O assistente de combinações oferece a opção de considerar mais do que um estado inicial. O RFEM e o RSTAB permitem especificar diferentes estados iniciais (pré-esforço, determinação da forma, deformação etc.) para as combinações de destino nas combinações.
Pode, por exemplo, B. Gerar estados de carga com base numa análise form-finding com imperfeições variáveis.
No módulo "Ligações de aço", pode considerar o pré-esforço dos parafusos no cálculo para todos os componentes. O pré-esforço pode ser ativado facilmente através da caixa de seleção nos parâmetros dos parafusos e tem impacto na análise tensão-deformação e na análise da rigidez.
Os parafusos pré-esforçados são parafusos especiais utilizados em estruturas de aço para gerar uma força de aperto elevada entre os componentes estruturais ligados. Esta força de aperto provoca atrito entre os componentes estruturais, o que permite a transferência de forças.
Funcionalidade Os parafusos pré-esforçados são aplicados com um determinado binário, alongando-os e gerando uma força de tração. Esta força de tração é transferida para os componentes ligados e gera uma elevada força de aperto. A força de aperto evita que a ligação se solte e garante uma transmissão fiável da força.
Vantagens
Capacidade de carga elevada: os parafusos pré-esforçados permitem transferir forças elevadas.
Baixa deformação: minimizam a deformação da ligação.
Resistência à fadiga : são resistentes à fadiga.
Simplicidade de montagem: são relativamente fáceis de montar e desmontar.
Cálculo e dimensionamento O cálculo dos parafusos pré-esforçados é realizado no RFEM utilizando o modelo de análise EF gerado pelo módulo "Ligações de aço". Considera a força de aperto, o atrito entre os componentes estruturais, a resistência ao corte dos parafusos e a capacidade de carga dos componentes estruturais. O dimensionamento é realizado de acordo com DIN EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3) ou a norma dos EUA ANSI/AISC 360-16. O modelo de análise criado, incluindo os resultados, pode ser guardado e utilizado como um modelo independente do RFEM.
Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.
Sabe exatamente como é que o form-finding é realizado? Em primeiro lugar, o processo de determinação da forma dos casos de carga com a categoria de casos de carga "Pré-esforço" desloca a geometria da malha inicial para uma posição de equilíbrio ideal através de ciclos de cálculo iterativos. Para esta tarefa, o programa utiliza o método da Updated Reference Strategy (URS) do Prof. Bletzinger e do Prof. Ramm. Esta tecnologia é caracterizada por formas de equilíbrio que, após o cálculo, cumprem quase exatamente as condições de fronteira de determinação da forma inicialmente especificadas (flecha, força e pré-esforço).
Além da descrição pura das forças ou flechas esperadas nos elementos a serem formados, a abordagem integral do URS também permite uma consideração de forças regulares. No processo global, isso permite, por exemplo, uma descrição do peso próprio ou uma pressão pneumática por meio de cargas de elemento correspondentes.
Todas estas opções dão ao núcleo de cálculo o potencial para calcular formas anticlásticas e sinclásticas que estejam em equilíbrio de forças para geometrias planas ou de rotação simétrica. Para poder implementar individualmente ou conjuntamente os dois tipos de forma realista num ambiente, o cálculo oferece duas opções para descrever os vetores de força de determinação da forma:
Método de tração – descrição dos vetores de força de determinação da forma no espaço para geometrias planas
Método de projeção – descrição dos vetores de força de determinação da forma num plano de projeção com fixação da posição horizontal para geometrias cónicas
O processo de determinação da forma gera um modelo estrutural com forças ativas no "caso de carga de pré-esforço". Este caso de carga mostra o deslocamento a partir da posição de entrada inicial para a geometria determinada nos resultados da deformação. Nos resultados baseados na força ou tensão (esforços internos da barra e da superfície, tensões de volume, pressões do gás etc.), é definido o estado para a manutenção da forma encontrada. Para a análise da geometria da forma, o programa oferece um gráfico de linhas de contorno bidimensional com saída da altura absoluta e um gráfico de inclinação para a visualização da situação de declive.
Agora, vamos ao cálculo e à análise estática do modelo global. Para isso, o programa transfere a geometria encontrada, incluindo as expansões elemento a elemento, para um estado inicial universalmente aplicável. Agora, pode utilizá-la nos casos de carga e nas combinações de carga.
