Apoio de nó

Os apoios são utilizados para transferir as cargas aplicadas no sistema estrutural para as fundações. Sem apoios, todos os nós seriam livres e poderiam ser deslocados ou rodados livremente. Se pretende um nó a atuar como apoio, pelo menos um dos seus graus de liberdade tem de estar bloqueado ou pelo menos restringido por uma mola. Além disso, o nó tem de fazer parte da superfície ou da barra.

As deformações impostas de um nó só são possíveis para nós adequadamente apoiados.

Se pretende atribuir propriedades não lineares a um apoio de nó, pode definir os critérios de rotura para diagramas de tração ou compressão, rasgamento e plastificação ou tensão-deformação e rigidez.

O símbolo de caixa de seleção de um apoio de nó definido pelo utilizador indica os graus de liberdade restringidos. Os seguintes tipos de apoio são predefinidos:

• Articulado
• Encastrado
• Deslizamento
• Deslizamento em X'
• Deslizamento em Y'

Geral

O separador Principal gere os parâmetros de apoio básico.

Sistema de coordenadas

Cada apoio nodal tem um sistema de coordenadas local. Por defeito, está orientado paralelamente aos eixos globais X, Y e Z. Se tiver criado um sistema de coordenadas definido pelo utilizador ou se o tiver definido com o botão , também pode utilizar este sistema de referência.

condições de apoio

As condições de apoio são divididas em graus de liberdade 'Translacional' e 'Rotacional'. Os graus de translação descrevem os apoios na direção dos eixos do apoio; os graus de rotação descrevem restrições em torno desses eixos.

Para definir um apoio ou restrição, seleccione a caixa para o respectivo eixo. A marca de seleção indica que o grau de liberdade está bloqueado e o deslocamento ou rotação do nó na direção correspondente ou sobre ela é impossível.

Se não houver apoio ou restrição disponível, desmarque a respetiva caixa de seleção. De seguida, a constante da mola de translação ou de rotação é definida como zero. Pode ajustar a 'Constante de mola' a qualquer momento para modelar um apoio elástico do nó. Introduz a rigidez da mola como valor de cálculo.

Na coluna 'Não-linearidade', pode controlar especificamente a transferência de forças e momentos internos para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, estão disponíveis entradas correspondentes para seleção na lista de não linearidades.

Apoios efectivos não lineares são exibidos com uma cor diferente no gráfico.

Rotura se a força/momento apoio é positiva ou negativa

Desta forma, é possível controlar facilmente se o apoio pode absorver apenas forças ou momentos positivos ou negativos: Se a força ou momento actua na direcção proibida, o componente relevante do apoio irá entrar em ruptura. As restantes restrições permanecem efetivas.

As direções 'negativas' ou 'positivas' referem-se às forças ou momentos que são aplicados ao apoio de nó em relação aos respetivos eixos (elas não referem-se às forças de reação na parte do apoio). Os sinais resultam da direção dos eixos globais: Se o eixo Z global se encontra, por exemplo, direccionado para baixo, o caso de carga "peso permanente" resulta numa força de apoio positiva P_Z.

Rotura total se a força/momento apoio é positiva ou negativa

Em contraste com a rotura de um único componente mencionada acima, o apoio falha completamente quando o componente é ineficaz.

Quando seleciona uma não linearidade diferente, pode definir os parâmetros em Atividade parcial, Diagrama ou Friction separadores.

Opções

Utilize as caixas de selecção nesta secção de diálogo para definir mais propriedades do apoio de nó. Dependendo da seleção, os separadores specificDirectionTab Direção específica ou fictiousColumnTab Rigidez são complementados através de uma coluna fictícia .

Direção específica

O separador Direção específica permite rodar o apoio. Assim, não é necessário criar um sistema de coordenadas definido pelo utilizador.

Tipo de direção

Existem diversas opções para alinhar o apoio: Pode rodar o apoio em torno dos eixos do apoio X', Y' e Z', direccionar para um ou dois nós ou organizá-lo paralelo a uma barra ou linha. Pode seleccionar os objectos graficamente com o botão .

Rigidez através de pilar fictício

O separador Rigidez através de pilar fictício é especialmente recomendado para apoios pontuais de estruturas 2D. Aqui, é possível determinar as constantes da mola de apoio a partir dos parâmetros de um pilar que não está representado no modelo. Além disso, como um apoio pontual descreve as condições na área do capitel apenas de forma rudimentar, estão disponíveis macros elementos especiais de pilar. O RFEM determina as constantes de mola do apoio a partir das condições de fronteira. Isto permite uma modelação realista sem os efeitos de singularidade que resultariam para um apoio fixo num único nó de EF.

propriedades

Como 'Modelo de apoio', estão disponíveis três abordagens para seleção. São simbolizados no gráfico de diálogo.

• Com o modelo de 'Fundações de superfície elástica', uma superfície que está apoiada elasticamente é destacada dentro das dimensões do pilar. Os coeficientes de fundação são calculados a partir da geometria e material do pilar.
• Com o modelo de 'apoio nodal elástico', uma superfície é destacada e apoiada de forma pontual. O apoio é constituído por molas de translação e de rotação, que resultam dos dados da geometria e do material do pilar. Para dar conta da rigidez de flexão mais alta na área do pilar, a superfície é duplicada internamente.
• O modelo 'Apoio de nó com malha de EF adaptada' corresponde ao apoio de nó elástico, mas não são aplicadas molas aos apoios de tipo pontual.

