Vigas
Los elementos de viga pueden resistir cargas de flexión, cortantes y de torsión. El marco típico que se muestra a continuación está modelado con elementos de viga para transferir la carga a los soportes. El modelado de estos marcos con elementos de cabeza de armadura falla dado que no existe un mecanismo para transferir la carga horizontal aplicada a los soportes.
Los elementos de viga requieren la definición de la sección transversal exacta, de modo que el programa calcule los momentos de inercia, los ejes neutrales y las distancias desde el extremo de las fibras a los ejes neutrales. Las tensiones varían en el plano de la sección transversal y a lo largo de la viga.
Considere una viga 3D con un área de sección transversal (A) y la malla asociada. Los elementos de viga se muestran como cilindros huecos, independientemente de la forma de su sección transversal real.
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Geometría 3D
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Malla (cada cilindro hueco es un elemento)
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Ahora la siguiente ilustración muestra un segmento pequeño a lo largo del elemento de viga sujeto a fuerzas 2D simplificadas (fuerza axial P, fuerza cortante V y momento de flexión M):
En un caso general, 3 fuerzas y 3 momentos actúan en el segmento.
Tensión axial uniforme = P/A (similar a los elementos de cabeza de armadura)
Tensión cortante uniforme = V/A
El momento de flexión M origina una tensión de flexión que varía linealmente con la distancia vertical y desde el eje neutral.
Tensión de flexión (flexión en dirección y) = My/I
donde l es el momento de inercia alrededor del eje neutral.
La tensión de flexión es la más larga en las fibras del extremo. En este ejemplo, la compresión mayor se produce en la fibra superior y la tensión mayor, en las fibras inferiores del extremo.
Juntas
Una junta se identifica en los extremos libres de los miembros estructurales y en la intersección de dos o más miembros estructurales. El PropertyManager Editar junta proporciona una herramienta que le ayudará a definir las juntas correctamente. El programa crea un nodo en el centro de la sección transversal de cada miembro de junta. Debido al recorte y uso de diferentes secciones transversales para distintos miembros, es posible que los nodos de miembros asociados con una junta no coincidan. El programa crea elementos especiales cercanos a la junta para simular una conexión rígida basada en propiedades geométricas y de material.
Propiedades de material
Siempre se requieren el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson.
Sólo se requiere la densidad si se consideran las cargas gravitacionales.
Restricciones
Puede aplicar restricciones sólo a las juntas. Hay 6 grados de libertad de traslación en cada junta. Puede aplicar traslaciones y rotaciones prescritas de cero o distintas de cero.
Unión rígida
En un estudio con vigas, sólidos y superficies de vaciado, puede unir vigas y juntas de viga a caras de sólidos y vaciados.
La unión rígida entre miembros estructurales en contacto con una superficie o una chapa metálica también se crea automáticamente.
Rigidizadores de viga para superficies curvas
Puede unir vigas (rectas o curvas) que actúan como rigidizadores con superficies curvas de vaciado o sólidos de chapa metálica.
El software une automáticamente las vigas a superficies curvas que tienen geometrías en contacto o están situadas dentro de una distancia razonable. El programa utiliza tamaños de elementos de viga compatibles con los tamaños de malla de superficie. Esta operación está disponible para estudios estáticos, de frecuencia y de pandeo.
Cargas
Puede aplicar:
Fuerzas y momentos concentrados en juntas y puntos de referencia.
Cargas distribuidas a lo largo de toda la longitud de una viga.
Cargas gravitacionales. El programa calcula las fuerzas gravitacionales basándose en las aceleraciones y las densidades especificadas.
Mallado
Los miembros de vigas y cabezas de armadura aparecen como cilindros huecos, independientemente de la forma de su sección transversal real. Un miembro estructural se identifica automáticamente como una viga y se malla mediante un número de elementos uniformes, de modo que pueda verse la variación de la deformación y las tensiones a lo largo del miembro.
Los resultados de cada elemento se presentan en sus direcciones locales. No hay ningún promedio de tensiones para elementos de cabeza de armadura y viga. Puede ver tensiones axiales uniformes, torsionales, tensiones de flexión en dos direcciones ortogonales (dir 1 y dir 2) y las tensiones del peor caso en las fibras de los extremos, generadas por la combinación de tensiones axiales y de flexión.
Una sección de viga está sujeta a una fuerza axial P y a dos momentos M1 y M2, como puede verse a continuación. El momento M1 está alrededor del eje de dir 1 y el momento M2 está alrededor del eje de dir 2.
El software muestra las siguientes opciones para la visualización de tensiones:
Axial: Tensión axial uniforme = P/A
Pliegue en dir. local 1: Tensiones de flexión originadas por M2. Esto se llama Ms/Ss de pliegue en el nombre, título y leyenda del trazado.
Pliegue en dir. local 2: Tensión de flexión originada por M1. Esto se llama Mt/St de pliegue en el nombre, título y leyenda del trazado.
Haga clic aquí para ver información sobre direcciones de viga.
En general el software calcula cuatro valores de tensión en las fibras extremas de cada extremo. Al visualizar tensiones del peor caso, el software muestra un valor para cada elemento de viga. Este valor es el de mayor magnitud entre los ocho calculados para el segmento de viga. Estos valores son precisos para las secciones transversales de las vigas que son simétricas en dos direcciones. Para otros casos, estos valores son conservadores.