Apoio de nó

O sistema estrutural transfere suas cargas para as fundações através dos apoios. Sem apoio, todos os nós estariam livres e seus deslocamentos e rotações não seriam restringidos. Para que um nó funcione como um apoio, pelo menos um dos graus de liberdade deve ser bloqueado ou restrito por uma mola. Além disso, o nó deve fazer parte de uma superfície ou barra.

Os deslocamentos forçados de um nó são possíveis apenas para nós devidamente apoiados.

Se você deseja atribuir propriedades não lineares a um apoio nodal, pode definir critérios de falha para forças de tração ou compressão, ruptura e escoamento ou diagramas operação-rigidez.

O símbolo de nome de um apoio nodal personalizado indica os graus de liberdade mantidos. Os seguintes tipos de apoio estão predefinidos:

• Articulado
• Fixo
• Deslizante
• Deslizante em X'
• Deslizante em Y'

Base

A guia Base gerencia os parâmetros elementares do apoio.

Sistema de Coordenadas

Cada apoio nodal possui um sistema de coordenadas local. Por padronização, ele está alinhado paralelamente aos eixos globais X, Y e Z. Se você criou um sistema de coordenadas personalizado ou definiu usando o botão , você também pode usar este sistema de referência.

Condições de Apoio

As condições de apoio são divididas em graus de liberdade 'Translacionais' e 'Rotacionais'. Os primeiros descrevem os suportes na direção dos eixos do apoio, e os segundos, as fixaçõoes em torno desses eixos.

Para definir um suporte ou fixação, marque a caixa de seleção para o eixo respectivo. A marca simboliza que o grau de liberdade é bloqueado e que o deslocamento ou rotação do nó na direção ou em torno da direção correspondente não é possível.

Se não houver suporte ou fixação, remova a marca na caixa de seleção correspondente. A constante da mola de deslocamento ou rotação é então definida como zero. Você pode ajustar a 'Constante da Mola' a qualquer momento para modelar um apoio elástico do nó. Insira as rigidezes das molas como valores de projeto.

Na coluna 'Não linearidade', você pode controlar a transmissão de forças internas para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, entradas apropriadas estão disponíveis na lista de não linearidades.

Apoios que funcionam de forma não linear são exibidos em cores diferentes no gráfico.

Falha se força/momento do apoio for negativo ou positivo

Isso permite controlar facilmente se o apoio pode suportar apenas forças ou momentos positivos ou negativos: Se uma força ou um momento atuar na direção proibida, esse componente do apoio falha. Os outros suportes e fixações continuam efetivos.

As direções 'negativa' e 'positiva' se referem às forças ou momentos em relação aos eixos respectivos introduzidos no apoio nodal (portanto, não as forças de reação do lado do apoio). Os sinais resultam da direção dos eixos globais: Por exemplo, se o eixo Z global está voltado para baixo, o caso de carga "Peso Próprio" resulta em uma força de apoio positiva P_Z.

Falha total se força/momento do apoio for negativo ou positivo

Ao contrário da falha de um componente individual descrita acima, o apoio falha completamente assim que o componente fica ineficaz.

Se você selecionar outra não linearidade, pode definir os parâmetros nas guias Efeito Parcial, Diagrama ou Atrito.

Opções

Nas caixas de seleção desta seção, você pode definir outras propriedades do apoio nodal. Dependendo da seleção, as guias Direção Específica ou Rigidez através de Coluna Fictícia serão adicionadas. Se o Add-On 'Dimensionamento de Concreto' estiver ativado, uma outra caixa de seleção estará disponível para definir as Dimensões do Apoio.

Direção Específica

A guia Direção Específica oferece a possibilidade de girar o apoio. Assim, não é necessário criar um sistema de coordenadas personalizado.

Tipo de Direção

Existem várias opções disponíveis para orientar o apoio: Você pode girar o apoio em torno dos eixos de apoio X', Y' e Z', orientá-lo para um ou dois nós ou alinhá-lo paralelamente a uma barra ou linha. Você pode selecionar graficamente os objetos usando o botão .

