Posibles causas de pérdida de cálculo por un sistema inestable

Una interrupción del cálculo debido a un sistema inestable puede tener diversas causas. Por un lado, puede indicar una verdadera inestabilidad debido a una sobrecarga del sistema, pero por otro lado, los errores de modelado también pueden ser responsables del mensaje de error. A continuación se presenta un posible procedimiento para encontrar la causa de la inestabilidad.

Primero, se debe verificar si el modelado del sistema es correcto. Una buena herramienta para encontrar problemas en el modelado son los controles del modelo (menú "Herramientas" → "Control del modelo").

1 Lista de errores de cálculo

Además, se puede calcular el modelo en un caso de carga según la teoría de primer orden bajo peso propio puro. Si se obtienen resultados posteriormente, la estructura es estable en términos de modelado. Si no es así, las causas más comunes se enumeran a continuación (ver también Video 1 en el área de Descargas):

• Faltan soportes o están mal definidos
• Las barras pueden girar sobre su propio eje porque falta un soporte adecuado
• Las barras no están conectadas entre sí ("Herramientas" → "Control del modelo")
• Los nodos aparentemente están en el mismo lugar, pero al examinarlos más detalladamente, se desvían mínimamente entre sí (causa común en la importación CAD, "Herramientas" → "Control del modelo")
• Las articulaciones de barras/articulaciones de líneas causan una "cadena de articulaciones"
• La estructura no está suficientemente arriostrada
• Elementos estructurales no lineales (por ejemplo, barras de tracción) fallan

Para el último punto, se muestra un ejemplo en la Imagen 02. Se trata de un marco articulado que es arriostrado por barras de tracción. Debido a los acortamientos de los montantes como resultado de las cargas verticales, las barras de tracción reciben pequeñas fuerzas de compresión en la primera iteración de cálculo. Se eliminan del sistema (ya que solo pueden soportar tracción). En la segunda iteración de cálculo, el modelo sin estas barras de tracción resulta inestable. Hay varias maneras de resolver este problema: puede aplicar una pretensión (carga de barra) a las barras de tracción para "eliminar" las pequeñas fuerzas de compresión, asignar una pequeña rigidez a las barras (ver Imagen 02), o permitir que las barras se eliminen una por una durante el cálculo (ver Imagen 02).

2 Parámetros de cálculo

Para obtener una representación gráfica de la causa de una inestabilidad, el módulo RF-STABIL (para RFEM 5) puede ser útil.

• Módulo adicional RF-STABILITY para RFEM 5

Con la opción "Determinar forma propia del modelo inestable, …" (ver Imagen 03) se pueden calcular sistemas inestables. En el gráfico, normalmente se puede identificar el componente que conduce a la inestabilidad.

3 Visualización gráfica de inestabilidades

Si los casos de carga y combinaciones de carga se pueden calcular según la teoría de primer orden y el cálculo solo falla al calcular según la teoría de segundo u tercer orden, entonces hay un problema de estabilidad (factor de carga crítica menor de 1,00). El factor de carga crítica indica con qué factor se debe multiplicar la carga para que el modelo se vuelva inestable bajo la carga correspondiente, por ejemplo, para pandeo. Se deduce: Un factor de carga crítica menor de 1,00 significa que el sistema es inestable. Para encontrar la "debilidad", se recomienda el siguiente procedimiento, que requiere el módulo RSKNICK (para RSTAB 8) o RF-STABIL (para RFEM 5) (vea también el Video 2 en el área de Descargas):

• Primero, se debe reducir la carga de la combinación de carga afectada hasta que la combinación de carga sea estable. Una herramienta útil aquí es el factor de carga en los parámetros de cálculo de la combinación de carga (ver también el Video 2 en el área de Descargas).
• Posteriormente, se puede calcular y representar gráficamente la figura de pandeo o de abolladura sobre la base de esta combinación de carga en el módulo RSKNICK o RF-STABIL. Mediante la representación gráfica se puede identificar la "debilidad" en el sistema y posteriormente optimizarla de manera específica.

• Módulo adicional RSBUCK para RSTAB 8
• Módulo adicional RF-STABILITY para RFEM 5