Midas Civil.pdf

�� ������� �� ����������� �������

1 El

modelo

computacional

de

diseño

en

el

programa

MIDAS/Civil

1.1 El modelo computacional de diseño El modelo de cálculo contiene elementos de diseño, los nodos (conexiones), y condiciones de contorno. Diseñado para el análisis numérico de las estructuras representada por un conjunto de elementos finitos de interconexión en los puntos nodales - los nodos. Propiedades físicas y geométricas de un diseño que introducen en el cálculo en forma de datos de elementos finitos, y la posición de los nodos determina la ubicación de los elementos finitos y por lo tanto refleja la configuración del diseño. Las condiciones de contorno reflejar la naturaleza de la estructura de la relación con las estructuras adyacentes, como la base o fundamento. Cálculo de la construcción se reduce a resolver el problema de la simulación numérica de la estructura. Simulación numérica permite a los profesionales de los ingenieros de diseño estudiar el comportamiento de estructuras sometidas al azar probabilidades de influencias ambientales. Para obtener resultados fiables del cálculo de estructuras, sobre todo, es necesario contar con las condiciones ambientales bien definidas y las propiedades del diseño. Las condiciones extremas de carga de diseño puede ser especificado en las normas de construcción y las normas u obtenidos como resultado de la investigación estadística. Propiedades de diseño afectan de manera significativa su comportamiento, lo que los resultados dependen en gran medida las técnicas de modelado y los tipos de elementos finitos utilizado para crear un modelo computacional de diseño. Elementos finitos deben ser elegidos cuidadosamente, de

modo que reflejen las propiedades reales y por lo tanto el comportamiento de las estructuras con la mayor exactitud posible. Esto requiere la comprensión de las propiedades de rigidez de los elementos finitos y la compatibilidad de sus propiedades rigidez de la estructura. Sin embargo, el modelo computacional no es siempre fácil ya veces n o es eficaz para tratar de reflejar con precisión todas las propiedades de rigidez y las propiedades de la estructura del material. Realista diseños a menudo tienen formas complejas, como se usa en los materiales de construcción a menudo presentan una amplia gama de propiedades. Ingeniero-estimador puede simplificar o personalizar el modelo estima que la medida de lo posible en no apartarse de los efectos del cálculo. Por ejemplo, el ingeniero puede encontrar el uso de elementos de viga para el cálculo de los muros de cortante de funcionamiento más eficaz que el uso de elementos planos (elementos de las placas o elementos en un estado de tensión plana). En la práctica, la simulación por el grupo especial compuesta por muros o elementos de viga de ������ �

ancho de columna en lugar de un elemento plano conduce a resultados coherentes con la realidad, si la pared es mayor que su anchura no inferior a cinco veces. En el diseño de estructuras civiles, como puentes que se extiende el modelo desde la perspectiva del tiempo de cálculo y utilizar los resultados de los cálculos para el diseño de prácticas más eficientes para el diseño de modelado de elementos lineales (elementos de la armadura, elementos de viga, etc), en lugar de utilizar elementos planos (elementos placas o elementos en un estado de tensión plana). El modelo de cálculo de la construcción se simplifica considerablemente si el cálculo de las fuerzas de corte en el modelo utilizado diafragma rígido. En este caso, cuando la construcción del modelo asegurando unas restricciones geométricas puede prescindir de modelado de superposición de elementos finitos. Elementos finitos matemáticamente idealizar las características estructurales de los elementos que conforman el diseño. Los límites y la

combinación de los elementos simular las propiedades de los elementos relacionados con los grados de libertad nodales. Sin embargo, los elementos finitos no pueden reflejar completamente las características estructurales de todos los elementos del diseño en todas las circunstancias de su trabajo. Cómo seleccionar correctamente y con seguridad los elementos para crear un modelo de estructura sólo aparece como resultado de un estudio exhaustivo de las características de los elementos.

