Uma articulação de barra restringe os esforços internos que são transmitidos de uma barra para outras barras. As articulações só podem ser dispostas nas extremidades da barra, não em pontos ao longo da barra.
Alguns tipos de barra já estão equipados com articulações: uma barra de treliça, por exemplo, não transmite momentos; um cabo não transmite nem momentos nem forças de corte. A esses tipos de barra não é possível atribuir articulações. A entrada está bloqueada.
Base
O registro Base gerencia os parâmetros elementares da articulação.
Sistema de coordenadas
Uma articulação de barra pode ser referida a um dos seguintes sistemas de eixos:
- Sistema de eixos local da barra x,y,z
- Sistema de coordenadas global X,Y,Z (opcionalmente como articulação de tesoura)
- Sistema de eixos definido pelo usuário U,V,W
No caso habitual, as articulações são referidas ao sistema de eixos local da barra. No entanto, articulações de tesoura (ver imagem Cruzamento de barras) só são possíveis no sistema de eixos global ou em um sistema definido pelo usuário.
Condições da articulação
As condições da articulação são divididas em graus de liberdade 'Translacionais' e 'Rotacionais'. Os primeiros descrevem os deslocamentos na direção dos eixos locais ou globais, os últimos as rotações em torno desses eixos.
Para definir uma articulação, marque a caixa de seleção correspondente ao eixo respectivo. A marcação simboliza que o deslocamento ou a rotação da barra na direção ou em torno da direção correspondente é possível. A constante da mola de deslocamento ou de rotação é então definida como zero. Você pode ajustar a 'Constante de mola' a qualquer momento para modelar uma articulação elástica. Insira as rigidezes de mola como valores de projeto.
Na coluna Não linearidade, você pode controlar de forma direcionada a transmissão dos esforços internos para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, estão disponíveis na lista de não linearidades as entradas adequadas para seleção.
Rígido se esforço interno negativo ou positivo
Com isso, você pode controlar de maneira simples se apenas forças ou momentos positivos ou negativos são transmitidos na extremidade da barra. Uma articulação ux com a não linearidade 'Rígido se N positivo', por exemplo, faz com que na extremidade da barra sejam transmitidas forças de tração (positivas), mas não forças de compressão (negativas). Com forças normais negativas, portanto, uma articulação está ativa.
Em um sistema de coordenadas local, os esforços internos são referidos ao sistema de eixos local xyz da barra.
Se você selecionar outra não linearidade, poderá definir os parâmetros nos registros Atividade parcial, Diagrama, Atrito ou Diagrama de andaime.
Opções
A 'Articulação de tesoura' está disponível no sistema de coordenadas global ou definido pelo usuário. Com ela, você pode modelar o cruzamento de barras contínuas.
Exemplo
Em um nó, convergem quatro barras. As barras transmitem momentos em sua "direção de fluxo", mas não para o outro par de barras. No nó, apenas forças normais e forças de corte são transmitidas.
Atribua a articulação às barras 3 e 4 ou às barras 1 e 2. O outro par de barras cruzadas não recebe articulação.
Atividade parcial
A Atividade parcial de um componente da articulação está disponível como propriedade não linear da articulação de barra (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
Defina a atividade da articulação para a 'Faixa negativa' e para a 'Faixa positiva'. Na lista 'Tipo', estão disponíveis vários critérios para a eficácia da articulação.
- Completa: O deslocamento ou a rotação é plenamente possível através da articulação.
- Rígida a partir do deslocamento de liberação/rotação de liberação: A articulação atua apenas até um determinado deslocamento ou rotação. Ao excedê-lo, uma conexão rígida ou um engaste torna-se ativo.
- Rasgamento a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação atua apenas até uma determinada força ou momento. Ao excedê-lo, a articulação falha e não transmite mais o esforço interno.
- Fluência a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação atua apenas até uma determinada força ou momento. Ao excedê-lo, as deformações aumentam, mas o esforço interno não.
- Falha da mola: Em uma articulação com rigidez de mola, o componente da articulação não está ativo.
A maioria dos tipos de articulação pode ser combinada com um 'Deslizamento', pelo qual a articulação só se torna ativa após um determinado deslocamento ou rotação.
