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Obtenho forças internas que não esperava, visto que não correspondiam às definições de desbloqueio. Qual é a razão para isso?

Resposta

Nos parâmetros de cálculo do RFEM e do RSTAB, existe a opção "Referir forças internas à estrutura deformada" para cada combinação de carga e cada caso de carga. Isto requer o cálculo de acordo com a análise de segunda ordem.

A importância disto é explicada num exemplo simples de uma consola sujeita a uma carga (ver figura).
A carga do modilhão causa uma pequena rotação no nó 3. Ao calcular de acordo com a análise de segunda ordem, utilize esta opção para decidir se as forças internas neste nó estão relacionadas com o sistema de coordenadas original ou com o rodado. Se o sistema for primeiro calculado de acordo com a análise geometricamente linearmente, são obtidas as seguintes forças internas (RO 101,6 × 3,6, S235):

Nx = 0
Vy = 0
Vz = 3,00 kN

Mx = 0
My = 9,00 kNm
Mz = 0

As forças e os momentos podem ser considerados como um vetor (Fórmula 1 e Fórmula 2) em cada caso. No nó 3, existe uma rotação de acordo com a Fórmula 3.

Assim, o sistema de eixos da barra local é rodado nesta posição pelo ângulo φy . Agora, é necessário converter as forças internas no sistema de coordenadas rodado. Isto é realizado através da multiplicação do vetor pela matriz de rotação ( https://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix ). A matriz de rotação para a rotação em torno do eixo y é apresentada na Fórmula 4. Para a conversão, são utilizadas as Fórmulas 5 e 6. Com a inserção dos números, obtém-se a Fórmula 7.

Acontece que uma pequena parte da força de corte se torna uma força de tração:

Nx = 0,4326 kN
Vy = 0
Vz = 2,969 kN

O vetor de momento permanece inalterado.

Neste caso simples, pode verificar o cálculo como apresentado na Fórmula 8.

Isso explica o que esta opção de cálculo faz. Mas quais são as forças internas "corretas"? Em qualquer caso, as forças internas relacionadas com o sistema de coordenadas rodado são mais precisas. No entanto, o cálculo de acordo com a análise de segunda ordem requer pequenas rotações. Assim, os resultados não devem diferir significativamente. Se o fizerem, é necessário calcular de acordo com a análise de grandes deformações. Neste caso, as rotações grandes são permitidas e os resultados estão sempre relacionados com o sistema de coordenadas rodado. Para os cálculos de acordo com a análise geometricamente linear, as forças internas estão sempre relacionadas com o sistema de coordenadas original.

Palavras-chave

Esforços internos Estrutura deformada Segunda ordem

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