1.2 Sistema de coordenadas Programa MIDAS/Civil   establece la oportunidad de utilizar para el trabajo las siguientes coordenadas: El sistema de coordenadas global (Global Sistema de Coordenadas - GCS) Coordinar los elementos del sistema (elemento del Sistema de Coordenadas - ECS) El sistema de coordenadas local en el nodo (nodo local del sistema de coordenadas - NCS) Sistema de Posicionamiento Global coordenadas de GCS (Global sistema de coordenadas) un sistema de coordenadas cartesianas derecho cuyos ejes se denotan por letras mayúsculas X, Y, Z. La coordenada GCS sistema se utiliza para proporcionar información en los nodos para representar a la mayoría de los datos de entrada asociada a los nodos, y todos los nodos de los resultados, como los desplazamientos nodales y la reacción. En el sistema GCS se da geometría de las estructuras analizadas, mientras que el programa automáticamente tienen un punto de referencia (el origen) en la posición X = 0, Y = 0 y Z = 0. Dado que el programa está en pantalla eje MIDAS / Civil Z en la dirección vertical, en dirección vertical adoptada diseño combinado con el eje de la coordenada Z mundial GCS sistema. ������ �

El sistema de coordenadas elemento ECS (sistema de coordenadas del elemento) - un sistema adecuado de coordenadas cartesianas para describir los ejes de los que utiliza letras minúsculas x, y, z. En un elemento del sistema de coordenadas local se presentan los resultados del cálculo, tales como las fuerzas y esfuerzos en los elementos, así como la mayoría de los datos de entrada asociada a los elementos. El sistema de coordenadas local en el nodo se utiliza para representar datos de entrada relacionados con la pregunta en los ganglios de condiciones de contorno, como los ganglios, los apoyos nodales elástica y el desplazamiento nodal se especifica en la coordenada del sistema especial, que no coincide con las coordenadas globales GCS sistema. La coordenada NCS sistema también se utiliza para obtener los componentes de las reacciones en un sistema de coordenadas arbitrarias. El sistema de coordenadas local en el nodo de la SAE (Sistema de Coordenadas del nodo local) - un sistema adecuado de coordenadas cartesianas para describir los ejes de los que utiliza letras minúsculas x, y, z.

Figura.1.1 Sistema de Posicionamiento Global Global coordenadas coordenadas y las coordenadas del nodo

1.3 Tipos de Elementos y disposiciones básicas del cálculo Elementos de la biblioteca del programa MIDAS / Civil incluye los siguientes elementos: Braguero Elementos de trabajo sólo en la tensión, incluyendo inclu yendo el gancho tipo de elemento ������ �

Elementos de los filamentos flexibles El elemento que que sólo funciona en en compresión, incluyendo brecha un elemento de tipo haz Elemento o elementos de haz cónico El elemento de dos dimensiones en tensión plana Paneles de control El elemento de dos dimensiones en un plano cepa elemento de simetría axial de dos dimensiones Tomo elemento Los datos sobre los tipos ti pos de elementos, datos sobre las propiedades de los l os elementos materiales e información sobre la rigidez de los elementos forman un conjunto de datos que debe introducir al especificar los elementos finitos. La determinación de la ubicación, tipo y tamaño de los elementos para completar su colección, elementos de enlace.

1.3.1 1.3.1.1

Elemento de la finca Prólogo

Armazones - un elemento lineal de un eje de una estructura de tres dimensiones con dos nodos que operan en tensión y compresión. El elemento se utiliza principalmente para el modelado de cerchas tridimensionales y las relaciones diagonales. Elemento sólo sufre una deformación axial. 1.3.1.2

Grados de libertad del elemento y ECS

Todos los componentes de las fuerzas y tensiones se expresan en términos de proyecciones sobre el eje de la CE. La coordenada ECS sistema plenamente explotados principalmente para el trabajo de corte y la rigidez a la flexión de los elementos de viga. Los elementos esenciales para tener sólo la rigidez axial, tales como elementos de la granja y los elementos de trabajo sólo en la compresión o la tensión sólo, sólo es el eje x de la ECS de sistema local. Los ejes de coordenadas y, z del sistema ECS sólo se requiere para la orientación de las secciones transversales elementos de armadura en la gráfica.

