Uma configuração de análise estática ( SA ) especifica as regras segundo as quais os casos de carga e as combinações de carga são calculados. Estão predefinidos três tipos de análise padrão.
Base
O separador Geral gere as configurações para a análise estrutural e os parâmetros de cálculo fundamental.
Tipo de análise
Esta secção de diálogo controla a teoria do cálculo de acordo com que casos de carga e combinações de carga são analisados. Na lista "Tipo de análise", estão disponíveis três abordagens para seleção.
Geométrica linear
Quando o cálculo de acordo com a análise geométrica linear (primeira ordem), o equilíbrio é analisado num sistema estrutural não deformado. É realizada uma análise linear porque as deformações dos componentes não são incluídas no cálculo.
Os casos de carga são calculados de acordo com a análise geometricamente linear por defeito.
Segunda ordem (P-Δ)
Na análise "estrutural" de segunda ordem, o equilíbrio é determinado num sistema estrutural deformado. As deformações são assumidas como sendo pequenas. As forças axiais no sistema tem um impacto no aumento dos momentos de flexão. Assim, esta análise entra em efeito quando as forças axiais são significativamente maiores do que as forças de corte.
As combinações de carga são calculadas de forma não linear por defeito, de acordo com a análise de segunda ordem.
Análise de grandes deformações
A análise de grandes deformações (análise de terceira ordem ou teoria das grandes deformações) considera as forças longitudinais e transversais no cálculo. A matriz de rigidez do sistema deformado é criado após cada passo de iteração. As cargas mantém a sua direção de ação definida originalmente quando as barras são rodadas.
Se o modelo inclui barras de cabo, o cálculo de acordo com a análise de grandes deformações encontra-se pré-definido.
Método iterativo para análise não linear
Para resolver o sistema de equações algébrico não linear de acordo com a análise de segunda e de grandes deformações, utilizando o método Newton-Raphson.
Newton-Raphson
O sistema de equações não linear é resolvido numericamente através de aproximações iterativas com tangentes. A matriz de rigidez tangencial é determinada como função do actual estado de deformação; é invertido em cada ciclo de iterações. Na maioria dos casos, é alcançada uma convergência rápida (quadrática).
Newton-Raphson com análise pós-crítica
Para resolver problemas de análise pós crítica de acordo com a análise de grandes deformações, tem de ser ultrapassada uma determinada instabilidade. Se está disponível uma instabilidade e a matriz de rigidez não pode ser invertida, é utilizada a matriz de rigidez do último passo de iteração estável. Esta matriz é utilizada para outros cálculos até o intervalo de estabilidade ser atingido.
Controlos para análise não linear
O "Número máximo de iterações" define o maior número de ciclos de cálculo para uma análise de acordo com a análise de segunda ou análise de grandes deformações, bem como para objectos que actuam de forma não linear. Quando o cálculo atinge o limite sem atingir um equilíbrio, aparece a correspondente mensagem. De seguida, pode decidir se pretende que os resultados sejam apresentados.
O "Número de incrementos de carga" é relevante para os cálculos de acordo com a análise de segunda ou análise de grandes deformações. Encontrar um equilibrio é muitas vezes dificultado quando são consideradas grandes deformações. As instabilidades podem ser evitadas através da aplicação de cargas em vários passos. Por exemplo, se especificar dois incrementos de carga, metade da carga é aplicada na primeira etapa. As iterações são realizadas até que seja encontrado um equilíbrio. De seguida, no segundo passo, é aplicado um carregamento completo ao sistema já deformado e as iterações serão executadas novamente até ser alcançado o equilíbrio.
Opções I
Nesta secção de diálogo, pode ativar várias "configuração especial" para manipular cálculos de acordo com a análise de segunda ordem, ou análise de grandes deformações.
Modificar precisão padrão e configurações de tolerância
Se a caixa de seleção "Modificar precisão padrão e configuração de tolerância" for selecionada, o separador {%>
Ignorar todas as não linearidades
Com a caixa de seleção "Ignorar todas as não linearidades", pode desativar as propriedades não lineares dos elementos para o cálculo. As barras de tração, por exemplo, permanecem no modelo sempre que ocorrem forças de compressão. No entanto, deve suprimir as propriedades não lineares apenas para fins de teste; por exemplo, para encontrar a causa de uma instabilidade. Critérios de rotura definidos incorretamente são por vezes responsáveis pela interrupção do cálculo.
Opções II
Modificar o carregamento através do fator de multiplicação
Após assinalar a caixa de selecção, pode definir um fator k pelo qual todas as cargas devem ser multiplicadas.
