Uma articulação de barra limita os esforços que são transmitidos de uma barra para outras barras. As articulações só podem ser colocadas nas extremidades das barras, não ao longo da barra.
Alguns tipos de barra já vêm equipados com articulações: uma barra de treliça, por exemplo, não transmite momentos, enquanto uma barra de cabo não transmite momentos nem forças transversais. Não é possível atribuir articulações a esses tipos de barra. A entrada está bloqueada.
Base
A aba Base gerencia os parâmetros elementares da articulação.
Sistema de coordenadas
Uma articulação de barra pode estar relacionada a um dos seguintes sistemas de eixo:
- Sistema de eixos local da barra x,y,z
- Sistema de coordenadas global X,Y,Z (opcionalmente como articulação de tesoura)
- Sistema de eixo definido pelo usuário U,V,W
Normalmente, as articulações referem-se ao sistema de eixos local da barra. As articulações de tesoura (veja imagem Interseção de barras) são possíveis apenas no sistema global ou em um sistema de eixo definido pelo usuário.
Condições de articulação
As condições de articulação são divididas em graus de liberdade 'Translacionais' e 'Rotacionais'. Os primeiros descrevem os deslocamentos na direção dos eixos locais ou globais, e os últimos descrevem as rotações em torno desses eixos.
Para definir uma articulação, marque a caixa de seleção para o eixo relevante. A marca simboliza que o deslocamento ou rotação da barra na ou em torno da direção correspondente é possível. A constante de rigidez da mola de deslocamento ou rotação é então definida como zero. Você pode ajustar a 'Constante da mola' a qualquer momento para modelar uma articulação elástica. Insira as rigidezes da mola como valores de projeto.
Na coluna 'Não linearidade', você pode controlar especificamente a transmissão dos esforços internos para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, entradas adequadas estão disponíveis na lista de não linearidades.
Fixa, se o esforço interno for negativo ou positivo
Isso permite que você controle facilmente se apenas forças ou momentos positivos ou negativos são transmitidos na extremidade da barra. Uma articulação ux com a não linearidade 'Fixa, se N for positivo', por exemplo, assegura que forças de tração (positivas), mas não forças de compressão (negativas), sejam transmitidas na extremidade da barra. Assim, em caso de forças normais negativas, uma articulação está ativa.
Num sistema de coordenadas local, os esforços internos referem-se ao sistema de eixos local xyz da barra.
Se você selecionar outra não linearidade, poderá definir os parâmetros nas abas Atividade parcial, Diagrama, Fricção ou Diagrama de andaime.
Opções
A 'Articulação de tesoura' está disponível no sistema de coordenadas global ou em um sistema definido pelo usuário. Isso permite modelar a interseção de barras contínuas.
Exemplo
Quatro barras convergem em um nó. As barras transmitem momentos na sua "direção de passagem", mas não para o outro par de barras. No nó, apenas forças normais e transversais são transmitidas.
Atribua a articulação ou 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 de articulação está disponível como uma propriedade não linear da articulação da barra (veja a imagem Seleção de não linearidade da articulação).
Defina o efeito da articulação para a 'Região Negativa' e para a 'Região Positiva'. Na lista 'Tipo', vários critérios para a eficácia da articulação estão disponíveis.
- Completa: O deslocamento ou rotação é totalmente possível através da articulação.
- Fixa a partir de deslocamento/liberação de rotação: A articulação é eficaz apenas até um determinado deslocamento ou rotação. Se excedido, é ativada uma conexão fixa ou um engaste.
- Falha a partir de força/momento de liberação: A articulação é eficaz apenas até uma determinada força ou momento. Se excedido, a articulação falha e não transmite mais o esforço interno.
- Fluir a partir de força/momento de liberação: A articulação é eficaz apenas até uma determinada força ou momento. Se excedido, os alongamentos aumentam, mas não o esforço interno.
- Falha da mola: Com uma articulação de rigidez da mola, o componente da articulação não é eficaz.
A maioria dos tipos de articulação pode ser combinada com um 'deslizamento', fazendo com que a articulação seja ativa apenas após um determinado deslocamento ou rotação.
Diagrama
O Diagrama de um componente de articulação está disponível como uma propriedade não linear da articulação (veja a imagem Seleção de não linearidade da articulação).