������ �

Para establecer la orientación de cada sección transversal del programa MIDAS / Civil utiliza, de conformidad con los acuerdos, el ángulo beta ( β). ángulo beta define la posición de los ejes de coordenadas del sistema ECS en la GCS sistema global. En todos los elementos lineales del eje x de la CE se ha iniciado en el nodo N1 y N2 pasa por el nodo (Fig. 1,2 y 1,3). El eje z de la CE se define como el eje paralelo a la dirección del "yo" en la sección transversal del elemento (fig. 1,44). En este caso, el eje es el eje de máxima rigidez. En la construcción de los ejes utilizados por el imperio de la hélice derecha. Si el eje X en el paralelo elemento ECS línea con el eje Z del sistema mundial de GCS, el ángulo beta se define como el ángulo formado por los ejes X del sistema mundial de GCS y el eje z de la CE del sistema ECS eje x se convierte en el eje de rotación para determinar el ángulo con la regla de tornillo de la derecha. Si el eje x de la CE no es paralela al eje Z del sistema mundial de GCS, el ángulo beta se define como un ángulo recto con el plano xz de la CE en el eje de la coordenada Z mundial GCS sistema.

X ': eje que pasa por el nodo N1 mundial a lo largo del eje X Y ': eje que pasa por el nodo N1 paralelo al eje global Z ': eje que pasa por el nodo N1 mundial a lo largo del eje Z (a) El caso de elementos verticales (eje X es paralelo al sistema local de ECS mundial eje Z)

(B) El caso de elementos horizontales o diagonales

������ �

(Eje X de la CE no es paralela a lo global eje Z) Figura 1.2 Regla de signos para un ángulo beta

1.3.1.3

Los elementos para la función

Crear Elementos (nuevo elemento) Material (Material) - propiedades del material Sección (sección) - propiedades de la sección transversal Pretensión cargas (carga de pre-estirado). 1.3.1.4

Retirada de las fuerzas en el elemento

Regla marcas para los esfuerzos en la armadura mostrada en la figura. 1.3. Las flechas indican positivo (+) de dirección. Las flechas indican positivo (+) de dirección de los esfuerzos en el elemento.

Figura. 1.3 La coordenada ECS sistema de granjas de elementos y regla de los signos para las fuerzas (o esfuerzos) en el elemento de

������ �

Figura. 1.4 Ejemplo de las fuerzas de la salida impresa y s ubraya en la armadura

1.3.2 1.3.2.1

Elemento que sólo funciona en tensión Prefacio

Funciona sólo en el elemento de tensión de la línea de la estructura espacial está determinada por los dos ejércitos. El elemento se utiliza principalmente para la modelización de los vínculos de viento y los compuestos del gancho. Esta partida está experimentando sólo la deformación axial. Soporta dos tipos de elementos de trabajo sólo en la tensión: Farm - finca parte, cruce únicamente la tracción axial Hook - un elemento de conexión de tipo gancho tiene un aclaramiento inicial dada. Rigidez elemento tipo gancho visto después en tensión axial, esta brecha será seleccionado.

������ �

(a) Elemento tipo de Fermat (b) Elemento tipo gancho Figura. 1.5 Plan de elementos de trabajo sólo en la tensión 1

1.3.2.2

Grados de libertad y el elemento de la coordenada del sistema ECS

Grados de libertad del elemento y coordinar ECS sistema de elementos de trabajo sólo en la tensión, como en un elemento de la granja. 1.3.2.3

 Funciones relativas a los elementos

Básicos de control de datos - está determinada por las condiciones de convergencia del cálculo iterativo utilizando los elementos de trabajo sólo en la tensión, Material - propiedades de los materiales Sección - Propiedades de las secciones transversales pre-carga de estiramiento.

