O registro Basis administra os parâmetros básicos da barra. Se você marcar uma caixa de seleção na seção 'Opções', geralmente será adicionado um registro de diálogo adicional, onde você pode definir os detalhes.
Tipo de Barra
O tipo de barra determina como as forças internas podem ser capturadas ou quais propriedades são pressupostas para a barra. Na lista, diferentes tipos de barra estão disponíveis para seleção.
Barra viga
Uma viga é uma barra rigidamente suportada que pode transferir todos os tipos de forças internas. Uma barra viga não possui articulações em suas extremidades. Este tipo de barra pode ser submetido a todos os tipos de carga.
Barra rígida
Uma barra rígida conecta os deslocamentos de dois nós através de uma conexão rígida. Portanto, corresponde essencialmente a um acoplamento. Com isso, é possível definir barras com grande rigidez, considerando articulações que também podem apresentar constantes de mola e não linearidades. Raramente ocorrem problemas numéricos, pois as rigidezes são ajustadas ao sistema.
As forças internas são geradas para barras rígidas se você ativar Resultados para acoplamentos na categoria 'Barras' no navegador - Resultados.
As seguintes rigidezes são consideradas para barras rígidas:
| Rigidez axial E · A | 1013 · ℓ [unidade SI] com ℓ = comprimento da barra |
| Rigidez torsional G · IT | 1013 · ℓ [unidade SI] |
| Rigidez à flexão E · I | 1013 · ℓ3 [unidade SI] |
| Rigidez ao cisalhamento GAy / GAz (se ativado) | 1016 · ℓ3 [unidade SI] |
Barra com nervuras
As nervuras podem ser usadas para representar vigas de laje (vigas de apoio). Neste tipo de barra, as excentricidades e larguras das lajes participantes são consideradas no modelo FEM.
As nervuras são principalmente adequadas para barras de concreto armado, pois as forças internas e as seções das nervuras influenciam o dimensionamento do concreto. Uma chapa de aço com uma "nervura" soldada deve ser modelada como uma superfície com uma barra conectada excentricamente.
A lista oferece várias opções para a 'Distribuição da nervura'.
Uma nervura geralmente é uma barra disposta excentricamente. A excentricidade é calculada automaticamente a partir de metade da espessura da superfície e metade da altura da barra. No entanto, também pode ser definida manualmente. A excentricidade da nervura aumenta a rigidez do modelo. Quando centralmente disposta, o eixo neutro da nervura se encontra no centro da superfície.
As larguras participativas da nervura devem ser definidas na seção 'Dimensões da flange' para o lado esquerdo e direito. Normalmente, a configuração 'Encontrar automaticamente' pode ser mantida, com a qual o programa determina as duas superfícies. Se mais de duas superfícies se encontrarem na linha da barra com nervura, as superfícies de controle devem ser definidas manualmente.
Existem várias opções para entrada das larguras de integração b-y,int e b+y,int (ver imagem Novo Rib) Essas larguras podem ser inseridas diretamente ou obtidas automaticamente da regra Lref / 6 e Lref / 8 em relação ao comprimento da barra. Podem também ser determinadas de acordo com normas, por exemplo pela seção 5.3.2.1 do 'EC2'.
Os valores by,int definem a largura da área de superfície ou abrangência da qual as forças internas devem integrar-se. Os valores by,eff representam a largura da seção transversal da flange das nervuras, do centro da alma até a respectiva borda. Por padrão, os valores by,int e by,eff estão equiparados. No entanto, você pode defini-los separadamente após clicar no botão
.
Se os nós do tipo 'Nó na Barra' estiverem definidos, a nervura pode ser definida segmentadamente para os diferentes segmentos. Se vários segmentos foram definidos, as larguras intermitentes podem ser unidas linearmente por meio da coluna 'Distribuição linear' da tabela para evitar diferenças grandes de rigidez na barra com nervura.
Em modelos 3D, as larguras participantes não afetam a rigidez, pois a rigidez aumentada é considerada pela barra excêntrica. No entanto, as larguras participantes afetam a distribuição das forças internas das barras e superfícies.
Barra treliça
Uma barra treliça se equipara a uma barra viga com articulações de momento nas duas extremidades. Além disso, a torção em torno do eixo longitudinal da extremidade da barra é liberada através de uma articulação φx. Para este tipo de barra, forças e momentos de torção resultantes das cargas são emitidos.
Barra treliça (apenas N)
Este tipo de barra treliça, com rigidez E ⋅ A, é capaz de absorver forças normais na forma de tração e compressão. Apenas forças nodais são fornecidas. A barra possui uma distribuição linear de forças internas, desde que nenhuma carga pontual atue sobre a barra. Não se calcula distribuições de momento que possam resultar de peso próprio ou uma carga distribuída. No entanto, as forças nodais são calculadas a partir das cargas na barra para garantir a correta transferência.
