O fator de relevância modal (MRF) pode ajudá-lo a avaliar até que ponto os elementos estruturais estão envolvidos numa forma própria. O cálculo é baseado na energia de deformação elástica relativa de cada componente estrutural.
Com o MRF, é possível distinguir entre formas próprias locais e globais. Se diversas barras apresentarem um MRF significativo (por exemplo, > 20%), é muito provável que exista uma instabilidade em toda a estrutura ou em parte da mesma. No entanto, se a soma de todos os MRF for de aproximadamente 100% para uma forma própria, é de esperar um problema de estabilidade local (por exemplo, encurvadura de uma barra individual).
Além disso, o MRF pode ser utilizado para determinar cargas críticas e comprimentos efetivos de determinados componentes estruturais (por exemplo, para a análise de estabilidade). As formas próprias para as quais uma determinada barra apresente valores de MRF pequenos (por exemplo, < 20%) podem ser negligenciadas neste contexto.
O MRF é exibido como forma própria na tabela de resultados em Análise de estabilidade --> Resultados por barra → Comprimento efetivo e Cargas críticas.
Em comparação com os módulos adicionais RF-/STABILITY (RFEM 5) e RSBUCK (RSTAB 8), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Estabilidade da estrutura para o RFEM 6/RSTAB 9:
Ativação como uma propriedade de um caso de carga ou uma combinação de cargas
Ativação automatizada do cálculo de estabilidade através de assistentes de combinação para várias situações de carga numa única etapa
Aumento incremental de carga com critérios de paragem definidos pelo utilizador
Modificação da normalização de formas próprias sem recálculo
Através da extensão de módulo integrada RF-/STEEL Warping Torsion, é possível efetuar no RF-/STEEL AISC o dimensionamento de acordo com o Guia de Dimensionamento 9 (Design Guide 9).
O cálculo é executado com 7 graus de liberdade segundo a teoria da torção com empenamento e permite um dimensionamento da estabilidade próximo da realidade com consideração da torção.
A determinação do momento de encurvadura por flexão-torção ocorre no RF-/STEEL AISC através de um solucionador de valores próprios, o qual permite a determinação precisa da carga de encurvadura crítica.
O solucionador de valores próprios é completado por uma janela de visualização dos gráficos da forma própria que serve para verificar as condições de fronteira.
No RF-/STEEL AISC, existe a possibilidade de considerar restrições laterais em quaisquer posições. Por exemplo, é possível reforçar somente o banzo superior.
Além disso, podem ser atribuídos apoios intermédios definidos pelo utilizador, por exemplo, molas de rotação e molas de translação em diferentes posições na secção.
O módulo avalia a pré-deformação de um caso de carga, os modos próprios de uma análise de estabilidade ou de um cálculo dinâmico. Devido a esta deformação inicial, é possível ou pré-deformar a estrutura ou criar um caso de carga com imperfeições equivalentes para as barras.
Para sistemas estruturais com elementos de superfícies ou de volumes (RFEM), assim como barras, é especialmente adequada uma estrutura equivalente pré-deformada. Da parte do utilizador só tem de ser especificado um valor máximo, para o qual a deformação será escalada. Depois, todos os nós de EF ou nós estruturais serão escalados em relação à deformação inicial.
As imperfeições equivalentes são particularmente utilizadas para estruturas de pórticos. O RF-IMP/RSIMP apresenta uma janela adicional, onde podem ser introduzidas inclinações e contra-flechas para as barras e conjuntos de barras. Estas podem ser geradas automaticamente de acordo com a norma ou definidas manualmente. As seguintes normas podem ser selecionadas:
EN 1992:2004
EN 1993:2005
DIN 18800:1990-11
DIN 1045-1:2001-07
DIN 1052:2004-08
Só é aplicada a imperfeição que resulta em correspondência com a deformação inicial na respetiva barra. Além disso, podem ser considerados os fatores de redução. Desta maneira, é possível aplicar a imperfeição com eficiência.
