Uma articulação de barra limita 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 vêm 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
Normalmente, as articulações referem-se ao sistema de eixos local da barra. No entanto, articulações de tesoura (ver imagem cruzamento de barras) só são possíveis no sistema global ou em um sistema de eixos definido pelo usuário.
Condições da articulação
As condições da articulação são divididas em graus de liberdade 'Translacionais' e 'Rotacionais'. As primeiras descrevem os deslocamentos na direção dos eixos locais ou globais; as últimas, as rotações em torno desses eixos.
Para definir uma articulação, marque a caixa de seleção correspondente ao respectivo eixo. A marcação simboliza que o deslocamento ou a rotação da barra na direção correspondente ou em torno dela é possível. A constante da mola de translação 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 dimensionamento.
Na coluna Não linearidade, você pode controlar especificamente a transmissão dos esforços internos para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, há entradas adequadas na lista de não linearidades para seleção.
Fixo se esforço interno negativo ou positivo
Com isso, você pode controlar de forma simples se apenas forças ou momentos positivos ou negativos são transmitidos na extremidade da barra. Uma articulação ux com a não linearidade 'Fixo se N positivo', por exemplo, faz com que sejam transmitidas forças de tração (positivas), mas não forças de compressão (negativas), na extremidade da barra. Com forças normais negativas, uma articulação é, portanto, efetiva.
Com um sistema de coordenadas local, os esforços internos referem-se ao sistema de eixos local da barra xyz.
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 concorrem quatro barras. As barras transmitem momentos em sua 'direção de passagem', 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 que se cruzam não recebe articulação.
Atividade parcial
A Atividade parcial de um componente de articulação está disponível como propriedade não linear da articulação de barra (ver imagem selecionar não linearidade da articulação).
Defina o efeito da articulação para a 'Faixa negativa' e para a 'Faixa positiva'. Na lista 'Tipo', há vários critérios disponíveis para a eficácia da articulação.
- Completa: O deslocamento ou a rotação é totalmente possível através da articulação.
- Fixa a partir do deslocamento de liberação/rotação de liberação: A articulação só age até um determinado deslocamento ou rotação. Em caso de ultrapassagem, uma ligação fixa ou encastramento torna-se efetiva.
- Rasgamento a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação só age até uma determinada força ou momento. Em caso de ultrapassagem, a articulação falha e deixa de transmitir o esforço interno.
- Fluência a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação só age até uma determinada força ou momento. Em caso de ultrapassagem, as deformações aumentam, mas não mais o esforço interno.
- Falha da mola: Em uma articulação com rigidez de mola, o componente da articulação não é efetivo.
A maioria dos tipos de articulação pode ser combinada com um 'Deslizamento', pelo qual a articulação só se torna efetiva após um determinado deslocamento ou rotação.
Diagrama
O Diagrama de um componente de 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 das abscissas dos deslocamentos ou rotações às forças ou momentos da articulação.
Se a ordem dos pontos de definição não estiver correta, você pode ordenar 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 só age até o valor máximo da força ou do momento. Em caso de ultrapassagem, estabelece-se o efeito pleno da articulação. Nenhum esforço interno é mais transmitido.
- Fluência: A articulação só é efetiva até o valor máximo da força ou do momento. Em caso de ultrapassagem, as deformações aumentam, mas não mais os esforços internos.
- Contínuo: Além da área 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. Em caso de ultrapassagem, o efeito da articulação é anulado e uma ligação fixa ou encastramento torna-se efetivo.
Atrito
Na lista 'Não linearidade', há 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 apenas 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
Propriedades plásticas de articulação são importantes para análises pushover. Na opção Plástico de um componente de articulação com efeito não linear, há 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"fluência' e 'δ / δfluência' ou 'φ / φfluência' os parâmetros das faixas plásticas. Com um valor de My / My,fluência de, por exemplo, 1.27, a seção começa a fluir a partir de uma ultrapassagem do momento plástico. Se 127% da capacidade de carga plástica forem ultrapassados, a barra falha.
Os esforços internos limites plásticos são determinados automaticamente a partir das propriedades da seção 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 fluência que devem ser válidos para a segurança do edifício. Esses são regulamentados, por exemplo, para componentes de aço na tabela 5-5 da norma ASCE FEMA 356 [1]. Assim, com um valor de φ / φfluência 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 surgem ao atingir o limite de fluência.
As faixas dos critérios de aceitação também são representadas no diagrama.
Em uma das duas opções plásticas da FEMA, os critérios de aceitação estão predefinidos de acordo com as especificações da norma americana. Você pode adaptá-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 regulamentados em [1] tabela 5-5.
No artigo especializado 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 de 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 tubo interior entre duas barras. O modelo substituto transmite — dependendo do estado de compressão na extremidade da barra — o momento fletor através do tubo exterior pressionado e, adicionalmente por contato de formas, através do 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.
