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2021-01-27

Consideración de imperfecciones en RFEM 5 y RSTAB 8

In der Welt der Bauingenieure sind Imperfektionen ein eindeutiger Begriff. Allgemein beschreiben Imperfektionen die Unvollkommenheit einer Struktur beziehungsweise die herstellungsbedingte Abweichung eines Bauteils von der idealen Form.

Las imperfecciones se utilizan frecuentemente en un cálculo cuando se necesita determinar el equilibrio de fuerzas de los componentes estructurales de un sistema deformado. Esto es un cálculo no lineal relacionado con la deformación mencionada del componente estructural que resulte de un incremento de los esfuerzos internos y deformaciones frente a un cálculo no lineal. No obstante, estos esfuerzos internos y deformaciones incrementados se pueden utilizar en muchos casos para obtener un cálculo del componente estructural considerablemente más eficiente comparado con un cálculo simple donde la imperfección del componente estructural se considera mediante factores de incremento.

Las normas de diseño, como EN 1993-1-1, permiten la simulación de imperfecciones por medio de cargas equivalentes. La magnitud de la carga equivalente se define por el esfuerzo axil actuante del componente estructural y su comportamiento al pandeo.

Para representar cualquier forma de imperfección tanto como sea posible, hay una imperfección de inclinación y una imperfección en contraflecha. La imperfección de inclinación simula un componente como inclinado en toda su longitud. La imperfección de contraflecha simula un elemento estructural como un arco.

Nuestros programas pueden simular estos tipos de imperfecciones mediante imperfecciones en barras. Las imperfecciones en barras se representan como una carga en el programa. Este atributo ayuda a agregar las imperfecciones en barras como un caso de carga para otras series de casos de cargas. Por lo tanto, tiene la posibilidad de comprobar diferentes geometrías de imperfección mediante diferentes series de casos de carga en un modelo computacional.

Ejemplo:

CC1 = Peso propio
CC2 = Sobrecarga de uso
CC3 = imperfección en la dirección X
CC4 = imperfección en dirección Y

CO1 = 1,35 ⋅ CC1 + 1,5 ⋅ CC2 + 1,0 ⋅ CC3 ... Combinación de carga con imperfección en X
CO2 = 1,35 ⋅ CC1 + 1,5 ⋅ CC2 + 1,0 ⋅ CC4 ... Combinación de carga con imperfección en Y

El programa determina entonces la fuerza axil para cada combinación por separado y la incluye en el cálculo de carga equivalente. Debido a que esta fuerza axil puede cambiar en las respectivas iteraciones debido al cálculo geométricamente no lineal, la fuerza axil para la carga equivalente de la imperfección se comprueba y, si es necesario, se modifica después de cada iteración. Para los componentes estructurales con una distribución de fuerzas axiles variables, se utiliza la media de fuerza axil para la carga de imperfección sobre la longitud de la barra.


Autor

El Sr. Niemeier es responsable del desarrollo de RFEM, RSTAB, RWIND Simulation y en el área de estructuras de membranas. También es responsable del aseguramiento de la calidad y la atención al cliente.

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