Rigidez através de Coluna Fictícia

A guia Rigidez através de Coluna Fictícia é especialmente recomendada para suportes pontuais de estruturas 2D. Aqui, você pode determinar as constantes das molas de apoio a partir dos parâmetros de uma coluna que não está modelada. Além disso, um apoio pontual representa apenas grosseiramente as condições na região do topo da coluna, portanto, elementos macro de coluna especiais estão disponíveis. A partir das condições de contorno, o RFEM determina as rigidezes de mola do apoio. Isso permite uma modelagem realista sem os efeitos de singularidade que surgiriam com um suporte fixo em um único nó de FE.

Parâmetros

Há três abordagens disponíveis como 'Modelo de Apoio'. Elas são simbolizadas no gráfico do diálogo.

• No modelo 'Fundação de Superfície', uma superfície de dimensões da coluna é isolada e apoiada elasticamente. Os coeficientes de fundação são determinados a partir dos dados de geometria e material da coluna.
• No modelo 'Apoio Nodal Elástico', uma superfície é isolada e suportada pontualmente. O apoio é equipado com molas de deslocamento e rotação que são determinadas a partir dos dados de geometria e material da coluna. Para considerar a maior rigidez à flexão na região da coluna, a superfície é duplicada internamente.
• O modelo 'Apoio Nodal com Malha de FE Ajustada' corresponde ao apoio nodal elástico, mas não são atribuídas molas aos apoios pontuais.

Insira os dados da coluna necessários para determinar as rigidezes das molas. A geometria da 'Cabeça da Coluna' pode ser descrita como retangular ou circular, opcionalmente com uma rotação da coluna.

A 'Altura da Coluna' afeta as constantes das molas de deslocamento e rotação.

Seção e Material da Coluna

Para determinar as rigidezes das molas, são necessários os valores das propriedades de seção e material da coluna. Se a coluna não for 'Idêntica à Cabeça da Coluna' (ou seja, nem retangular nem circular), você pode selecionar ou definir a seção de coluna apropriada na lista.

Selecione o 'Material da Coluna' na lista. Com os botões e , você pode criar um novo material.

Condições da Coluna

O tipo de apoio na cabeça e no pé da coluna é considerado para determinar as molas de deslocamento e rotação. As seguintes opções estão disponíveis na lista:

• Articulado
• Flexível
• Rígido

Na opção 'Flexível', você pode especificar o grau de fixação no pé da coluna em porcentagem.

A 'Rigidez ao Cisalhamento' da coluna é considerada por padrão ao determinar as rigidezes.

Molas de Apoio devido à Coluna Fictícia

Esta seção lista as constantes das molas de apoio que resultam das propriedades geométricas e materiais da coluna. Os valores são transferidos para a guia 'Base'.

Dimensões do Apoio

As dimensões do apoio são necessárias para determinar a área de aplicação de carga na verificação de punção. Esta guia está acessível apenas se o Add-On Dimensionamento de Concreto estiver ativado.

Defina para cada componente do apoio translacional o 'Tipo' que descreve a forma da área do apoio, seja retangular ou circular. Você pode então definir a geometria do apoio através dos comprimentos ou diâmetro nas outras colunas.

Efeito Parcial

O Efeito Parcial de um componente de apoio está disponível como uma propriedade não linear do apoio (veja a imagem Seleção de Não Linearidade de Apoio).

Defina o efeito do apoio para a 'Região Negativa' e para a 'Região Positiva'. A regra de sinais é explicada na seção Falha. Na lista 'Tipo', diferentes critérios para a eficácia do apoio estão disponíveis para seleção.

