modelo sem essas barras de tração é então instável. Existem várias maneiras de resolver esse problema. Você pode aplicar uma pré-tensão (carga de barra) às barras de tração para "eliminar" as pequenas forças de compressão, atribuir uma pequena rigidez às barras ou remover as barras uma de cada vez no cálculo (ver imagem 08).
4. Identificação da Causa de uma Instabilidade
Controle Automático do Modelo com Saída Gráfica
Para obter uma representação gráfica da causa de uma instabilidade, o módulo RF-STABIL (para RFEM 5) ou o Add-On Estabilidade Estrutural (para RFEM 6) pode ser útil. Com a opção "Determinar Forma Própria do Modelo Instável" (ver imagem 09) ou "Calcular sem Carga para Verificação de Instabilidade pela Forma Própria", sistemas aparentemente instáveis podem ser calculados. Uma análise de valor próprio é realizada com base nos dados estruturais, de modo que a instabilidade do componente afetado é mostrada graficamente como resultado.
Problema de Ramificação
Se os casos de carga ou combinações de carga puderem ser calculados pela teoria de primeira ordem e o cálculo falhar a partir da teoria de segunda ordem, então há um problema de estabilidade (fator de carga de ramificação menor que 1,00). O fator de carga de ramificação indica com qual fator a carga deve ser multiplicada para que o modelo se torne instável sob a carga correspondente (por exemplo, pandeamento). Daí segue: Um fator de carga de ramificação menor que 1,00 significa que o sistema está instável. Somente um fator de carga de ramificação positivo maior que 1,00 permite afirmar que a carga, multiplicada por este fator, leva à falha por pandeamento do sistema estável. Para identificar o "ponto fraco", é aconselhável seguir o procedimento a seguir, que requer o módulo RSKNICK (RSTAB 8) ou RF-STABIL (RFEM 5) ou o Add-On Estabilidade Estrutural (RFEM 6 / RSTAB 9) (veja também o vídeo "Problema de Ramificação" na seção "Downloads").
Primeiro, a carga da combinação de carga afetada deve ser reduzida até que a combinação de carga fique estável. O fator de carga nos parâmetros de cálculo da combinação de carga serve como uma ferramenta útil aqui. Isso também corresponde a uma determinação manual do fator de carga de ramificação, caso os módulos mencionados ou os Add-Ons não estejam disponíveis. Em elementos estruturais puramente lineares, pode ser suficiente calcular a combinação de carga pela teoria de primeira ordem e, em seguida, calculá-la diretamente no módulo adicional ou determinar a carga de ramificação com o Add-On. Com base na figura gráfica de pandeamento ou flambagem desta combinação de carga, você poderá identificar o "ponto fraco" no sistema e tomar medidas corretivas. Para que, além das formas próprias globais, também sejam capturadas as formas de falha locais das barras, no módulo RF-STABIL (RFEM 5), deve-se ativar a subdivisão de barras ou, no módulo RSKNICK (RSTAB 8), definir a divisão para barras em treliça como pelo menos "2". Para o Add-On Estabilidade Estrutural (RFEM 6 / RSTAB 9), você deve verificar se as subdivisões de barras estão ativas.
Veja os links sob este FAQ.