Consideração automática de massas a partir do peso próprio
Importação direta de massas de casos de carga ou combinações de carga
Definição opcional de massas adicionais (massas de nós, linhas e superfícies, assim como massas de inércia) diretamente nos casos de carga
Negligência opcional de massas (por exemplo, massa de fundações)
Combinação de massas em diferentes casos de carga e combinações de carga
Coeficientes de combinação predefinidos para várias normas (EC 8, SIA 261, ASCE 7,…)
Importação opcional de estados iniciais (por exemplo, para consideração de pré-esforço e imperfeição)
Modificação estrutural
Consideração de apoios ou barras/superfícies/sólidos com falha
Definição de várias análises modais (por exemplo, para analisar diferentes alterações de massas ou rigidezes)
Seleção do tipo de matriz de massa (matriz diagonal, matriz consistente, matriz de unidade), incluindo a especificação definida pelo utilizador dos graus de liberdade de translação e rotação
Métodos para determinar o número de formas próprias (definido pelo utilizador, automático – para atingir os fatores de massa modal efetivos, automático – para atingir a frequência natural máxima – apenas disponível no RSTAB)
Determinação de formas próprias e massas em nós ou pontos da malha de EF
Saída de valores próprios, frequência angular, frequência natural e período natural
Saída de massas modais, massas modais efetivas, fatores de massa modal e fatores de participação
Saída tabular e gráfica de massas em pontos da malha
Visualização e animação de formas próprias
Opções de escala diferentes para formas próprias
Documentação de resultados numéricos e gráficos no relatório de impressão
A função de form-finding é ativada na caixa de diálogo "Dados gerais", no separador "Opções". Os pré-esforços (ou restrições geométricas para barras) podem ser definidos nos parâmetros para superfícies e barras. O processo de form-fending é considerado através do cálculo de um caso RF-FORM-FINDING.
Passos da sequência de trabalho:
Criação de um modelo no RFEM (superfícies, vigas, cabos, apoios, definição de material, etc.)
Definição de pré-esforço necessário para membranas e força ou comprimento/flecha de barras (por exemplo, cabos)
Consideração opcional de outras cargas para o processo de form-finding em casos de cargas especiais de form-finding (peso próprio, pressão, peso de nó em aço etc.)
Definição de cargas e combinações de cargas para posteriores análises estruturais
Após iniciar o cálculo, o programa efetua uma determinação da forma na estrutura completa. O cálculo considera a interação entre os elementos da forma determinada (membranas, cabos etc.) e a estrutura de apoio.
Este processo é realizado iterativamente como uma análise não linear especial, inspirado no sistema URS (Updated Reference Strategy) do Prof. Bletzinger/Prof. Ramm. Esta tecnologia caracteriza-se por as formas em equilíbrio serem obtidas considerando o pré-esforço predefinido.
Além disso, este método permite considerar cargas individuais, tais como peso próprio ou pressão interna de estruturas pneumáticas na realização do processo de determinação da forma. O pré-esforço para superfícies (por exemplo, membranas) pode ser definido através de dois métodos diferentes:
Método padrão – prescrição de pré-esforço necessário numa superfície
Método de projeção – prescrição de pré-esforço necessário na projeção de uma superfície, estabilização em especial para formas cónicas
Em primeiro lugar, seleciona-se um caso de carga ou uma combinação de cargas, cujos esforços axiais devem ser utilizados para o cálculo da estabilidade. É possível definir outro caso de carga para, por exemplo, Por exemplo, tem de considerar um pré-esforço inicial.
De seguida, é decidido se a análise deve ser linear ou não linear. Dependendo do caso de aplicação, é possível utilizar um método de cálculo direto, por exemplo, de acordo com Lanczos ou o método de iteração ICG. As barras que não estão integradas em superfícies, por norma, são representadas como elementos de barras com dois nós de EF. Com tais elementos, não seria possível considerar a encurvadura local de uma barra individual, por isso, existe a possibilidade de dividir automaticamente este tipo de barras.
Se introduzir um caso de carga ou uma combinação de cargas no programa, o cálculo de estabilidade é ativado. Pode definir outro caso de carga, por exemplo, para considerar um pré-esforço inicial.
De seguida, é necessário especificar se a análise deve ser linear ou não linear. Dependendo do caso de aplicação, pode escolher um método de cálculo direto, por exemplo, o método de Lanczos ou o método de iteração ICG. As barras que não estão integradas em superfícies, por norma, são representadas como elementos de barras com dois nós de EF. Com tais elementos, o programa não consegue considerar a encurvadura local de uma barra individual, Por isso, existe a possibilidade de dividir automaticamente este tipo de barras.
A secção pode ser modelada livremente através de superfícies limitadas por linhas poligonais, incluindo aberturas e áreas de pontos (armaduras). Em alternativa, pode ser utilizada a interface DXF para importar a geometria. Uma biblioteca de materiais extensa facilita a modelação de secções mistas.
Através da definição de diâmetros limite e prioridades, abre-se a possibilidade de dispensas de armadura. Adicionalmente, podem ser considerados os respetivos recobrimentos de betão e pré-esforço.