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.
Conforme já aprenderam, os resultados de um caso de carga de Análise modal são apresentados no programa após um cálculo bem-sucedido. Assim, podemos ver imediatamente a primeira forma própria graficamente ou como uma animação. Também é possível ajustar facilmente a representação da padronização das formas próprias. Faça isso diretamente no navegador de resultados, onde tem uma das quatro opções para a visualização das formas próprias disponíveis para seleção:
- Escalação do valor do vetor de forma própria uj a 1 (considera apenas os componentes de translação)
- Selecionar o componente de translação máximo do vetor próprio e defini-lo como 1
- Considerar todo o vetor próprio (incluindo os componentes de rotação), selecionar o máximo e defini-lo como 1
- Definir a massa modal mi para cada forma própria como 1 kg
Pode encontrar uma explicação detalhada sobre a normalização das formas próprias no manual online {%>
O cálculo está terminado? Os resultados da análise modal estarão disponíveis tanto em gráficos como em tabelas. Apresentar as tabelas de resultados para o caso de carga ou os casos de carga da análise modal. Desta forma, pode ver os valores próprios, as frequências angulares, as frequências naturais e os períodos naturais da estrutura à primeira vista. As massas modais efetivas, os fatores de massa modal e os fatores de participação também são apresentados claramente.
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
O seu objetivo é determinar o número de formas próprias? O programa oferece dois métodos para isso. Por um lado, é possível definir manualmente o número das formas próprias mais pequenas a serem calculadas. Neste caso, o número de formas próprias disponíveis depende dos graus de liberdade (isto é, do número de pontos de massa livres multiplicados pelo número de direções nas quais as massas atuam). No entanto, está limitado a 9999. Por outro lado, pode definir a frequência natural máxima da forma que o programa determinava as formas próprias automaticamente até atingir a frequência natural definida.
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.
O módulo Dimensionamento de betão permite realizar verificações sísmicas para barras de betão armado segundo o EC 8. Isso inclui, entre outras, as seguintes funções:
- Parâmetros da verificação sísmica
- Distinção entre as classes de ductilidade DCL, DCM, DCH
- Possibilidade de transferir o coeficiente de comportamento da análise dinâmica
- Verificação do valor limite para o coeficiente de comportamento
- Verificações de capacidade "Strong column – weak beam"
- Regras de dimensionamento para verificação do fator de ductilidade em curvatura
- Regras de dimensionamento para ductilidade local
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.
Já descobriu a saída tabular e gráfica de massas em pontos da malha? Bem, este também é um dos resultados da análise modal no RFEM 6. Desta forma, é possível verificar as massas importadas que dependem das várias configurações da análise modal. Estes podem ser exibidos no separador Massas em pontos da malha da tabela de Resultados. A tabela oferece uma visão geral dos seguintes resultados: Massa - direção de translação (mX, mY, mZ ), massa - direção de rotação (mφX, mφY, mφZ ) e a soma de massas. Seria melhor obter uma avaliação gráfica o mais rapidamente possível? As massas também podem ser representadas graficamente em pontos da malha.
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 explicativoA propósito: As modificações de estrutura podem ser facilmente definidas em casos de carga do tipo Análise modal. Isto permite, por exemplo, ajustar individualmente a rigidez de materiais, secções, barras, superfícies, articulações e apoios. Para alguns módulos de dimensionamento, também é possível alterar a rigidez. Uma vez selecionados os objetos, as suas propriedades de rigidez são adaptadas ao tipo de objeto. Desta forma, pode defini-los em separadores separados.
Deseja analisar a rotura de um objeto (por exemplo, um pilar) na análise modal? Isso também é possível sem problemas. Basta mudar para a janela Modificação da estrutura e desativar os objetos relevantes.
O 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.
Em comparação com o módulo adicional RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations (RFEM 5/RSTAB 8), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Análise modal para o RFEM 6 e o RSTAB 9:
- Coeficientes de combinação predefinidos para várias normas (EC 8, ASCE 7 etc.)
- Negligência opcional de massas (por exemplo, massa de fundações)
- Métodos para determinar o número de formas próprias (definido pelo utilizador, automático – para atingir os fatores de massa modal efetivos, automático – para atingir a frequência natural máxima)
- Saída de massas modais, massas modais efetivas, fatores de massa modal e fatores de participação
- Saída tabular e gráfica de massas em pontos da malha
- Opções de escala diferentes para formas próprias no navegador de resultados
Ao definir os dados de entrada para o caso de carga da análise modal, pode considerar um caso de carga cuja rigidez represente a posição inicial para a análise modal. Como é que se faz isso? Conforme apresentado na imagem, selecione a opção "Considerar estado inicial a partir de". Agora, abra a caixa de diálogo "Configuração do estado inicial" e defina o tipo Rigidez como estado inicial. Neste caso de carga, a partir do qual é considerado o estado inicial, é possível considerar a rigidez do sistema estrutural quando as barras de tração falham. O objetivo de tudo isto: A rigidez deste caso de carga é considerada na análise modal. Desta forma, o utilizador obtém um sistema claramente flexível.