Barra de tração
Uma barra de tração pode absorver apenas forças de tração. O tipo de barra corresponde a uma 'Barra treliça (apenas N)' que falha sob forças de compressão.
O cálculo de uma malha com barras de tração é iterativo: Na primeira etapa, as forças internas de todas as barras são determinadas. Se as barras de tração recebem uma força normal negativa (compressão), uma nova iteração é iniciada. As componentes de rigidez dessas barras não são mais consideradas - elas falharam. Esse processo continua até que nenhuma barra de tração falhe mais. Um sistema pode se tornar instável devido à falha das barras de tração.
Barra de compressão
Uma barra de compressão pode absorver apenas forças de compressão. O tipo de barra corresponde a uma 'Barra treliça (apenas N)' que falha sob forças de tração. Barras de compressão falhando podem levar a um sistema instável.
Barra de flambagem
Uma barra de flambagem se equipara a uma 'Barra treliça (apenas N)' que pode absorver forças de tração ilimitadas, mas forças de compressão só até atingir a força crítica. Para o caso de Euler 2, esta força é determinada da seguinte maneira:
Este tipo de barra pode frequentemente contornar instabilidades que ocorrem numa análise não-linear segundo a Teoria II ou III da Ordem devido à flambagem das barras de treliças. Quando se substitui as barras de treliça por barras de flambagem (mais próxioma realidade), na maioria dos casos aumenta-se a carga crítica.
Barra de Cabo
Um cabo pode ser apenas sujeito a forças de tração. Isso faz possível captar cadeias de cabos por meio de um cálculo iterativo segundo a Teoria III da Ordem, considerando forças longitudinais e transversais.
Cabos são apropriados para modelos que apresentam grandes deformações com alterações correspondentes das forças internas. Para tensões mais simples, como uma marquise, barras de tração são completamente suficientes.
Barra de Armadura
Com este tipo de barra, pode-se representar armaduras de aço soltas no FE-modelo de um elemento de concreto armado. Assim, podem-se examinar áreas de descontinuidade que se baseiam na analogia de treliça (tirante de tração e compressão para consoles, vigas com aberturas).
A barra de armadura possui uma função de conexão automática com outros elementos como barras ou superfícies, desde que esteja fisicamente dentro do elemento. Assim como na Barra treliça (apenas N), uma barra não apresenta comportamento de material não-linear atualmente.
Na seção 'Configurações', o tipo de barra está definido como armadura solta. Tipos adicionais de barras de armadura estão disponíveis quando o Add-On Tendões está ativado.
Na seção 'Objetos principais', atribua as barras ou superfícies nas quais a barra de armadura está localizada. Use o botão
. Com o botão
, você pode, então, conectar automaticamente a barra de armadura ao objeto principal.
Cabo em Polias
Este tipo de cabo também absorve apenas forças de tração e é calculado de acordo com a teoria do cabo (Teoria III da Ordem). Um cabo sobre roldanas pode ser definido apenas numa polilinha que possua pelo menos três nós. Este tipo de barra é, portanto, adequado para elementos de tração flexíveis cujas forças longitudinais são transmitidas através de pontos de desvio no modelo. Um exemplo de aplicação seria um sistema de polia.
Diferente de uma barra de cabo padrão, apenas um deslocamento ao longo do caminho (ux) é permitido nos nós internos. A barra não pode ser carregada com cargas de barra que atuem nas direções local y ou z. Somente deslocamentos ux e forças normais N são considerados.
Nos nós internos da polilinha, não importa se um apoio nodal está presente ou se a barra está conectada a outra estrutura: todo o sistema da barra de cabo é analisado ao longo do comprimento da polilinha.
Barra de Resultados
A barra de resultados é adequada para integrar resultados de superfícies, volumes ou barras em uma barra fictícia. Isso facilita a leitura das forças transversais resultantes de uma superfície, por exemplo, para verificação de alvenaria.
A linha de uma barra de resultados pode ser colocada em qualquer lugar do modelo. A barra de resultados não requer apoio ou conexão ao modelo. No entanto, é necessário atribuir uma seção transversal para um possível dimensionamento. Não se pode aplicar cargas em uma barra de resultados.
No campo 'Integração de Tensões e Forças', escolha o tipo de barra de resultados para definir a forma geométrica da área de integração. Na seção 'Parâmetros', você pode então definir as dimensões, que estão relacionadas à linha da barra em seu centro de massa.