Introduzir os dados do pilar necessários para determinar a rigidez da mola. A geometria do 'Cabeçalho do pilar' pode ser descrita como retangular ou circular, opcionalmente através de uma rotação do pilar.

A 'altura do pilar' afeta as constantes das molas de translação e rotação.

Secção e material do pilar

Para determinar a rigidez da mola, são necessárias a secção e as propriedades do material do pilar. Se o pilar não tiver 'Igual ao cabeçalho da coluna' (nem retangular nem circular), pode seleccionar a secção do pilar correspondente na lista ou definir uma nova.

Selecione o 'Material da coluna' na lista. Utilize os botões e para criar um novo material.

Condições do pilar

O tipo de apoio no capitel e na base do pilar está incluído na determinação das molas de translação e de rotação. Estão disponíveis as seguintes opções para seleção na lista:

• Articulado
• Semirrígido
• Rígido

Quando é selecionada a opção 'Semi-rígida', pode especificar o grau de restrição na base do pilar como percentagem.

A 'rigidez ao corte' do pilar é tida em consideração por defeito para a determinação da rigidez.

Molas de apoio devido a pilar fictício

Esta secção lista as constantes das molas de apoio que resultam da geometria e das propriedades do material do pilar. Os valores são transferidos para o separador 'Principal'.

Atividade parcial

A Atividade parcial de um componente de apoio está disponível como uma propriedade não linear do apoio (ver imagem Selecionar não-linearidade de apoio).

Define o efeito do apoio para a 'Zona negativa' e para a 'Zona positiva'. As regras de sinalização são explicadas no parágrafo Rotura. A lista 'Tipo' oferece vários critérios para a eficácia do apoio.

• Completo: O componente do apoio é totalmente eficaz.
• Fixo a partir do deslocamento do apoio/rotação do apoio: A rigidez da mola de translação ou de rotação só é efetiva até um determinado deslocamento ou rotação. Se o limite é excedido, torna-se efetivo um apoio fixo ou uma restrição.
• Rasgo da força de apoio/momento de apoio: O apoio só é efetivo até uma determinada força ou momento. Se o limite for excedido, o apoio falha.
• Flexibilidade da força de apoio/momento de apoio: O apoio só é efetivo até uma determinada força ou momento. Se for excedida, as deformações ainda aumentam, mas as tensões não.
• Rotura: O componente do apoio não é efetivo.

A maioria dos tipos de apoios podem ser combinados com um 'Deslizamento', o que significa que o apoio se torna efetivo apenas após um determinado deslocamento ou rotação.

Diagrama

O diagrama de um componente de apoio está disponível como uma propriedade não linear do apoio (ver imagem Selecionar não-linearidade de apoio).

Defina o número de pontos de definição para o diagrama de trabalho introduzindo os valores correspondentes na coluna 'Deslocamento' ou 'Rotação'. Na coluna 'Força' ou 'Momento' pode depois atribuir os valores de abscissa dos deslocamentos ou rotações com as forças ou momentos de apoio.

Estão disponíveis os seguintes critérios para seleção para o 'Início do diagrama' e o 'Fim do diagrama':

• Rasgo: O apoio só é efetivo até ao valor máximo da força ou momento. Se o limite for excedido, o apoio falha.
• Cedência: O apoio só é efetivo até ao valor máximo da força ou momento. Se for excedida, as deformações ainda aumentam, mas as tensões não.
• Contínuo: Além do intervalo de definição, é aplicada a constante de mola do último passo.
• Parar: A deformação permitida é limitada ao valor máximo do deslocamento ou rotação. Se o limite é excedido, torna-se efetivo um apoio fixo ou uma restrição.

diagrama de rigidez

O diagrama de rigidez de um componente de apoio está disponível como uma propriedade não linear de um apoio rotativo.

Em primeiro lugar, defina a componente da força de apoio da qual a rigidez da mola depende na lista 'Rigidez dependente de' (na parte inferior do separador). O | P | representa a força de apoio resultante.

Em seguida, especifique o número de pontos de definição do diagrama de trabalho com os correspondentes valores característicos na coluna 'Força'. Em seguida, pode atribuir as respetivas constantes de mola na coluna 'Mola'.

Estão disponíveis os seguintes critérios para seleção para o 'Início do diagrama' e o 'Fim do diagrama':

• Rasgo: A chumaceira só é eficaz até ao valor máximo da força. Se o limite for excedido, o apoio falha.
• Cedência: A chumaceira só é eficaz até ao valor máximo da força. Se for excedida, as deformações ainda aumentam, mas as tensões não.
• Contínuo: Além do intervalo de definição, é aplicada a constante de mola do último passo.

Fricção

A lista 'Não-linearidade' oferece quatro opções para definir a Atrito do apoio de translação dependendo de outro componente de apoio (ver a imagem Selecionar a não-linearidade de apoio).

As forças de apoio transferidas estão relacionadas com as forças de compressão que atuam noutra direção. Dependendo da seleção no separador 'Principal', o atrito depende apenas de uma força de apoio ou da força total de duas forças de apoio atuantes simultaneamente. Existe a seguinte correlação entre a força de apoio e a força de atrito:

FAQ 003537 descreve como o atrito num apoio nodal pode ser considerado.

O seguinte modelo de pilares mostra um apoio no qual as forças horizontais são transferidas por atrito. No entanto, as forças horizontais não devem exceder 10% da força vertical. No CC 1, esta condição é cumprida. No CC 2, o modelo torna-se instável porque a carga horizontal é muito grande.