• Completo: O componente do apoio é totalmente eficaz.
• Fixo a partir do Deslocamento do Apoio/Rotação do Apoio: A rigidez da mola de deslocamento ou rotação é eficaz somente até um determinado deslocamento ou rotação. Se excedido, um apoio fixo ou uma fixação tornam-se eficazes.
• Ruptura a partir da Força do Apoio/Momento do Apoio: O apoio é eficaz somente até uma determinada força ou momento. Se excedida, o apoio falha.
• Escoamento a partir da Força do Apoio/Momento do Apoio: O apoio é eficaz somente até uma determinada força ou momento. Se excedida, os alongamentos aumentam, mas as tensões não.
• Falha: O componente do apoio não é eficaz.

A maioria dos tipos de apoio pode ser combinada com um 'Deslizamento', fazendo com que o apoio se torne eficaz somente após um determinado deslocamento ou rotação.

Diagrama

O Diagrama de um componente de apoio está disponível como uma propriedade não linear do apoio (veja a imagem Seleção de Não Linearidade de Apoio).

Na coluna 'Deslocamento' ou 'Rotação', determine o número de pontos de definição do diagrama de operação com os valores correspondentes. Na coluna 'Força' ou 'Momento', você pode então atribuir valores de abscissa dos deslocamentos ou rotações às forças ou momentos do apoio.

Para o 'Início do Diagrama' e o 'Fim do Diagrama', existem os seguintes critérios disponíveis para seleção:

• Ruptura: O apoio é eficaz apenas até o valor máximo da força ou momento. Se excedida, o apoio falha.
• Escoamento: O apoio é eficaz apenas até o valor máximo da força ou momento. Se excedida, os alongamentos aumentam, mas as tensões não.
• Contínuo: Fora do intervalo de definição, a constante da mola do último passo é considerada.
• Análise: A deformação admissível é restrita ao valor máximo do deslocamento ou rotação. Se excedida, um apoio fixo ou fixação tornam-se eficazes.

Diagrama de Rigidez

O Diagrama de Rigidez de um componente de apoio está disponível como uma característica não linear de um apoio rotacional.

Primeiro, na lista 'Rigidez Dependente de' (na parte inferior da guia), selecione o componente da força de apoio do qual a rigidez da mola depende. A opção |P| representa a força de apoio resultante.

Depois, na coluna 'Força', determine o número de pontos de definição do diagrama de operação com os valores correspondentes. Na coluna 'Mola', você pode então atribuir as constantes da mola respectivas.

Para o 'Início do Diagrama' e o 'Fim do Diagrama', existem os seguintes critérios disponíveis para seleção:

• Ruptura: O apoio é eficaz apenas até o valor máximo da força. Se excedida, o apoio falha.
• Escoamento: O apoio é eficaz apenas até o valor máximo da força. Se excedida, os alongamentos aumentam, mas as tensões não.
• Contínuo: Fora do intervalo de definição, a constante da mola do último passo é considerada.

Atrito

Na lista 'Não Linearidade', quatro opções estão disponíveis para definir o Atrito do apoio translacional em função de outro componente de apoio (veja a imagem Seleção de Não Linearidade de Apoio).

As forças de apoio transmitidas estão relacionadas às forças de compressão que atuam em outra direção. Dependendo da seleção na guia 'Base', o atrito é dependente de apenas uma força de apoio ou da força total de duas forças de apoio atuando simultaneamente. Existe a seguinte relação entre a força de apoio e a força de atrito:

O FAQ 003537 explica como considerar o atrito em um apoio nodal.

O seguinte modelo de coluna apresenta um apoio onde forças horizontais são transferidas por atrito. 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 uma vez que a carga horizontal é muito grande.

Articulação de Andaime

A Articulação de Andaime está disponível como uma característica não linear do apoio para os graus de liberdade rotacionais φ_X e φ_Y. Assim, você pode definir apoios de andaime para estruturas temporárias, como andaimes de trabalho ou suportes de construção.

Na guia 'Articulação de Andaime', é possível definir o diagrama de operação M-φ. Os parâmetros são descritos com mais detalhes na funcionalidade do produto Apoios de Andaime.