O modelo do edifício é calculado em duas fases:
- Cálculo 3D global do modelo completo, no qual os pisos são modelados como um plano (diafragma) rígido ou como uma laje de flexão
- Cálculo 2D local dos pisos individuais
Os resultados de pilares e paredes do cálculo 3D e os resultados dos pisos do cálculo 2D são combinados num único modelo após o cálculo. Isto significa que não é necessário alternar entre o modelo 3D e os modelos 2D individuais dos pisos. O utilizador trabalha apenas com um modelo, poupando, assim, tempo precioso e evitando possíveis erros na troca de dados manual entre o modelo 3D e os modelos 2D dos pisos individuais.
As superfícies verticais no modelo podem ser divididas em paredes de corte e vigas-parede. O programa gera automaticamente barras de resultados internos a partir destes objetos de parede, para que possam depois ser utilizadas de acordo com a norma desejada no módulo Dimensionamento de betão.
Ativou o módulo Modelo do edifício ? Muito bem! Depois, é possível apresentar o centro de rigidez em tabelas e gráficos. Utilize-o para as suas análises dinâmicas, por exemplo.
Sabia que? Ao descarregar um componente com um modelo de material plástico, em contraste com o modelo de material Isotrópico | Não linear elástico, a deformação mantém-se após a descarga completa.
Pode selecionar três tipos de definição diferentes:
- Padrão (definição de uma tensão equivalente à qual o material começa a plastificar)
- Bilinear (definição da tensão equivalente e de um módulo de extensão de endurecimento)
- Diagrama tensão-deformação: definição do diagrama poligonal tensão-extensão
- Opção para guardar/importar
- Interface com o MS Excel
Se voltar a descarregar um componente estrutural com um material não linear elástico, a deformação regressa à mesma trajetória. Em contraste com o modelo de material Isotrópico |Plástico, não existe deformação quando estiver completamente descarregado.
Pode selecionar três tipos de definição diferentes:
- Padrão (definição de uma tensão equivalente à qual o material começa a plastificar)
- Bilinear (definição da tensão equivalente e de um módulo de extensão de endurecimento)
- Diagrama tensão-deformação:
- Definição do diagrama poligonal tensão-extensão
- Opção para guardar/importar
- Interface com o MS Excel
Pode encontrar mais informação sobre este modelo de material no artigo técnico Leis de cedência no modelo de material isotrópico não linear elástico.
Sabia que? Em contraste com outros modelos de materiais, o diagrama de tensão-deformação para este modelo de material não é antimétrico à origem. Pode utilizar este modelo de material para simular o comportamento de betão reforçado com fibras de aço, por exemplo. Mais informação sobre a modelação de betão reforçado com fibras de aço pode ser encontrada no artigo técnico Propriedades de material do betão reforçado com fibras de aço.
Neste modelo de material, a rigidez isotrópica é reduzida com um parâmetro de dano escalar. O parâmetro de dano é determinado a partir da curva de tensão definida no diagrama. A direção das tensões principais não é tida em consideração, pelo contrário, os danos ocorrem na direção da deformação equivalente, que também cobre a terceira direção perpendicular ao plano. A área de tração e compressão do tensor de tensão é tratada separadamente. Neste caso, são aplicados diferentes parâmetros de dano.
O "Tamanho do elemento de referência" controla como a deformação na área da fenda é escalada em relação ao comprimento do elemento. Com o valor predefinido zero, não é realizado o dimensionamento. Assim, o comportamento de material do betão reforçado com fibras de aço é modelado de forma realista.
Pode encontrar mais informações sobre o modelo de material "Isotrópico Dano" no artigo técnico Modelo de material não linear Dano.
Já conhece o modelo de material Tsai-Wu? Combina propriedades plásticas e ortotrópicas, o que permite a modelação especial de materiais com características anisotrópicas, tais como plástico reforçado com fibras ou madeira.
Se o material é plastificado, as tensões permanecem constantes. A redistribuição é realizada de acordo com as rigidezes disponíveis nas direções individuais. A área elástica corresponde à Análise Ortotrópica | Modelo de material linear elástico (sólidos). À zona plástica, aplica-se a condição de cedência de acordo com Tsai-Wu:
Todas as resistências são definidas positivamente. Pode imaginar a condição de cedência como uma superfície elíptica num espaço de tensões de seis dimensões. Se um dos três componentes de tensão for aplicado como um valor constante, é possível uma projeção da superfície num espaço de tensão tridimensional.
Se o valor de fy(σ), de acordo com a equação de Tsai-Wu, for inferior a 1, as tensões estão na zona elástica. A zona plástica é alcançada assim que fy (σ) = 1; os valores superiores a 1 não são permitidos. O comportamento do modelo é idealmente plástico, o que significa que não existe reforço.
