No módulo Análise modal, tem a opção de aumentar automaticamente os valores próprios procurados até ser alcançado um determinado fator de massa modal efetivo. Todas as direções de translação que foram ativadas como massas para a análise modal são tidas em consideração.
Assim, os 90% da massa modal efetiva necessários para o método de espectro de resposta podem ser facilmente calculados.
A construção pedra sobre pedra tem uma longa tradição. O módulo Dimensionamento de alvenaria para o RFEM 6 permite o dimensionamento de alvenaria utilizando o método de elementos finitos. Foi desenvolvido no âmbito do projeto de investigação DDMaS – Digitizing the design of masonry structures (Digitalização do dimensionamento de estruturas de alvenaria). O modelo de material representa aqui o comportamento não linear da combinação de tijolo e argamassa sob a forma de uma macromodelação. Deseja saber mais?
Tem diversas opções disponíveis para definir massas para a análise modal. Enquanto as massas devido ao peso próprio são consideradas automaticamente, pode considerar as cargas e massas diretamente num caso de carga do tipo de análise modal. Necessita de mais opções? Selecione se pretende considerar as cargas totais como massas, componentes de carga na direção global Z ou apenas os componentes de carga na direção da gravidade.
O programa oferece uma opção adicional ou alternativa para a importação de massas: Definição manual de combinações de cargas a partir das quais as massas são consideradas na análise modal. Selecionou uma norma de dimensionamento? Em seguida, pode criar uma situação de dimensionamento com o tipo de combinação Massa sísmica. Assim, o programa calcula automaticamente uma situação de massa para a análise modal de acordo com a norma de dimensionamento preferida. Por outras palavras: O programa cria uma combinação de cargas a partir dos coeficientes de combinação predefinidos para a norma selecionada. Esta contém as massas utilizadas para a análise modal.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
O utilizador introduz e modela a estrutura diretamente no RFEM. Pode combinar o modelo de material de alvenaria com os módulos mais usuais do RFEM. Isto permite-lhe dimensionar modelos de edifícios completos juntamente com o de alvenaria.
O programa determina automaticamente todos os parâmetros necessários para o cálculo com base nos dados do material introduzidos. Finalmente, gera as curvas tensão-deformação para cada elemento de EF.
Determinação de tensões através de um modelo de material elástico-plástico
Dimensionamento de estruturas de parede de alvenaria para compressão e corte no modelo do edifício ou modelo único
Determinação automática da rigidez da articulação entre parede e teto
Ampla base de dados de materiais para quase todas as combinações de pedra e argamassa disponíveis no mercado austríaco (a gama de produtos é continuamente alargada, também para outros países)
Determinação automática dos valores do material segundo o Eurocódigo 6 (ÖN EN 1996-X)
Os resultados de tensões e deformações por superfície podem ser apresentados na tabela de resultados de superfície de acordo com a camada de espessura.
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.
A 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 seu dimensionamento foi bem-sucedido? Depois, é só recostar e descontrair. Também aqui pode tirar proveito das inúmeras funções do RFEM. O programa dá-lhe as tensões máximas das superfícies de alvenaria, através das quais pode apresentar os resultados em detalhe em cada ponto da malha de EF.
Além disso, é possível inserir secções para realizar uma avaliação detalhada das áreas individuais. Utilize a representação das áreas de cedência para estimar as fendas na alvenaria.
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.
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.
O cálculo da alvenaria é realizado em conformidade com a lei de materiais plásticos não lineares. Se o carregamento em algum ponto ultrapassar a carga permitida, ocorre uma redistribuição dentro do sistema. Estas têm como simples objetivo restaurar o equilíbrio das forças. Com a conclusão bem-sucedida do cálculo, é fornecida a verificação de estabilidade.
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
No RFEM, está implementada uma biblioteca para superfícies de madeira laminada cruzada a partir da qual pode carregar composições dos fabricantes (por exemplo, Binderholz, KLH, Piveteaubois, Södra, Züblin Timber, Schilliger, Stora Enso). Além das espessuras das camadas e dos materiais, também é fornecida informação sobre as reduções de rigidez e a colagem dos lados estreitos.
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 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
Os seguintes fabricantes de madeira laminada cruzada estão atualmente disponíveis na biblioteca de composições:
Binderholz (EUA)
KLH (EUA, CAN)
Kalesnikoff (EUA, CAN)
Nordic Structures (EUA, CAN)
Mercer Mass Timber
SmartLam
Sterling Structural
Composições listadas na edição 32 da Lignatec "Madeira laminada cruzada de origem suíça"
Ao carregar uma composição da biblioteca de composições, todos os parâmetros relevantes são adotados automaticamente. Estamos continuamente a ampliar esta base dados para si.
Sabia que? Para calcular as estruturas de alvenaria, foi implementado um modelo de material não linear no RFEM. Este foi selecionado de acordo com a abordagem de Lourenço, uma superfície de cedência composta segundo Rankine e Hill. Este modelo permite descrever e modelar o comportamento estrutural da alvenaria e os diferentes mecanismos de rotura.
Os parâmetros limite foram selecionados de tal forma que as curvas de dimensionamento utilizadas correspondem a uma curva de dimensionamento normativa.