Diagrama
O Diagrama de um componente da articulação está disponível como propriedade não linear da articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
Defina na coluna 'Deslocamento' ou 'Rotação' o número de pontos de definição do diagrama de trabalho com os valores correspondentes. Na coluna 'Força' ou 'Momento', você pode então atribuir os valores de abscissa dos deslocamentos ou rotações às forças ou momentos da articulação.
Se a ordem dos pontos de definição não estiver correta, você pode classificar as entradas em ordem crescente com o botão
.
Para o 'Início do diagrama' e o 'Fim de diagrama', estão disponíveis os seguintes critérios:
- Rasgamento: A articulação atua apenas até o valor máximo da força ou do momento. Ao excedê-lo, estabelece-se a plena atividade da articulação. Nenhum esforço interno é mais transmitido.
- Fluência: A articulação atua apenas até o valor máximo da força ou do momento. Ao excedê-lo, as deformações aumentam, mas os esforços internos não.
- Contínuo: Além da faixa de definição, aplica-se a constante de mola do último passo.
- Batente: A deformação admissível é limitada ao valor máximo do deslocamento ou da rotação. Ao excedê-lo, a atividade da articulação é anulada e uma conexão rígida ou um engaste torna-se ativo.
Atrito
Na lista 'Não linearidade', estão disponíveis quatro possibilidades para definir o Atrito de uma articulação translacional em função de outro componente da articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
As forças de articulação transmitidas são relacionadas às forças normais ou forças de corte que atuam em outra direção. Dependendo da seleção no registro 'Base', o atrito depende de um ou de dois esforços internos. Existe a seguinte relação entre a força de atrito da articulação e a força normal ou força de corte:
Plástico
As propriedades plásticas da articulação são importantes para análises pushover. Na opção Plástico de um componente da articulação com efeito não linear, estão disponíveis quatro possibilidades para seleção (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação):
- Bilinear
- Diagrama
- FEMA 356 | Rígido
- FEMA 356 | Elástico
Defina nas colunas '"Esforço interno" / "Esforço interno"cedência' e 'δ / δcedência' ou 'φ / φcedência' os valores característicos das faixas plásticas. Com um valor para My / My,cedência de, por exemplo, 1.27, a secção transversal começa a fluir ao exceder o momento plástico. Ao exceder 127% da capacidade portante plástica, a barra falha.
Os esforços internos limites plásticos são determinados automaticamente a partir das propriedades da secção transversal da barra.
O comprimento da barra influencia o cálculo da rigidez da articulação plástica. Normalmente, ele é reconhecido automaticamente a partir dos comprimentos das barras às quais a articulação está atribuída. Se necessário, você pode especificar um 'Comprimento da barra definido pelo usuário' para a articulação.
Critérios de aceitação
Na seção inferior, você pode definir os valores limite dos critérios de cedência que devem ser válidos para a segurança do edifício. Estes são regulados, por exemplo, para componentes de aço na tabela 5-5 da norma ASCE FEMA 356 [1]. Assim, com um valor para φ / φcedência de 6.000, o valor crítico para a 'Segurança de vida' é atingido assim que as deformações plásticas se tornarem seis vezes maiores do que aquelas que ocorrem ao atingir o limite de cedência.
As faixas dos critérios de aceitação também são representadas no diagrama.
Em uma das duas opções plásticas FEMA, os critérios de aceitação estão predefinidos de acordo com as prescrições da norma americana. Você pode ajustá-los se necessário, marcando a caixa de seleção 'Definido pelo usuário'.
Defina na lista o 'Tipo de componente'. Os critérios de aceitação para componentes primários e secundários são regulados em [1] tabela 5-5.
No artigo técnico Articulações plásticas no RFEM 6, é descrito como você pode usar uma articulação plástica para uma análise pushover.
Diagrama de andaime
O Diagrama de andaime de um componente da articulação está disponível como propriedade não linear da articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação). Com ele, você pode representar o efeito mecânico de uma junta de tubos encaixada com toco de tubo interior entre duas barras. O modelo equivalente transmite – dependendo do estado de compressão na extremidade da barra – o momento fletor através do tubo exterior pressionado e, adicionalmente por encaixe de forma, através do toco de tubo interior.
Você pode descrever as propriedades da articulação separadamente nos registros 'Diagrama de andaime | Tubo interior' e 'Diagrama de andaime | Tubo exterior'.
Para a definição dos parâmetros, estão disponíveis as possibilidades apresentadas na seção Diagrama.