1.3.3

Esfuerzos Conclusión element

Para trabajar solo en elementos de tensión hizo el mismo acuerdo acerca de los signos que para los elementos de la granja. Elemento de una cadena flexible 1.3.3.1

Prefacio

Dos nodos de trabajo sólo en definir la tensión de línea de los elementos en 3-D, que sólo

1 Véase

"Análisis> Principales datos de control" ("Los cálculos> básicos de control de datos) en el

tutorial interactivo ������ �

pueden transmitir la fuerza de tracción axial. Elementos de los filamentos flexibles refleja el cambio en la rigidez que acompaña el cambio de las fuerzas internas de tensión.

la tensión previa Figura. 1.6 Esquema cadena elemento flexible

Elementos de los filamentos flexibles se transforman automáticamente en un elemento equivalente de la explotación o en el elemento elástico de la cadena en función de la aplicación lineal o geométrica análisis no lineal, respectivamente. 1.3.3.2

equivalente armadura

La rigidez del elemento viga equivalente consiste en la rigidez habitual de elasticidad y rigidez que surge debido a la comba, que depende de la magnitud de la fuerza de tensión. La rigidez se calcula de la siguiente manera:

Donde E - módulo de elasticidad, A - área de la sección, L - longitud, w - peso por unidad de longitud, T - fuerza de tensión. 1.3.3.3

elementos de la cadena elástica del hilo flexible

La rigidez tangente de filamentos flexibles utilizados en el análisis geométrico no lineal, se calcula de la siguiente manera: La figura. 1.7 muestra un hilo flexible que conecta dos nodos. Nodos i recibe una transferencia ∆1, ∆2 y ∆3 yj nodo recibe un ∆4 desplazamiento, ∆5 y ∆6. Como resultado, las fuerzas nodales

F01, F02, F03, F04, F05, F06 tomar los valores de la F1, F2, F3, F4, F5, F6, respectivamente. Condiciones de equilibrio en términos de las fuerzas nodales y los desplazamientos nodales se ������ ��

registran como sigue:

Figura 1.7 Esquema de la rigidez al corte de elementos de la cadena de los filamentos flexibles

Los incrementos de la longitud de la cadena para cada una de las direcciones coordenadas del sistema coordenado global A continuación se dan expresiones. Después de convertir la fuerza de desplazamiento se puede obtener el cumplimiento de la matriz [F]. rigidez de corte de la matriz [K] flexibles de cadena se puede obtener por la matriz el cumplimiento del tratamiento. Rigidez de los filamentos flexibles no se pueden obtener, mientras que con la ayuda de un cálculo iterativo no es la posición exacta del equilibrio de los filamentos flexibles.

������ ��

Los componentes de la matriz de cumplimiento se expresa mediante las siguientes relaciones:

������ ��

1.3.4

Elemento, que sólo funciona en la compresión

1.3.4.1

Prefacio

Funciona sólo en la compresión del elemento lineal en 3-D se define por dos nodos. El elemento se utiliza principalmente para simular las condiciones en el contacto y apoya el diseño. Elemento sólo resiste la compresión axial. El programa ofrece dos tipos de elementos de trabajo sólo en la compresión: Farm - finca parte, enviando sólo una fuerza de compresión axial, La diferencia - el elemento de este tipo ha dado autorización inicial. Rigidez visto después como consecuencia de la tensión a la compresión dada liquidación será elegido. 1.3.4.2

Grados de libertad y elemento de ECS

Grados de libertad del elemento. y los elementos de compresión ECS-sólo son idénticas a las descritas anteriormente para los elementos de la granja.

Fig. 1.8 Esquema de elementos de trabajo sólo en la compresión 2 1.3.4.3

2 Véase

Los elementos para la función

"Análisis> Principales datos de control" ("Los cálculos> Control básico de datos) en el

tutorial interactivo. ������ ��

Datos básicos de control - las condiciones establecidas para la convergencia del proceso iterativo de cálculo utilizando los únicos elementos de compresiónMaterial - propiedades de los materiales Sección - las propiedades de la sección transversal, pre-carga de compresión. 1.3.4.4

Conclusión esfuerzos en el elemento

Por los únicos elementos de compresión utilizado la misma regla de los signos que para los elementos de armadura.