Na seção 'Incluir Objetos', defina as superfícies, células de superfície, corpos de volume e barras cujos resultados devem ser considerados na integração. Alternativamente, selecione 'Todos' os objetos e exclua certos elementos na seção 'Exceto objetos incluídos'.
Linha de Resultados
A linha de resultados é apropriada para integrar resultados de superfícies, volumes ou barras em uma linha. Esta linha pode ser colocada em qualquer lugar do modelo.
O princípio é igual ao de uma barra de resultados: Não é necessário atribuir uma seção transversal, mas a possibilidade de medir o comprimento da linha e girá-la para exibir resultados é apresentada no tab 'Seção transversal'; não tem outra função.
Transferência de Carga
Este tipo de barra permite que cargas sejam transferidas para os objetos conectados à barra nos nós finais ou intermediários relevantes. A própria barra não possui rigidez. Os critérios para transferência de carga podem ser especificados em uma nova aba.
A transferência de cargas, atualmente, é feita pelo método das tiras. A carga na barra – carga de barra ou carga nodal dos tipos força, momento ou massa – é transferida proporcionalmente para os objetos estruturais mais próximos, ou seja, nós suportados, barras, nós de superfícies ou linhas suportadas.
Se as forças próprias da barra são para ser consideradas, você pode definir o peso da barra na seção 'Parâmetros'.
Os números dos nós onde as cargas são transferidas para os objetos conectados são fornecidos na seção 'Objetos Carregados'. Se nem todos esses nós são relevantes, você pode excluir certos nós na seção 'Excluído de objetos carregados'.
Viga Virtual
Este tipo de barra permite a aplicação das propriedades de uma seção de viga aberta de aço que o Instituto de Joists de Aço publicou em tabelas de "Joists Virtuais". Essas seções correspondem a travessas de flange largo equivalentes cuja área de flange, momento de inércia efetivo e peso são muito próximos. A viga é representada no sistema por uma vara com uma seção transversal virtual, permitindo simular unidades estruturais complexas, como, por exemplo, uma treliça integral.
Escolha a 'Série' das vigas virtais da lista.
Na lista 'Viga Virtual', você pode, então, definir o tipo exato.
O botão
na seção 'Seção e Material' permite a importação da viga virtual da biblioteca de seções.
Modelo Superfície
Este tipo de barra é principalmente adequado para mapear vigas perfuradas e treliçadas ou fraquezas na seção transversal, como aberturas para dutos em um modelo de barra. A barra é convertida em um modelo de superfície, no qual as Aberturas na barra estão dispostas conforme a configuração do usuário. No entanto, a barra permanece. Os seguintes pré-requisitos devem ser atendidos:
- A seção representa um perfil fino parametrizado ou padronizado com uma alma.
- O material da seção baseia-se em um modelo de material isotrópico linear-elástico.
Com o tipo de barra 'Modelo Superfície', a barra é apresentada como um objeto de barra e de superfície. As propriedades geométricas são idênticas, ambos modelos têm o mesmo centro de massa. A visualização é controlada pelo Navegador - Visor através da entrada de base para 'Modelo' → 'Barra' → Modelo Superfície ou o botão
na barra de ferramentas.
A malha FE do modelo de superfície é gerada automaticamente e, até o momento, não pode ser influenciada. As forças internas são calculadas usando o modelo de superfície. Para a avaliação, os resultados de barras estão disponíveis (assim como em uma barra de resultados, onde as tensões das áreas parciais da barra são integradas para forças internas da barra) juntamente com os resultados de superfícies. O controle também pode ser feito aqui através do Navegador - Visor ou o botão
.
O dimensionamento de uma barra modelo de superfície nos Add-Ons é realizado com as forças internas das barras e seção da barra.
Como mostrado na imagem acima, vários barras rígidas gerados nas extremidades da barra do modelo de superfície. Estas barras rigidamente conectam o modelo de superfície aos nós das barras adjacentes. Assim, é assegurada a transferência correta das forças internas para os objetos unidimensionais. Se várias barras modelos de superfícies adjacentes, tais barras de acoplamento são geradas individualmente para cada barra.
Nesse caso, defina para a carga da barra uma excentricidade de força na seção transversal. A carga é assim aplicada de forma realista na borda da seção e é preservada no modelo de superfície.
Rigidez
Com este tipo de barra, você pode usar uma barra com rigidezes personalizadas. Os valores de rigidez devem ser definidos no diálogo 'Nova Rigidez de Barra' (veja o capítulo Rigidezes da Barra).
