Ângulo de rotação do membro

Artigo técnico

Em estruturas espaciais, uma posição de membro desempenha um papel importante em termos de determinação de forças internas. A orientação dos eixos do membro pode ser definida por um ângulo de rotação de seção transversal global ou por um ângulo de rotação de um membro específico. Esses dois ângulos são adicionados para determinar a posição dos eixos principais de um membro em um modelo 3D.

Este artigo descreve como o RFEM e o RSTAB definem a posição dos membros configurada automaticamente e como ela pode ser ajustada usando ângulos de rotação de membros, se necessário.

Eixos dos membros locais

O sistema de coordenadas relacionado ao membro com os eixos x, y e z é definido como retângulo com parafusos da direita. O eixo do membro local x representa sempre o eixo central do membro. Ele conecta o nó inicial ao nó final enquanto a direção positiva do eixo x é orientada do nó inicial i para o nó final j do membro. No caso de secções transversais simétricas, os eixos locais y e z representam os eixos principais do elemento (estes eixos são indicados como uev no caso de secções transversais assimétricas). O eixo y é o eixo "principal" da seção transversal.

Figura 01 - Eixos dos membros locais x, ye z

Ângulo de rotação do membro β

Se um membro tiver uma rotação em torno de seu eixo longitudinal, essa rotação pode ser definida pelo ângulo β. A posição e, portanto, o sistema de coordenadas do membro local xyz é claramente descrito, especificando o nó inicial i e o nó final j, bem como o ângulo de rotação β.

O programa então define automaticamente a posição dos eixos y e z locais: O eixo z está localizado no espaço da maneira que a parte Z da seta direcional relacionada ao sistema de coordenadas global sempre aponta para a direção global positiva Z. o eixo y é então obtido de acordo com a regra da mão direita. A partir desta posição, o membro pode ser girado usando o ângulo de rotação β, que indica a rotação do sistema local x, y, z contra o sistema de referência x ', y', z '. No caso da configuração padrão β = 0 °, o sistema de referência é o sistema local ao mesmo tempo. No caso do ângulo positivo β, as direções y e z giram em torno do eixo do membro longitudinal (eixo local x) como no caso de um parafuso direito.

Figura 02 - Ângulo de rotação dos membros β

Se o sistema local xyz tiver o parafuso direito girado em 90 °, o eixo y estará na posição do eixo z antes da rotação.

A figura 02 mostra a rotação esquerda. O ângulo β deve ser inserido como negativo neste caso.

Orientação para os membros em caso de posição de membro não horizontal

Se o membro estiver na posição horizontal, a orientação e a rotação serão claras, conforme mostrado na Figura 02. No entanto, se o membro estiver localizado no espaço, o programa orientará o membro de acordo com as regras a seguir.

Para um ângulo de rotação do membro β = 0 °, dois casos são possíveis.

Caso 1: posição geral do membro, β = 0 °
O eixo de referência y 'é paralelo ao plano XY global. O eixo de referência z 'é perpendicular aos eixos x' e y ', enquanto seu componente Z sempre aponta na direção do eixo global Z. Se o eixo Z estiver definido para baixo em Dados Gerais, ele aponta na direção do eixo Z. componente Z positivo; se o eixo Z estiver definido para cima, aponta na direção do componente Z negativo. As direções dos eixos seguem a regra da mão direita.

Figura 03 - Membro em Posição Geral

Caso 2: posição vertical do membro, β = 0 °
O eixo de referência y 'aponta na direção do eixo Y global. O eixo z é obtido usando a regra da mão direita; se β = 0 °, aponta na direção do eixo X global.

Figura 04 - Membro em posição vertical com ângulo de rotação de 0 ° e 45 °

Para um ângulo de rotação de membro de ± 90 ° e 180 °, o programa aplica as seguintes suposições para membros na posição vertical:

Figura 05 - Membro em posição vertical com ângulo de rotação de ± 90 ° e 180 °

O membro pode ser girado em torno do eixo longitudinal deste membro usando o ângulo de rotação β. Um ângulo positivo corresponde a uma rotação do eixo y na direção do eixo z. É importante para a orientação do eixo, se o membro é definido de cima para baixo ou o oposto (veja Figura 04 e Figura 05).

Modificação do membro do eixo devido à posição do membro

Se o eixo 'salta em volta' no caso de um membro contínuo de suporte, a causa é geralmente a classificação automática da posição do membro: A posição do membro contínuo é classificada como 'vertical' e a posição dos membros conectados como 'geral '. A posição de membro geral se aplica se houver (minimamente) diferentes coordenadas X e Y para os nós de definição de um membro, portanto, o membro é ligeiramente inclinado.

Figura 06 - Modificação do Eixo dos Membros

Eixos variáveis complicam a definição de cargas e imperfeições de membros locais. Eles também influenciam símbolos e sinais das forças internas.

Especialmente ao importar um modelo DXF, pode acontecer que as coordenadas X e Y dos nós de definição não sejam idênticas a todas as casas decimais. Isso pode ser corrigido pelo ajuste manual. Uma maneira melhor é compensar os desvios com a opção de programa 'Regenerate model', que também permite tolerâncias definidas pelo usuário.

Figura 07 - Caixa de diálogo 'Regenerate Model' e resultado

Resumo

Em um modelo 3D, a orientação do membro é importante para a rigidez do modelo, bem como para atribuir cargas locais. Ao entrar em um membro, o sistema do eixo local é definido automaticamente com base nos nós de definição. É então possível ajustar a orientação do eixo usando um ângulo de rotação do membro. O RFEM e o RSTAB permitem-lhe verificar a posição do membro de forma rápida e fiável na renderização 3D.

Referência

[1] Manual RFEM (2013). Tiefenbach: Software Dlubal. Faça o download .
[2] Manual RSTAB (2013). Tiefenbach: Software Dlubal. Faça o download .

Downloads

Ligações

Contacto

Contacto da Dlubal

Tem alguma questão ou necessita de ajuda? Então entre em contacto com a nossa equipa de apoio técnico gratuita por e-mail, chat ou no fórum, ou então consulte as perguntas mais frequentes (FAQ).

+49 9673 9203 0

(falamos português)

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD
RSTAB Programa principal
RSTAB 8.xx

Programa principal

Software de engenharia para o dimensionamento de estruturas reticuladas de pórticos, barras e treliças, com cálculos lineares e não-lineares de esforços internos, deformações e reações de apoio

Preço de primeira licença
2.550,00 USD