Na coluna 'Deslocamento' ou 'Rotação', defina o número de pontos de definição no diagrama de trabalho com os valores correspondentes. Na coluna 'Força' ou 'Momento', você pode então atribuir os valores das abcissas dos deslocamentos ou rotações com as forças ou momentos da articulação.
Se a ordem dos pontos de definição não estiver correta, você pode classificar os registros em ordem crescente com o botão
.
Para o 'Início do diagrama' e o 'Fim do diagrama', os seguintes critérios estão disponíveis:
- Falha: A articulação é eficaz apenas até o valor máximo da força ou momento. Se excedido, a articulação torna-se totalmente eficaz. Não há mais transmissão de esforços internos.
- Fluir: A articulação é eficaz apenas até o valor máximo da força ou momento. Se excedido, os alongamentos aumentam, mas não os esforços internos.
- Contínuo: Além do intervalo de definição, a constante de mola do último passo é aplicada.
- Limite: A deformação permitida é restrita ao valor máximo do deslocamento ou rotação. Se excedido, o efeito da articulação é removido e uma conexão fixa ou engaste é ativado.
Fricção
Na lista 'Não linearidade', quatro opções estão disponíveis para definir a Fricção de uma articulação translacional em relação a outro componente da articulação (veja a imagem Seleção de não linearidade da articulação).
As forças de articulação transmitidas são relacionadas às forças normais ou transversais que atuam em outra direção. Dependendo da seleção na aba 'Base', a fricção depende de apenas um ou de dois esforços internos. Existe a seguinte relação entre a força de fricção da articulação e a força normal ou transversal:
Plástico
Propriedades plásticas da articulação são importantes para Análises Pushover. Na opção Plástico de um componente de articulação não linear, quatro possibilidades estão disponíveis (veja a imagem Seleção de não linearidade da articulação):
- Bilinear
- Diagrama
- FEMA 356 | Rígido
- FEMA 356 | Elástico
Nas colunas '"Esforço Interno" / "Esforço Interno"fluir' e 'δ / δfluir' ou 'φ / φfluir', defina os valores característicos das áreas plásticas. Com um valor de My / My,fluir de 1.27, por exemplo, a seção começa a fluir se o momento plástico for excedido. Se 127% da capacidade plástica for excedida, a barra falha.
Os esforços internos plásticos limite são automaticamente determinados a partir das propriedades da seção transversal da barra.
O comprimento da barra afeta o cálculo da rigidez da articulação plástica. Normalmente, ele é automaticamente identificado a partir dos comprimentos das barras às quais a articulação é atribuída. Se necessário, você pode inserir um 'Comprimento de barra definido pelo usuário' para a articulação.
Critérios de aceitação
Na seção inferior, você pode definir os limites dos critérios de fluência que devem ser aplicáveis para a segurança da edificação. Estes são estabelecidos, por exemplo, para componentes de aço na Tabela 5-5 da norma ASCE FEMA 356 [1]. Assim, com um valor de φ / φfluir de 6.000, o valor crítico para 'Segurança de Vida' é alcançado quando as deformações plásticas tornam-se seis vezes maior do que aquelas ao atingir o limite de fluência.
As áreas dos critérios de aceitação também são exibidas no diagrama.
Com uma das duas opções plásticas FEMA, os critérios de aceitação são pré-configurados de acordo com as especificações da norma dos EUA. Você pode ajustá-los se necessário, ao selecionar a caixa de seleção 'Definido pelo usuário'.
Na lista, defina o 'Tipo de Componente'. Os critérios de aceitação para componentes primários e secundários estão especificados na [1] Tabela 5-5.
No artigo técnico Plastische Gelenke in RFEM 6, é descrito como usar uma articulação plástica em uma análise Pushover.
Diagrama de Andaime
O Diagrama de Andaime de um componente de articulação está disponível como uma propriedade não linear da articulação (veja a imagem Seleção de não linearidade da articulação). Isso permite modelar o efeito mecânico de uma junta de tubo inserida com um tubo interno entre duas barras. O modelo de substituição transmite - dependendo do estado de compressão na extremidade da barra - o momento fletor através do tubo externo sobreposto e adicionalmente através do tubo interno quando ocorre contato por forma.
Você pode descrever as propriedades da articulação separadamente nas abas 'Diagrama de Andaime | Tubo Interno' e 'Diagrama de Andaime | Tubo Externo'.
As possibilidades de definição dos parâmetros são apresentadas na seção Diagrama.
