Ângulo de rotação da barra

Artigo técnico

Este artigo foi traduzido pelo Google Tradutor Ver texto original

Nas estruturas espaciais, uma posição da barra desempenha um papel importante em termos de determinação das forças internas. A orientação dos eixos da barra pode ser definida através de um ângulo de rotação da secção global ou através de um ângulo de rotação específico da barra. Estes dois ângulos são adicionados de forma a determinar a posição dos eixos principais de uma barra num modelo 3D.

Este artigo descreve como a posição da barra do RFEM e do RSTAB é determinada automaticamente e, se necessário, ajustada através dos ângulos de rotação da barra.

Eixos de barra local

O sistema de coordenadas relacionado à barra com os eixos x, y e z é definido por ângulos retos e retos. O eixo local da barra x representa sempre o eixo centróide da barra. Ele conecta o nó inicial ao nó final, com a direção positiva do eixo x apontando do nó inicial i para o nó final j da barra. Para secções simétricas, os eixos locais y e z representam os eixos principais da barra (para secções assimétricas, estes eixos são referidos como u e v). O eixo y é o eixo "forte" da secção.

Figura 01 - Eixos de integrante local x, ye z

Ângulo de rotação da barra β

Se uma barra tiver uma rotação em torno do seu eixo longitudinal, esta rotação pode ser definida pelo ângulo β. Ao especificar o nó inicial s e o nó final j, bem como o ângulo de rotação β, a posição e, assim, o sistema de coordenadas da barra local xyz é claramente descrita.

O programa determina primeiro a posição dos eixos locais y e z automaticamente: O eixo z fica no espaço para que o componente Z da seta de direção aponte sempre na direção global positiva Z em relação ao sistema de coordenadas global. O eixo y é então obtido de acordo com a regra dos três dedos. A partir desta posição, a barra pode ser rodada através do ângulo de rotação β, que indica a rotação do sistema local x, y, z em relação ao sistema de referência x ', y', z '. Para a configuração padrão β = 0 °, o sistema de referência também é o sistema local. Para um ângulo positivo β, as direções y e z giram em torno do eixo longitudinal da barra (eixo local x), como com um parafuso do lado direito.

Figura 02 - Ângulo de rotação da barra β

Se o sistema local xyz é rodado no sentido dos ponteiros do relógio em 90 °, o eixo y está na posição do eixo z antes da rotação.

Na Figura 2, a rotação é canhoto. Neste caso, introduza o ângulo β de forma negativa.

Orientação da barra para posicionamento de barra não horizontal

Se a barra estiver na posição horizontal, a orientação e a rotação são nítidas de acordo com a Figura 2. Para uma colocação de barra no espaço, no entanto, o programa alinha a barra de acordo com as seguintes regras.

São possíveis dois casos para um ângulo de rotação da barra β = 0 °.

1 Caso: Posição geral da barra, β = 0 °
O eixo de referência y 'é alinhado paralelamente ao plano XY global. O eixo de referência z 'é perpendicular aos eixos x' e y ', com a sua componente Z sempre apontando na direção do eixo global Z. Se o eixo Z é definido para baixo nos dados gerais, ele aponta na direção do componente Z positivo, com o eixo Z orientado para cima, na direção do componente Z negativo. As direções dos eixos seguem a regra dos três dedos.

Figura 03 - Membro na posição geral

2 Caso: Posição vertical da barra, β = 0 °
O eixo de referência y 'aponta na direção do eixo global Y. O eixo z resulta da regra dos três dedos; em β = 0 °, aponta na direção do eixo X global.

Figura 04 - Barra na posição vertical com ângulo de rotação da barra de 0 ° e 45 °

Para ângulos de rotação da barra de ± 90 ° e 180 °, o programa faz as seguintes suposições para as barras na posição vertical:

Figura 05 - Barra na posição vertical com ângulo de rotação de barra de ± 90 ° e 180 °

A barra pode ser rodada em torno do seu eixo longitudinal com o ângulo de rotação β; um ângulo positivo corresponde a uma rotação do eixo y na direção do eixo z. Para a orientação dos eixos, é importante se a barra está definida de cima para baixo ou oposta (ver figuras 4 e 5).

Alteração dos eixos da barra devido à posição da barra

Se os eixos "pulam" durante um trem de coluna contínuo, a classificação automática da posição da barra é geralmente a causa: A posição de um membro da coluna é classificada como "vertical", a posição do membro adjacente como "geral". Uma posição geral da barra é assumida se (minimamente) diferentes coordenadas X e Y estão disponíveis para o nó de definição de uma barra, a barra também está inclinada.

Figura 06 - Modificação do eixo do membro

A mudança de eixos dificulta a definição de cargas e imperfeições locais das barras e também afeta as descrições e os 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. Os desvios podem ser compensados de forma mais elegante com a opção de programa "Regenerate Model", que também permite tolerâncias definidas pelo utilizador.

Figura 07 - Caixa de diálogo 'Regenerar modelo' e resultado

Resumo

Em um modelo 3D, a orientação das barras é importante para a rigidez do modelo e a atribuição de cargas locais. Ao entrar em uma barra, o sistema de eixos local é inicialmente definido automaticamente com base nos nós de definição. A orientação dos eixos pode ser ajustada individualmente através de um ângulo de rotação da barra. No RFEM e no RSTAB, a posição das barras pode ser verificada de forma confiável e rápida na renderização 3D.

Literatura

[1]  Manual RFEM 5. Tiefenbach: Dlubal Software, fevereiro de 2016. Download
[2]RSTAB manual. Tiefenbach: Dlubal Software, fevereiro de 2016. Download

Palavras-chave

Ângulo de rotação do membro Ângulo de rotação eixo da barra Orientação da barra Posição do membro Sistema de eixos

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