Respuesta:
Puede haber varias razones para que se interrumpa el cálculo debido aun sistema estructural inestable. Por un lado, puede indicar una inestabilidad "real" debido a la sobrecarga del sistema estructural, pero por otro lado, las inexactitudes del modelado también pueden ser responsables de este mensaje de error. A continuación, puede encontrar procedimientos posibles para encontrar la causa de la inestabilidad.
1. Comprobación del modelo
Primero, debe comprobar si el sistema estructural es correcto en términos del modelado. Se recomienda utilizar las herramientas de la comprobación del modelo proporcionadas por RFEM/RSTAB (Herramientas → Comprobación del modelo). Por ejemplo, estas opciones le permiten encontrar nudos idénticos y barras superpuestas, por lo que puede eliminarlas, si es necesario.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Además, la estructura sujeta a cargas de peso propio puras se pueden calcular en un caso de carga según el análisis geométricamente lineal, por ejemplo. Si se muestran los resultados, la estructura es estable con respecto al modelado. Si este no es el caso, las causas más comunes se enumeran a continuación (ver también el vídeo "Comprobación del modelo" en "Descargas"):
Definición incorrecta de apoyos / falta de apoyos
Esto puede conllevar a inestabilidades ya que la estructura no se encuentra apoyada en todas las direcciones. Por lo tanto, las condiciones de los apoyos deben estar en equilibrio con el sistema estructural, así como con las condiciones de contorno externas. Los sistemas estáticamente indeterminados también pueden conducir a interrupciones del cálculo debido a la falta de condiciones de contorno.
Torsión de las barras sobre su propio eje
Si las barras giran sobre su propio eje, lo que es que una barra no está apoyada sobre su propio eje, puede conllevar a inestabilidades. A menudo esto se debe a la configuración de las articulaciones de la barra. Así, puede que las articulaciones de torsión se hayan introducido en ambos nudos del inicio y del final. Sin embargo, debe prestar atención a la advertencia que aparece cuando se inicia el cálculo.
Falta de conexión de las barras
Especialmente en el caso de modelos grandes y complejos, rápidamente puede que algunas barras no estén conectadas entre sí, y de esta forma "flotan en el aire". Además, si se olvida de las barras de cruce que deben intersecar una con la otra, también puede conllevar a inestabilidades. Una solución proporciona la comprobación del modelo de "Barras de cruce no conectadas", que busca las barras que se cruzan pero que no tienen un nudo en común en el punto de intersección.
Sin un nudo común
Los nudos se encuentran aparentemente en la misma ubicación, pero al inspeccionar más en detalle, se desvían ligeramente uno del otro. Esto a menudo se debe a las importaciones desde CAD, y puede corregirlo utilizando la comprobación del modelo.
Formación de cadena de articulaciones
Demasiadas articulaciones de barra en un nudo pueden causar una cadena de articulaciones, que puede llevar a una interrupción del cálculo. Para cada nudo, sólo puede definir n-1 articulaciones con el mismo grado de libertad respecto al sistema global de coordenadas, donde "n" es el número de barras conectadas. Lo mismo se aplica a las liberaciones de línea.
2. Comprobación de la rigidez
Si falta la rigidez, también puede llevar a que se interrumpa el cálculo debido a las inestabilidades. Por lo tanto, siempre debe comprobar si la estructura es lo suficientemente rígida en todas las direcciones.
3. Problemas numéricos
Un ejemplo de esto se muestra en la figura 08. Es una estructura o pórtico articulado que está rigidizado por las barras de tracción. Debido a las contracciones de los pilares debido a las cargas verticales, las barras de tracción reciben esfuerzos de compresión pequeños en el primer paso del cálculo. Se eliminan de la estructura (ya que sólo se pueden absorber las tracciones). En un segundo paso de cálculo, el modelo sin esas barras de tracción es inestable. Hay varias formas de resolver este problema. Puede aplicar un pretensado (carga en barras) en las barras de tracción para "eliminar" los esfuerzos de compresión pequeños, asignar una rigidez pequeña a las barras o eliminar las barras una a una en el cálculo (ver figura 08).
4. Detectar causas de inestabilidades
Verificación automática del modelo con visualización gráfica de resultados
Um eine grafische Darstellung der Ursache einer Instabilität zu erhalten, kann das Modul RF-STABIL (für RFEM 5) bzw. das Add-On Strukturstabilität (für RFEM 6) weiterhelfen. Mit der Option "Eigenform des instabilen Modells ermitteln" (siehe Bild 09) bzw. "Berechnen ohne Belastung für Instabilitätsnachweis durch Eigenform" lassen sich vermeintlich instabile Systeme berechnen. El análisis del valor propio se lleva a cabo en base a los datos estructurales de forma que la inestabilidad del componente estructural afectado se muestra gráficamente como resultado.
Problema de la carga crítica
Si los casos o combinaciones de carga se calculan según el análisis geométricamente lineal, y el cálculo sólo se interrumpe como con el análisis de segundo orden, hay un problema de estabilidad (factor de carga crítica menor que 1,00). El factor de carga crítica indica qué coeficiente se debe usar para multiplicar la carga de forma que el modelo sujeto a una carga específica se vuelve inestable (por ejemplo, pandeo). Por lo tanto: El factor de carga crítica menor que 1,00 quiere decir que el sistema es inestable. Sólo el factor de carga crítica positivo mayor que 1,00 permite afirmar que la carga debido a los esfuerzos axiles especificados multiplicados por este factor conlleva a un fallo por pandeo de una estructura estable. Um die "Schwachstelle" ausfindig machen zu können, empfiehlt sich folgende Vorgehensweise, welche das Modul RSKNICK (RSTAB 8) oder RF-STABIL (RFEM 5) bzw. das Add-On Strukturstabilität (RFEM 6 / RSTAB 9) voraussetzt (siehe auch Video "Verzweigungsproblem" im Bereich "Downloads).
Primero, es necesario reducir la carga de la combinación de cargas afectada hasta que la misma se estabilice. El factor de carga en los parámetros de cálculo de la combinación de cargas puede ser útil. Dies entspricht auch einer manuellen Ermittlung des Verzweigungslastfaktors, falls die oben genannten Module bzw. Add-Ons nicht zur Verfügung stehen. Bei rein linearen Strukturelementen kann es bereits ausreichen, die Lastkombination nach Theorie I. Ordnung zu berechnen und diese im Zusatzmodul direkt zu berechnen bzw. die Verzweigungslast mit dem Add-On ermitteln zu lassen. Anhand der grafischen Knick- oder Beulfigur dieser Lastkombination können Sie möglicherweise die "Schwachstelle" im System ausfindig ausmachen und Abhilfemaßnahmen ergreifen. Damit neben den globalen Eigenformen auch die lokalen Versagensformen der Stäbe erfasst werden, sollten Sie im Modul RF-STABIL (RFEM 5) die Stabteilung aktivieren bzw. im Modul RSKNICK (RSTAB 8) die Teilung für Fachwerkstäbe auf mindestens "2" setzen. Für das Add-On Strukturstabilität (RFEM 6 / RSTAB 9) sollten Sie überprüfen, ob die Stabteilungen für Stäbe aktiviert sind.
Siehe Links unter diesen FAQ.
