FAQ 005345 | O meu modelo no RFEM 6/RSTAB 9 é instável. Qual poderá ser o motivo?

Pergunta:
O meu modelo no RFEM 6/RSTAB 9 é instável. Qual poderá ser o motivo?

Resposta:
A interrupção do cálculo devido a uma estrutura instável pode ter diferentes razões. Por um lado, pode indicar uma instabilidade "real" devido a uma sobrecarga da estrutura, mas, por outro lado, as imprecisões da modelação também podem ser responsáveis por esta mensagem de erro. Reunimos aqui possíveis procedimentos para encontrar a causa da instabilidade.

1. Verificação da modelação

Em primeiro lugar, deve verificar se a modelação da estrutura está correta. Recomenda-se a utilização das ferramentas de verificação do modelo fornecidas pelo RFEM 6/RSTAB 9 (Ferramentas → Verificação do modelo). Por exemplo, estas opções permitem encontrar nós idênticos e barras sobrepostas para poder eliminá-los, se necessário.

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Além disso, é possível calcular a estrutura sujeita a carga própria pura num caso de carga de acordo com a análise geométrica linear, por exemplo. Se os resultados forem apresentados posteriormente, a estrutura relativa à modelação é estável. Se não for o caso, encontra abaixo uma lista das causas mais comuns:

• Definição incorreta de apoios/apoios em falta
Isto pode resultar em instabilidades, uma vez que a estrutura não é suportada em todas as direções. Por isso, tenha em atenção que as condições de apoio devem estar em equilíbrio com a estrutura, bem como com as condições de fronteira externas. Os sistemas estaticamente subdeterminados também podem resultar em cálculos interrompidos devido a condições de fronteira insuficientes.

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• Torção de barras sobre o seu próprio eixo
Se as barras rodarem em torno do seu próprio eixo, ou seja, uma barra não é suportada sobre o seu próprio eixo, podem ocorrer instabilidades. Geralmente, isso é causado pela configuração das articulações de barra. Assim, pode acontecer que as articulações torcionais sejam introduzidas no nó inicial e no nó final.

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• Ligação de barras em falta
Encontra barras flutuantes? Especialmente no caso de modelos grandes e complexos, pode dar-se o caso de algumas barras não estarem ligadas entre si e, assim, "flutuarem no ar". Além disso, o esquecimento de barras cruzadas que deveriam cruzar-se, também pode resultar em instabilidades. Uma solução fornece a verificação do modelo "Barras que se cruzam ou não unidas", que procura as barras que se cruzam, mas não têm um nó comum no ponto de interseção.

• Sem nó comum
Olhe com atenção. Aqui, os nós aparentemente estão no mesmo local, mas ao inspecionar mais detalhadamente, verificamos que se afastam ligeiramente um do outro. Geralmente, isso é causado por importações CAD e pode ser corrigido através da verificação do modelo.

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• Formação de uma corrente de articulações
Preste atenção às articulações das extremidade de barra: demasiadas num só nó podem causar uma corrente de articulações que leva à interrupção do cálculo. Para cada nó, podem ser definidas apenas articulações n-1 com o mesmo grau de liberdade em relação ao sistema de coordenadas global, sendo que "n" é o número de barras ligadas. O mesmo se aplica às articulações de linha.

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2. Verificação de reforço

Um reforço em falta, também pode fazer com que o cálculo seja interrompido devido a instabilidades. Portanto, deve sempre verificar se a estrutura está suficientemente reforçada em todas as direções.

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3. Problemas numéricos

Neste ponto, mostramos o seguinte exemplo. Trata-se de um pórtico articulado que é reforçado por barras de tração. Devido às contrações dos pilares devido a cargas verticais, as barras de tração recebem pequenas forças de compressão na primeira etapa do cálculo. São removidas da estrutura (uma vez que apenas a tração pode ser absorvida). Na segunda etapa do cálculo, o modelo sem essas barras de tração é instável. Para solucionar este problema, tem várias opções. Pode aplicar um pré-esforço (carga de barra) às barras de tração para "eliminar" as pequenas forças de compressão, atribuir uma pequena rigidez às barras ou remover as barras uma a uma no cálculo.
A configuração de cálculo é automatizadas no RSTAB 9 e no RFEM 6 pode ser ativada opcionalmente.

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4. Determinação de causas de instabilidade

• Verificação automática do modelo com visualização gráfica de resultados
Para obter uma representação gráfica da causa da instabilidade, o módulo Estabilidade da estrutura para o RFEM 6/RSTAB 9 https://www.dlubal.com/pt/produtos/modulos-para-rfem-6-e-rstab-9/analises-adicionais/estabilidade-da-estrutura pode ajudá-lo. Com a opção "Calcular sem carregamento para análise de instabilidade utilizando a forma própria", pode calcular sistemas supostamente instáveis. A análise de valores próprios é realizada com base nos dados estruturais para que a instabilidade do componente estrutural afetado seja apresentada graficamente como resultado.

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• Problema de carga crítica
Se os casos de carga ou as combinações de cargas puderem ser calculados de acordo com a análise geométrica linear e o cálcu...