La rigidez inicial representa la pendiente de la curva carga-desplazamiento para una unión, indicando la capacidad de la conexión para resistir la deformación bajo cargas menores. Este parámetro es esencial para comprender la distribución de esfuerzos dentro de una estructura, su comportamiento bajo cargas de servicio y la estabilidad del sistema en general. Por lo tanto, el análisis de la rigidez inicial en uniones de acero es uno de los temas cruciales en la ingeniería estructural, principalmente para comprender el comportamiento de las conexiones bajo carga.
Muchas normas de diseño, incluido el Eurocódigo 3 (EN 1993-1-8) y AISC, describen las pautas para analizar la rigidez inicial de las uniones de acero. Las herramientas de análisis estructural también incorporan con frecuencia opciones para el modelado de la rigidez de las uniones. Los programas RFEM y RSTAB de Dlubal se encuentran entre las soluciones líderes que ofrecen características integrales de análisis de rigidez de uniones, lo que permite a los usuarios modelar conexiones y especificar propiedades de uniones que se integran perfectamente con el MEF. Esta capacidad admite una estimación precisa de la rigidez y mejora el realismo de los modelos estructurales.
En este contexto, el siguiente artículo aclara cómo se puede realizar el análisis de rigidez inicial en el complemento Uniones de acero de Dlubal utilizando la conexión de la placa frontal de un pilar y una viga continuos (como se muestra en la imagen 1) como ejemplo. La atención se centra en el cálculo de la rigidez al giro para momentos sobre el eje y. El artículo muestra cómo iniciar y realizar el análisis en el software, seguido de una breve discusión del concepto subyacente.
Análisis de rigidez inicial en el complemento Uniones de acero
El análisis de rigidez se ofrece como una característica de análisis adicional en el complemento Uniones de acero. Puede configurar la configuración del análisis aquí o, si se ha creado una configuración previamente, puede seleccionarla en el menú desplegable (Imagen 2). Tenga en cuenta que las configuraciones existentes también se pueden modificar en esta fase. Los parámetros de diseño disponibles para la configuración se muestran en la Imagen 3.
El análisis de rigidez inicial se puede realizar para las barras seleccionadas con respecto a los esfuerzos internos N,My y M z. Dentro de la pestaña Barras del cuadro de diálogo de entrada del complemento, puede seleccionar los esfuerzos internos deseados utilizando las casillas de verificación, con la posibilidad de elegir múltiples esfuerzos a la vez (Imagen 4). El análisis de rigidez se puede llevar a cabo para estos esfuerzos internos con valores tanto positivos como negativos.
Concepto detrás
El complemento Uniones de acero, como se describe anteriormente, permite el análisis de rigidez inicial en solo unos pocos pasos sencillos, proporcionando resultados de manera eficiente y rápida. Para aquellos interesados en la metodología detrás de esto, el enfoque se centra en analizar la deformación de la viga seleccionada en la unión mientras soporta rígidamente las otras vigas. Vale la pena señalar que, junto con el modelo de superficie, también se utiliza un modelo de barra correspondiente (Imagen 5). En ambos modelos, los extremos de la barra están totalmente apoyados; sin embargo, el modelo de barras usa barras análogas a aquellas en el submodelo de superficies y presenta conexiones rígidas entre ellas. Esta configuración compensa los efectos de la deformación, teniendo en cuenta de forma eficaz la propia flecha de la viga dentro de la unión.