As normas mais antigas exigem a multiplicação das cargas globalmente por um determinado factor de forma a aumentar os efeitos de acordo com a análise de segunda ordem para as verificações de estabilidade. Por outro lado, o dimensionamento tem de ser realizado com as cargas caracteristicas. Ambos os requisitos podem ser cumpridos através da introdução de um fator superior a 1 e da ativação da caixa de seleção "Dividir resultados por fator de carga".
Para análises de acordo com as normas actuais, o carregamento não deve ser editado através de factores. Em vez disso, os coeficientes parciais de segurança e os coeficientes de combinação devem ser considerados para a sobreposição nas situações de dimensionamento.
Considerar efeito favorável devido à tração em barras
As forças de tracção tem um efeito favorável sobre os sistemas estruturais pré-deformados. Assim, a deformação é reduzida e a estrutura é estabilizada. Geralmente, beneficiamos deste efeito nos cálculos de acordo com a análise de segunda ordem e das grandes deformações; por exemplo, para pavilhões com contraventamentos ou estruturas sujeitas a flexão. Mas relembre-se que um relaxamento devido aos efeitos da força de tração para vigas treliçadas inferiores (vigas com tirantes de apoio ou cabos) podem resultar numa redução inadvertida das deformações e forças internas.
Deslocamentos devido a carga de barra do tipo "Pressão interna do tubo"
A caixa de selecção é relevante para a carga da barra chamada pressão interna do tubo. O efeito de Bourdon descreve o esforço de um tubo curvado sob a influencia da pressão. Tanto as tensões do perímetro como as tensões axiais causadas pela carga de pressão interna levam a uma extensão longitudinal do tubo, considerando a resistência do material e a extensão transversal.
Veja este Artigo técnico que descreve um exemplo de como a pressão interna dos tubos é calculada.
Guardar os resultados de todos os incrementos de carga
Se o carregamento é aplicado de forma incremental (ver {%>
Configuração básica
O separador Configuração básica gere as especificações básicas para o cálculo.
Relação da carga permanente
A caixa de selecção "Determinar para combinações de carga" oferece a possibilidade de determinar a relação de uma carga permanente numa combinação de cargas. Seleccione a combinação de cargas na lista, ou crie uma nova combinação de cargas com o botão
. De seguida, na lista "Comparar valor resultante", pode definir as relações que têm um efeito estático ou variável.
A relação da carga permanente pode ser considerada em conformidade com as normas no dimensionamento.
Configuração do método iterativo
As caixas de seleção nesta secção de diálogo são importantes para a análise "Segunda ordem (P-Δ)".
Relacionar esforços internos para a estrutura deformada
As forças internas das barras são geralmente apresentadas em relação à posição modificada do sistema de coordenadas da barra que está presente no sistema deformado. Se pretende que a saída se refira ao sistema inicial não deformado, pode definir as forças internas e momentos da barra relevantes desactivando as correspondentes caixas de selecção.
Conversão de massa em carga
As cargas podem ser definidas não apenas como forças e momentos, mas também na forma de massas. No entanto, as massas não têm efeito na análise estrutural. Se pretende considerá-las, selecione a caixa de seleção "Massa ativa". De seguida, introduza o "Fator na direção" para descrever o efeito da massa. Assim, as massas são convertidas em forças antes do cálculo iniciar e incluídas na determinação dos esforços internos e momentos.
Utilize o botão
para alternar entre a introdução do fator de massa e a introdução direta da aceleração. O nome dos campos de entrada é ajustado em conformidade.
Precisão e tolerãncia
O separador Precisão e tolerância permite-lhe influenciar os parâmetros de convergência do cálculo. No entanto, apenas deve alterar as definições padrão em casos excecionais.
Precisão do critério de convergência do cálculo não linear
Se estão a actuar efeitos não lineares, ou se as análises de segunda ou é realizada uma análise de grandes deformações, o cálculo pode ser influenciado por critérios de convergência.
A alteração das forças axiais das duas últimas iterações é comparada barra a barra. Assim que a alteração atinge uma fracção específica da força axial máxima, o cálculo pára. No entanto, pode acontecer durante as iterações que as forças axiais oscilam entre dois valores. Pode evitar este efeito de pêndulo ajustando a "sensibilidade".
A precisão também afecta o critério de convergência para as alterações da deformação nos cálculos realizados de acordo com a análise das grandes deformações, onde são consideradas as não linearidades da geometria. O valor pré-definido é 1.00. O factor mínimo é de 0.01, o valor máximo é 100.0. Quanto menor é o valor, mais perto deve estar o termo de convergência do termo de comparação. A precisão dos resultados é aumentada em conformidade.