O módulo Análise modal oferece a opção para aumentar automaticamente os valores próprios procurados até ser alcançado um fator de massa modal efetivo definido. 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.
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.
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.
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.
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
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
Em comparação com o módulo adicional RF-/STAGES (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Análise das fases de construção (CSA) 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
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.
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.
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.
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.
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.
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)
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.
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.
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.
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.
Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Form-finding 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)
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.
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.
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.
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
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.