Sabe exatamente como é que o form-finding é realizado? Em primeiro lugar, o processo de determinação da forma dos casos de carga com a categoria de casos de carga "Pré-esforço" desloca a geometria da malha inicial para uma posição de equilíbrio ideal através de ciclos de cálculo iterativos. Para esta tarefa, o programa utiliza o método da Updated Reference Strategy (URS) do Prof. Bletzinger e do Prof. Ramm. Esta tecnologia é caracterizada por formas de equilíbrio que, após o cálculo, cumprem quase exatamente as condições de fronteira de determinação da forma inicialmente especificadas (flecha, força e pré-esforço).
Além da descrição pura das forças ou flechas esperadas nos elementos a serem formados, a abordagem integral do URS também permite uma consideração de forças regulares. No processo global, isso permite, por exemplo, uma descrição do peso próprio ou uma pressão pneumática por meio de cargas de elemento correspondentes.
Todas estas opções dão ao núcleo de cálculo o potencial para calcular formas anticlásticas e sinclásticas que estejam em equilíbrio de forças para geometrias planas ou de rotação simétrica. Para poder implementar individualmente ou conjuntamente os dois tipos de forma realista num ambiente, o cálculo oferece duas opções para descrever os vetores de força de determinação da forma:
- Método de tração – descrição dos vetores de força de determinação da forma no espaço para geometrias planas
- Método de projeção – descrição dos vetores de força de determinação da forma num plano de projeção com fixação da posição horizontal para geometrias cónicas
Com a ajuda do tipo de piso "Só transferência de carga", pode utilizar o módulo Modelo do edifício para considerar lajes sem efeito de rigidez dentro e fora do plano. Este tipo de elemento acumula as cargas na laje e transfere-as para os elementos de apoio do modelo 3D. Desta forma, pode instalar componentes secundários, tais como grelhas e outros elementos semelhantes de distribuição de carga, sem qualquer efeito adicional no modelo 3D.
Para elementos em modelos de edifícios, estão disponíveis diversas ferramentas de modelação:
- Linha vertical
- Pilar
- Parede
- Barra de viga
- Teto retangular
- Laje poligonal
- Abertura retangular no teto
- Abertura de teto poligonal
Esta função permite definir elementos no plano do solo (por exemplo, uma camada de fundo) com a criação de elementos múltiplos associados no espaço.
Receia que o seu projeto resulte na torre digital de Babel? O módulo Modelo do edifício para o RFEM ajuda-o a trabalhar num projeto de construção com vários pisos. Permite definir e manipular um edifício através dos pisos. Posteriormente, pode ajustar os pisos de várias formas e também selecionar a rigidez da laje do piso. As informações sobre os pisos e o modelo completo (centro de gravidade, centro de rigidez) são apresentadas em tabelas e gráficos.
Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), o módulo Form-finding inclui as seguintes novas funções para o RFEM 6:
- Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
- Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
- Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
- Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
- Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
- Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
- Form-finding paralelos num modelo
- Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)
Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.
Com o tipo de carga Formação de poças, pode considerar a ação da chuva em superfícies com múltiplas curvaturas tendo em consideração os deslocamentos de acordo com a análise de grandes deformações.
Este processo numérico de chuva analisa a geometria da superfície atribuída e determina quais os componentes da chuva que escoam e quais são os que se acumulam em poças (bolsas de água) na superfície. O tamanho da poça resulta numa carga vertical correspondente para a análise estrutural.
Por exemplo, esta função pode ser utilizada para a análise de geometrias de coberturas de membrana aproximadamente horizontais sujeitas a cargas de chuva.
Ir para o vídeo explicativoO processo de determinação da forma gera um modelo estrutural com forças ativas no "caso de carga de pré-esforço". Este caso de carga mostra o deslocamento a partir da posição de entrada inicial para a geometria determinada nos resultados da deformação. Nos resultados baseados na força ou tensão (esforços internos da barra e da superfície, tensões de volume, pressões do gás etc.), é definido o estado para a manutenção da forma encontrada. Para a análise da geometria da forma, o programa oferece um gráfico de linhas de contorno bidimensional com saída da altura absoluta e um gráfico de inclinação para a visualização da situação de declive.
Agora, vamos ao cálculo e à análise estática do modelo global. Para isso, o programa transfere a geometria encontrada, incluindo as expansões elemento a elemento, para um estado inicial universalmente aplicável. Agora, pode utilizá-la nos casos de carga e nas combinações de carga.