Muitas vezes, é necessário negligenciar as massas. Este é particularmente o caso quando pretende utilizar a saída da análise modal para a análise sísmica. Para tal, são necessários 90% da massa modal efetiva em cada direção para o cálculo. Portanto, pode negligenciar a massa em todos os apoios fixos de nós e linhas. O programa desativa automaticamente as massas associadas por si.
Também é possível selecionar manualmente os objetos cujas massas devem ser negligenciadas para a análise modal. Desta forma, mostramos a última opção na imagem para uma melhor visualização. É feita uma seleção definida pelo utilizador e os objetos com os seus componentes de massa associados são selecionados de forma a negligenciar as massas.
Isto já é possível ver na imagem: As imperfeições também podem ser tidas em consideração ao definir um caso de carga de análise modal. Os tipos de imperfeição que pode utilizar na análise modal são as cargas fictícias de caso de carga, deslocamento inicial através da tabela, deformação estática, coeficiente de comprimento efetivo, modo próprio dinâmico e grupo de casos de imperfeição.
Assim que o programa concluir o cálculo, os valores próprios, as frequências e os períodos naturais são listados. Estas janelas de resultados estão integradas no programa principal RFEM/RSTAB. Encontrará todos os modos próprios da estrutura em forma de tabela e também pode representá-los graficamente e animá-los.
Todas as janelas de resultados e gráficos fazem parte do relatório de impressão do RFEM/RSTAB. Desta forma, é possível garantir uma documentação clara e bem organizada. Além disso, também pode exportar as tabelas para o MS Excel.
Deseja considerar outras cargas como massas para além das cargas estáticas? O programa permite isso para cargas de nós, barras, linhas e superfícies. Para tal, é necessário selecionar o tipo de carga "Massa" ao definir a carga de interesse. Defina a massa ou os componentes da massa nas direções X, Y e Z para tais cargas. Para massas nodais, tem a opção adicional de especificar também os momentos de inércia X, Y e Z de forma a modelar pontos de massa mais complexos.
- 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
Na configuração da análise modal, tem de introduzir todos os dados que são necessários para a determinação das frequências naturais. Estes são, por exemplo, formas de massa e solucionadores de valores próprios.
O módulo Análise modal determina os valores próprios mais baixos da estrutura. Ajusta o número de valores próprios ou deixa-os ser determinados automaticamente. Assim, deve atingir os factores de massa modal efetivos ou as frequências naturais máximas. As massas são importadas diretamente dos casos de carga e das combinações de cargas. Neste caso, tem a opção de considerar a massa total, os componentes de carga na direção global Z ou apenas o componente de carga na direção da gravidade.
Pode definir manualmente massas adicionais em nós, linhas, barras e superfícies. Além disso, é possível influenciar a matriz de rigidez ao importar forças normais ou alterações de rigidez de um caso de carga ou de uma combinação de cargas.
- Consideração automática de massas a partir do peso próprio
- Importação direta de massas de casos de carga ou combinações de carga
- Definição opcional de massas adicionais (massas de nós, linhas e superfícies, assim como massas de inércia) diretamente nos casos de carga
- Negligência opcional de massas (por exemplo, massa de fundações)
- Combinação de massas em diferentes casos de carga e combinações de carga
- Coeficientes de combinação predefinidos para várias normas (EC 8, SIA 261, ASCE 7,…)
- Importação opcional de estados iniciais (por exemplo, para consideração de pré-esforço e imperfeição)
- Modificação estrutural
- Consideração de apoios ou barras/superfícies/sólidos com falha
- Definição de várias análises modais (por exemplo, para analisar diferentes alterações de massas ou rigidezes)
- Seleção do tipo de matriz de massa (matriz diagonal, matriz consistente, matriz de unidade), incluindo a especificação definida pelo utilizador dos graus de liberdade de translação e rotação
- Métodos para determinar o número de formas próprias (definido pelo utilizador, automático – para atingir os fatores de massa modal efetivos, automático – para atingir a frequência natural máxima – apenas disponível no RSTAB)
- Determinação de formas próprias e massas em nós ou pontos da malha de EF
- Saída de valores próprios, frequência angular, frequência natural e período natural
- Saída de massas modais, massas modais efetivas, fatores de massa modal e fatores de participação
- Saída tabular e gráfica de massas em pontos da malha
- Visualização e animação de formas próprias
- Opções de escala diferentes para formas próprias
- Documentação de resultados numéricos e gráficos no relatório de impressão
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.