Um grau de liberdade é o número de movimentos possíveis de um sistema estrutural. Os graus de liberdade podem ser utilizados para descrever deslocamentos e rotações num ponto nodal. Assim, cada grau de liberdade permite um deslocamento ou uma rotação numa determinada direcção. Num cálculo MEF, os graus de liberdade também são quantidades desconhecidas nos pontos nodais que tem de ser determinados para resolver o sistema de equações.
apoio
Cada estrutura transfere as suas forças de cima para baixo para as fundações. As fundações são idealizadas como apoios na engenharia estrutural. Estes devem ser entendidos como graus de liberdade e, portanto, formam as condições de fronteira para uma estrutura. Isto significa que evitam o deslocamento ou a rotação numa determinada direção, para que não possa ocorrer deformação. Dependendo da definição, os apoios podem restringir determinados graus de liberdade.
Graus de liberdade para cálculos 2D e 3D
- Uma estrutura plana (2D) tem três possibilidades de movimento (graus de liberdade): um deslocamento na direção X horizontal, um deslocamento e na direção vertical Z, bem como uma rotação sobre o eixo global Y. Os graus de liberdade indisponíveis não podem ser selecionados no programa ou encontram-se esbatidos.
- Por outro lado, uma estrutura espacial (3D) tem seis possibilidades de movimento: três deslocamentos e três rotações, respectivamente nas direções X, Y e Z.
Apoios no RFEM e no RSTAB
Os apoios servem para transferir as cargas aplicadas no sistema estrutural para as fundações. Sem qualquer apoio, todos os nós seriam livres e poderiam ser deslocados ou rodados sem impedimentos. Se pretende que um nó atue como apoio, pelo menos um dos seus graus de liberdade tem de ser restringido ou bloqueado por uma mola. O nó deve, igualmente, fazer parte de uma superfície ou de uma barra. Também é necessário considerar as condições de fronteira das barras, de forma a excluir articulações duplas nos nós de apoio.
São necessários apoios nodais de forma a aplicar deformações impostas.
É possível providenciar apoios nodais com propriedades não lineares (critério de ruptura para forças de tracção e compressão, diagramas de trabalho e resistência).
A caixa de diálogo "Novo apoio nodal" contém botões para diferentes tipos de apoio, o que facilita a definição dos graus de liberdade. Têm as seguintes propriedades de apoio:
