A interrupção do cálculo devido a uma estrutura instável pode ter diferentes razões. Por um lado, pode indicar uma instabilidade "real" devido a uma sobrecarga da estrutura, mas, por outro lado, as imprecisões da modelação também podem ser responsáveis por esta mensagem de erro. A seguir, pode encontrar possíveis procedimentos para encontrar a causa da instabilidade.
1. Verificação da modelação
Em primeiro lugar, deve verificar se a modelação da estrutura está correta. As ferramentas de verificação do modelo disponíveis no RFEM ou RSTAB (Ferramentas → Verificação do modelo) podem ser utilizadas para esta finalidade. Desta forma, pode, por exemplo, encontrar nós idênticos ou barras sobrepostas e corrigi-los, se necessário.
Além disso, é possível calcular a estrutura sujeita a carga própria pura num caso de carga de acordo com a análise geométrica linear, por exemplo. Se os resultados forem apresentados aqui, a estrutura relativa à modelação é estável. Se não for o caso, encontram-se listadas abaixo as causas mais comuns:
- Definição incorreta de apoios/apoios em falta
Isto pode resultar em instabilidades, uma vez que a estrutura não é suportada em todas as direções. Por isso, as condições de apoio devem estar em equilíbrio com a estrutura, bem como com as condições de fronteira externas. Os sistemas estaticamente subdeterminados também podem resultar em cálculos interrompidos devido a condições de fronteira insuficientes.
- Torção de barras sobre o seu próprio eixo
Se as barras rodarem em torno do seu próprio eixo, ou seja, uma barra não é suportada sobre o seu próprio eixo, podem ocorrer instabilidades. Geralmente, isso é causado pela configuração das articulações de barra. Assim, pode acontecer que as articulações torcionais sejam introduzidas no nó inicial e no nó final.
- Ligação de barras em falta
Especialmente no caso de modelos grandes e complexos, pode dar-se o caso de algumas barras não estarem ligadas entre si e, assim, "flutuarem no ar". Além disso, o esquecimento de barras cruzadas que deveriam cruzar-se, também pode resultar em instabilidades. Uma solução fornece a verificação do modelo "Barras cruzadas não unidas", que procura as barras que se cruzam, mas não têm um nó comum no ponto de interseção.
Os nós aparentemente estão no mesmo local, mas ao inspecionar mais detalhadamente, verificamos que se afastam ligeiramente um do outro. Geralmente, isso é causado por importações CAD e pode ser corrigido através da verificação do modelo.
- Formação de uma corrente de articulações
Muitas articulações de extremidade de barra num nó podem causar uma corrente de articulações que leva à interrupção do cálculo. Para cada nó, podem ser definidas apenas articulações n-1 com o mesmo grau de liberdade em relação ao sistema de coordenadas global, sendo que "n" é o número de barras ligadas. O mesmo se aplica às articulações de linha.
2. Verificação de reforço
Um reforço em falta, também pode fazer com que o cálculo seja interrompido devido a instabilidades. Portanto, deve sempre verificar se a estrutura está suficientemente reforçada em todas as direções.
3. Problemas numéricos
Um exemplo disso é mostrado da seguinte forma: Um pórtico articulado é reforçado por barras de tração. Devido às contrações dos pilares devido a cargas verticais, as barras de tração recebem pequenas forças de compressão na primeira etapa do cálculo. São removidas da estrutura (uma vez que apenas a tração pode ser absorvida). Na segunda etapa do cálculo, o modelo sem essas barras de tração é instável.
Existem várias formas de resolver este problema. Desta forma, pode aplicar um pré-esforço (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 a uma no cálculo. Esta configuração de cálculo é automatizada no RSTAB 9; pode ser ativado opcionalmente no RFEM 6.
4. Determinação de causas de instabilidade
- Verificação automática do modelo com visualização gráfica de resultados
Para obter uma representação gráfica da causa da instabilidade, pode utilizar os módulos {%>
- Problema de carga crítica
Se for possível calcular casos de carga ou combinações de cargas de acordo com a análise geométrica linear e o cálculo iniciar apenas a partir da análise de segunda ordem, existe um problema de estabilidade (fator de carga crítica inferior a 1,00). O fator de carga crítica indica qual o coeficiente que deve ser utilizado para multiplicar a carga para que o modelo sujeito a uma carga específica se torne instável (por exemplo, encurvadura). Portanto: um fator de carga crítica inferior a 1,00 significa que a estrutura é instável. Apenas um fator de carga crítica positivo superior a 1,00 significa que a carga devido às forças axiais predefinidas multiplicadas por este fator leva à rotura por encurvadura da estrutura estável. Para encontrar o "ponto fraco", é recomendado o seguinte procedimento, que inclui o módulo {%>
Primeiro, é necessário reduzir a carga da combinação de cargas afetada até que a combinação de cargas se torne estável. O fator de carga nos parâmetros de cálculo da combinação de cargas pode ajudar. Isto também corresponde à determinação manual do fator de carga crítica se a {%>
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