Importação automática de dados estruturais e condições de fronteira do RSTAB
Consideração opcional de efeitos de esforço de tração
Importação de esforços axiais de casos de carga do RSTAB ou especificações de barras definidas pelo utilizador
Saída por barra dos comprimentos efetivo L em torno do eixo fraco e forte com os correspondentes fatores de comprimento efetivo β
Listagem por barra das curvas de encurvadura padronizadas
Saída em relação aos casos de encurvadura do fator de carga crítica para a estrutura completa
Visualização gráfica e animada de curvas de encurvadura no modelo composto
Identificação de barras livres de esforço de compressão
Opção de transferência dos comprimentos de encurvadura para outros módulos de dimensionamento do RSTAB para verificações de barras equivalentes de acordo com a norma
Opção de exportação da geometria da curva de encurvadura para o módulo adicional RSIMP para criação de imperfeições do RSTAB
Os fatores de carga crítica são os primeiros resultados representados nas tabelas de resultados, tornando a avaliação dos riscos de estabilidade mais simples. Para o caso de a estrutura conter barras, os correspondentes comprimentos de encurvadura e de cargas de encurvadura críticas são também representados em tabelas.
Nas seguintes janelas de resultados, poderá verificar as formas próprias padronizadas classificadas por nós, barras e superfícies. A saída gráfica de valores próprios permite uma avaliação do comportamento de encurvadura ou encurvadura local e facilita o planeamento de eventuais contramedidas.
Para a determinação de valores próprios, estão disponíveis dois métodos:
Métodos diretos
Os métodos diretos (Lanczos, raízes de polinómios característicos, método de iteração de subespaço) são adequados para modelos de pequena e média dimensão. Estes métodos rápidos para solucionadores de equações necessitam de muita memória (RAM) no computador. Em sistemas de 64 bits, é utilizada mais memória, podendo, por isso, ser calculadas estruturas mais complexas de forma rápida.
Método de iteração ICG (Incomplete Conjugate Gradient)
Este método necessita de pouca memória. Os valores próprios são determinados sucessivamente. Este método deve ser utilizado para o cálculo de grandes estruturas com poucos valores próprios.
Com o RF-STABILITY, pode também ser efetuada uma análise de estabilidade não linear, o qual, mesmo para estruturas não lineares, fornece resultados próximos da realidade. O fator de carga crítica é determinado através do aumento sucessivo de cargas do caso de carga subjacente, até ser atingida a instabilidade. Durante o aumento de carga, são consideras não linearidades, tais como barras que falham, apoios e fundações, assim como não linearidades de materiais.
Em primeiro lugar, seleciona-se um caso de carga ou uma combinação de cargas, cujos esforços axiais devem ser utilizados para o cálculo da estabilidade. É possível definir outro caso de carga para, por exemplo, Por exemplo, tem de considerar um pré-esforço inicial.
De seguida, é decidido se a análise deve ser linear ou não linear. Dependendo do caso de aplicação, é possível utilizar um método de cálculo direto, por exemplo, de acordo com Lanczos ou o método de iteração ICG. As barras que não estão integradas em superfícies, por norma, são representadas como elementos de barras com dois nós de EF. Com tais elementos, não seria possível considerar a encurvadura local de uma barra individual, por isso, existe a possibilidade de dividir automaticamente este tipo de barras.
Se introduzir um caso de carga ou uma combinação de cargas no programa, o cálculo de estabilidade é ativado. Pode definir outro caso de carga, por exemplo, para considerar um pré-esforço inicial.
De seguida, é necessário especificar se a análise deve ser linear ou não linear. Dependendo do caso de aplicação, pode escolher um método de cálculo direto, por exemplo, o método de Lanczos ou o método de iteração ICG. As barras que não estão integradas em superfícies, por norma, são representadas como elementos de barras com dois nós de EF. Com tais elementos, o programa não consegue considerar a encurvadura local de uma barra individual, Por isso, existe a possibilidade de dividir automaticamente este tipo de barras.
Para a determinação de valores próprios, pode selecionar dois métodos:
Métodos diretos
Os métodos diretos (Lanczos [RFEM], raízes de polinómios característicos [RFEM], método de iteração de subespaço [RFEM/RSTAB], iteração inversa deslocada [RSTAB]) são adequados para modelos de pequena e média dimensão. Utilize estes métodos de resolução rápida apenas se o seu computador tiver uma grande capacidade de memória RAM.
Método de iteração ICG (Incomplete Conjugate Gradient [RFEM])
Em contrapartida, este método requer apenas uma pequena quantidade de memória. Os valores próprios são determinados sucessivamente. Este método deve ser utilizado para o cálculo de grandes estruturas com poucos valores próprios.
Com o módulo Estabilidade da estrutura, também pode realizar uma análise de estabilidade não linear com o método incremental. Esta análise fornece resultados próximos da realidade, mesmo para estruturas não lineares. O fator de carga crítica é determinado através do aumento sucessivo de cargas do caso de carga subjacente, até ser atingida a instabilidade. Durante o aumento de carga, são consideras não linearidades, tais como barras que falham, apoios e fundações, assim como não linearidades de materiais. Após o incremento de carga, pode realizar opcionalmente uma análise de estabilidade linear no último estado estável para determinar o modo de estabilidade.