- Consideração e representação de volumes dos pisos
- Lista de elementos estruturais e respetiva informação
- Criação automatizada de secções resultantes em paredes de corte
- Saída de resultantes da secção na direção global para determinação de forças de corte
- Definição opcional de diafragma rígido por piso (modelação de pisos)
- Tipo de rigidez Laje de pavimento – Diafragma rígido
- Definição de conjuntos de pisos
- Por exemplo, cálculo dos pisos como uma posição 2D no modelo 3D
- Paredes de corte: definição automática de barras resultantes com qualquer secção
- Dimensionamento de secções retangulares utilizando o módulo {%>
- Definition wandartiger Träger
- Bemessung mit dem Add-On Betonbemessung möglich
- Saída tabular de ações e deslocamentos do piso, centros de massa e rigidez, bem como de forças em paredes de corte
- Apresentação separada dos resultados do dimensionamento de pavimento e reforço
O cálculo foi bem-sucedido? Agora já pode visualizar os resultados das fases de construção individuais em gráficos e tabelas no RFEM. Além disso, o RFEM permite considerar fases de construção nas combinações e incluí-las nos dimensionamentos adicionais.
Em comparação com o módulo adicional RF-STAGES (RFEM 5), o módulo Análise das fases de construção (CSA) inclui as seguintes novas funções para o RFEM 6:
- Consideração das fases de construção ao nível do RFEM
- Integração da análise das fases de construção na combinação no RFEM
- Elementos estruturais adicionais, tais como articulações de linha, são suportados
- Análise de processos de construção alternativos num modelo
- Reativação de elementos
Quando existem diferenças geométricas que se geram entre o sistema ideal e o sistema deformado devido à fase de construção anterior, estas são compensadas internamente. A seguinte fase de construção tem como base o sistema tensionado da fase de construção anterior. Este cálculo é realizado de forma não linear.
- Definição simples das fases de construção no modelo RFEM, inclusive visualização
- Adicionar, remover, modificar e reativar elementos de barra, superfície e sólidos e respetivas propriedades (por exemplo, articulações de barra e de linha, graus de liberdade para apoios etc.)
- Combinações automáticas e manuais com combinações de cargas nas fases de construção individuais (por exemplo, para considerar cargas de montagem, gruas de montagem etc.)
- Consideração de efeitos não lineares, tais como rotura de tirante ou apoios não lineares
- Interação com outros módulos, tais como Comportamento de material não linear, Estabilidade da estrutura, Form-finding etc.
- Representação numérica e gráfica dos resultados das fases de construção individuais
- Relatório de impressão detalhado com documentação de todos os dados de estrutura e carregamento em cada fase de construção
Criou a estrutura completa no RFEM? Muito bem, agora pode atribuir os componentes individuais e os casos de carga às correspondentes fases de construção. Para cada fase, pode modificar as definições de articulações de barras e condições de apoio em nós, por exemplo.
Desta maneira, pode modelar alterações do sistema, como ocorrem, por exemplo, em sucessivos rejuntamentos de vigas de pontes ou assentamento de pilares. Em seguida, atribua os casos de carga criados no RFEM às fases de construção como cargas permanentes ou não permanentes.
Sabia que? A combinação permite sobrepor cargas permanentes e não permanentes em combinações de cargas. Desta maneira, pode determinar os esforços internos máximos de diferentes posições da grua ou de cargas de montagem temporárias disponíveis apenas numa fase de construção.
As paredes de corte e as vigas-parede do modelo do edifício estão disponíveis como objetos independentes nos módulos de dimensionamento. Desta forma, é possível uma filtragem mais rápida dos objetos nos resultados, bem como uma melhor documentação no relatório de impressão.
O utilizador tem duas opções para o modelo do edifício. Pode criá-la quando inicia a modelação da estrutura ou ativá-la posteriormente. No modelo do edifício, é possível definir diretamente os pisos e manipulá-los.
Ao manipular os pisos, pode escolher se pretende modificar ou manter os elementos estruturais incluídos através de várias opções.
O RFEM faz parte do trabalho por si. Por exemplo, gera automaticamente secções de resultados, por isso não 'precisa realizar muitos cálculos.
Os resultados podem ser apresentados como habitualmente através do navegador de resultados. Além disso, a caixa de diálogo do módulo apresenta-lhe a informação sobre os pisos individuais. Assim, tem sempre uma boa vista geral.
Para uma análise do espectro de resposta de modelos de edifício, pode apresentar os coeficientes de sensibilidade para as direções horizontais por piso.
Estes números permitem interpretar a sensibilidade dos efeitos de estabilidade.
No módulo Análise das fases de construção (CSA), pode utilizar secções compostas designadas por secções de fase. Isto permite ativar e desativar partes do tipo de secção "Paramétricas – Maciças II" durante as fases de construção.
Com o gerador de pisos de edifício do módulo Modelo do edifício, pode optar por criar automaticamente pisos de edifício em função da topologia do modelo.
Pode negligenciar as aberturas com uma determinada área no cálculo do modelo do edifício. Esta função pode ser ativada nos Parâmetros globais dos pisos do edifício. Aparece uma mensagem de aviso a informar que as aberturas foram negligenciadas.
Ao gerar paredes de corte e vigas-parede, pode atribuir não só superfícies e células, mas também barras.