Acoplamento
Uma barra de acoplamento é uma barra virtual muito rígida com extremidades de barra rígidas ou articuladas. Quatro possibilidades estão disponíveis para acoplar graus de liberdade dos nós de extremidade como 'rigidos' ou como 'juntas'. Com acoplamentos, situações especiais para transferências de força e momento podem ser modeladas. As forças normais e de cisalhamento, bem como os momentos de torção e de curvatura, são transferidos diretamente de nó para nó.
Mola
Uma barra mola oferece a possibilidade de mapear propriedades de mola lineares ou não-lineares com áreas de atuação que podem ser definidas. Para uma barra de mola, no registro 'Seção Transversal' somente o comprimento da barra Lz deve ser definido, sem seção transversal: A rigidez da barra resulta dos parâmetros da mola, definidos no diálogo 'Nova Mola de Barra' (ver capítulo Molas de Barra).
Amortecedor
Um amortecedor é, em princípio, uma barra de mola com a propriedade adicional 'coeficiente de amortecimento'. Este tipo de barra expande as opções de análise dinâmica por meio do Método da Iteração Temporal.
Assim como uma barra de mola, na aba 'Seção Transversal', somente o comprimento da barra Lz deve ser definido, sem seção transversal. A rigidez da barra resulta dos parâmetros da mola, definidos no diálogo 'Nova Mola de Barra' (ver capítulo Molas de Barra). As propriedades de amortecimento podem ser controladas pelo coeficiente de amortecimento X.
Opções
Nesta seção, você pode definir propriedades adicionais na barra através de caixas de seleção.
Nós na Barra
Com um ou mais nós na barra, você pode dividir a barra em segmentos sem dividi-la (veja o capítulo Nós na Barra).
Juntas
Você pode adicionar articulações em uma barra para controlar a transferência de forças internas no nó final (ver capítulo Articulações de Barra). Para determinados tipos de barra, não é permitida inserção, visto que as articulações internas já existem. Você pode atribuir articulações separadamente ao 'Início da Barra i' e ao 'Final da Barra j'.
Excentricidades
As excentricidades oferecem a possibilidade de conectar a barra, fora do centro, aos nós finais (ver capítulo Excentricidades de Barra). Você pode atribuir excentricidades separadamente ao 'Início da Barra i' e ao 'Final da Barra j'.
Apoios
Você pode atribuir suportes à barra que atuem ao longo de todo o seu comprimento. Os graus de liberdade e rigidezes da mola devem ser definidos nas condições de apoio (ver capítulo Apoio de Barra).
Fortalecedores Transversais
Fortalecedores transversais na barra influenciam a rigidez à distorção da barra. Eles afetam o cálculo de torção envolvendo sete graus de liberdade (ver capítulo Fortalecedores Transversais de Barra).
Aberturas na Barra
As aberturas afetam os valores da seção transversal e o curso das forças internas. Elas são relevantes para o tipo de barra 'Modelo Superfície'. O capítulo Aberturas na Barra descreve como definir o tipo e a localização das aberturas.
Não-Linearidade
Você pode atribuir uma não-linearidade à barra. As características não-lineares são definidas como não-linearidades da barra (ver capítulo Não-Linearidades da Barra).
Pontos Intermediários de Resultados
Com pontos intermediários de resultados, você pode controlar a saída na tabela de resultados ao longo da barra. Esses pontos de divisão são definidos no diálogo 'Novo Ponto Intermediário de Resultados na Barra' (ver capítulo Pontos Intermediários de Resultados na Barra).
Modificações Finais
Com as modificações finais, você pode ajustar a geometria da barra nas suas extremidades graficamente. Assim, podem-se preparar projeções, encurtamentos ou chanfros para renderização.
'Extensão': Você pode definir uma 'Extensão' tanto para o início quanto para o final da barra. Um valor negativo Δ resulta em encurtamento.
'Inclinação': Com uma inclinação, cada extremidade da barra pode ser chanfrada. São possíveis ângulos de inclinação sobre os dois eixos da barra y e z. Um ângulo positivo resulta em uma rotação no sentido horário sobre o respectivo eixo positivo.
Ativar transferência de carga
Esta caixa de seleção permite distribuir a carga na barra - independentemente de sua rigidez - usando uma transferência de carga. Com isso, a barra é efetiva por sua rigidez no modelo, enquanto a distribuição de carga nos objetos vizinhos é controlada pelos parâmetros que você especifica no registro Transferência de carga.
Desativar para cálculos
Se você marcar esta caixa de seleção, a barra junto com sua carga não será considerada no cálculo. Dessa forma, você pode estudar como o comportamento estrutural do modelo muda quando certas barras não são efetivas. As barras não precisam ser excluídas; as cargas também permanecem presentes.