O programa apresenta os fatores de carga críticos como primeiros resultados. Em seguida, pode realizar uma avaliação do risco de estabilidade. Para o caso de a estrutura conter barras, os comprimentos de encurvadura e de cargas de encurvadura críticas são também representados em tabelas.
Pode utilizar outras janelas de resultados para verificar as formas próprias padronizadas classificadas por nós, barras e superfícies. A saída gráfica de valores próprios permite uma avaliação do comportamento de encurvadura ou encurvadura local. Isso facilita a introdução de contramedidas.
Para este tipo de geração, é criado um caso de carga normal que contém as imperfeições equivalentes. Este caso de carga pode ser modificado manualmente.
Nas combinações de carga, este caso de carga pode depois ser combinado com os casos de carga 'normais'.
Quando é gerada uma malha de EF no RFEM, os dados são guardados internamente para o deslocamento de cada nó individual. Estes dados podem ser utilizados no RFEM para a criação de combinações de cargas. Para a verificação dos dados gerados, o módulo representa a pré-deformação em tabelas e em gráficos.
Se os nós da estrutura devem diretamente ser deslocados, então as coordenadas dos nós são modificadas imediatamente após a sua geração. Para o caso de serem utilizadas imperfeições equivalentes, o módulo cria um caso de cargas normal, contendo as imperfeições da barra. As imperfeições geradas são representadas para o seu controlo em tabelas e em gráficos.
O RSBUCK determina as curvas de encurvadura mais desfavoráveis de uma estrutura. Com a teoria do método de cálculo, geralmente, não é possível excluir valores próprios baixos da análise e, ao mesmo tempo, determinar valores próprios mais altos. Com o RSBUCK, podem ser determinados no máximo 10 000 dos valores próprios mais baixos do sistema estrutural.
Na configuração padrão, o RSBUCK utiliza o valor médio dos esforços internos atuantes nas barras individuais para o cálculo de valores próprios/fatores de carga crítica. Opcionalmente, o módulo pode também trabalhar com o esforço axial desfavorável. A determinação dos modos de encurvadura é efetuada através de uma análise de valores próprios do sistema completo. O programa utiliza um solucionador de equações iterativo para esta determinação.
O utilizador só tem de especificar os seguintes dois valores:
número máximo de iterações
o limite de rotura
Uma vez que é possível aproximar-se de uma solução exata, contudo, sem nunca a atingir, o RSBUCK cancela o processo de cálculo após completar o número definido de passos de iteração. Para o caso de um problema de convergência, é o limite do critério de paragem que determina o momento quando uma solução aproximada pode ser considerada uma solução exata. Para problemas de divergência, nunca pode ser atingida uma solução.
O módulo RSBUCK distingue-se por uma manipulação simples, boa organização e grande facilidade de utilização. Com somente uns poucos cliques com o rato, pode ser definido o número de modos de encurvadura a ser determinado, assim como o caso de carga que deseja considerar.
Os dados estruturais e as condições de fronteira definidos no caso de carga selecionado são importados automaticamente do RSTAB. Alternativamente, os esforços normais importados podem ser editados e novos valores podem ser introduzidos manualmente. Por fim, existe a possibilidade de criar mais casos RSBUCK e, desta maneira, efetuar mais análises com diferentes condições de fronteira.
Para melhor representação dos resultados determinados de RSBUCK, as unidades podem ser definidas independentemente do RSTAB. Para o caso de não estarem disponíveis esforços internos do RSTAB ao iniciar o módulo RSBUCK, o programa calcula automaticamente os esforços necessários antes de determinar os valores de encurvadura.
Os resultados da análise de encurvadura podem ser visualizados tanto em tabelas bem organizadas como em gráficos. Além disso, devido à integração de RSBUCK no RSTAB, é possível ajustar todos os resultados detalhadamente no relatório de impressão, de acordo com as necessidades.
Por fim, todas as tabelas podem facilmente ser exportadas para o MS Excel ou para um ficheiro CSV. Todas as especificações necessários para exportação são definidas num menu de transferência especial.
Quando é gerada uma malha de EF pré-deformada, a mesma pode ser utilizada em casos de cargas. Para tal, basta selecionar o correspondente caso do RF-IMP nos parâmetros de cálculo. O cálculo dos esforços internos ocorre depois para o sistema imperfeito.