1.3.5 1.3.5.1

Elemento viga Prefacio

Prismáticos o elementos 3D sin prismáticos haz de definir dos nodos. El texto del elemento basado en la teoría de Timoshenko, que tiene en cuenta la rigidez de la viga en la tensión, compresión, flexión, cortante y torsión. En el cuadro de diálogo, la sección (sección) para el elemento viga prismática se determina por una sola sección a la vez cuando el elemento no se define por una viga prismática de sección para cada uno de los dos extremos de la viga. Programa MIDAS / Civil supone un cambio lineal en el área de corte transversal, el área efectiva de corte y la rigidez de torsión a lo largo de la longitud del elemento prismático no lo es. Para obtener el máximo y momentos de inercia mínimo puede elegir uno lineal, cambios en la ley parabólica o cúbica de la longitud de la viga. 1.3.5.2

Grados de libertad y elemento de ECS

Cada nodo tiene tres de traslación y tres grados de libertad de rotación, independientemente de las coordenadas del sistema ECS y GCS. Coordinar ECS sistema de elementos de viga son los mismos como elemento ECS en la granja. 1.3.5.3

Los elementos para la función

Nuevos temas Material - propiedades de los materiales Sección - las propiedades de la sección transversal,

������ ��

Extracción de la conexión en el extremo - Las condiciones de contorno en los extremos del elemento (la eliminación de comunicaciones, parches, o simplemente apoyada) Compensaciones (offset) en los extremos de la viga - las dimensiones del desplazamiento rígido (terminal rígida offset) en el extremo de la viga, Las presiones sobre el haz de elemento - la carga sobre la viga (las fuerzas locales en el espacio de la viga o el reparto de carga) Lineal de carga sobre la viga - peso de la viga en una línea determinada, Se unió pisos de carga - carga del suelo, convertido en una viga de carga Carga vigas pretensadas - cargas una tensión pre o post Gradiente de temperatura. 1.3.5.4

Derivación de las fuerzas internas en el element

La figura. 1.9 muestra la coincidencia en las etiquetas de las fuerzas internas en las secciones de los elementos de viga. Las flechas indican positivo () de dirección. Las tensiones en el elemento de seguir la misma regla de los signos. Sin embargo, para el estrés de los momentos de flexión adoptado una regla de los signos: tensiones de tracción son positivas - tener una'', mientras que tensiones de compresión son negativos - tiene un '-' * Las flechas indican el positivo () de la dirección de las fuerzas internas que actúan en las secciones del elemento.

������ ��

Figura. 1.9 La regla de los signos para ECS y las fuerzas internas (o esfuerzos) que actúan en las secciones transversales de los elementos de viga

������ ��

Figura. 1.10 Ejemplo valores de salida de las fuerzas y tensiones que actúan en las secciones transversales de los elementos de viga

1.3.6 1.3.6.1

Un elemento en tensión plana Entrada

Un elemento en el plano está determinado estado de estrés por tres o cuatro nodos en el mismo plano. El elemento es utilizado principalmente para la simulación de las membranas, que tienen un espesor constante en todo el elemento de área. Las cargas se pueden aplicar sólo en el plano del elemento. El elemento se construye como un elemento incompatible isoparamétricos en estado plano de esfuerzo. Esto significa que el elemento que falta los componentes de las tensiones que actúan desde el plano del elemento, y que los componentes cepa del plano se puede obtener sobre la base del efecto de Poisson. 1.3.6.2

 grados de libertad y elemento de ECS

El elemento tiene grados de libertad de traslación, definida en un sistema de coordinación de ECS en direcciones X e Y. La coordenada ECS sistema es adecuado sistema de coordenadas cartesianas cuyos ejes se representan en minúsculas x, y, z. La dirección de los ejes de coordenadas ECS sistema se determina, como se muestra en la figura. 1,11. En el caso de un cuádruple (4-nodo) elemento de la dirección del tornillo coincide con la dirección del eje z del sistema de coordenadas ECS z. Dirección de rotación (N1> N2 N3> N4), la siguiente regla de la derecha el tornillo que determina la dirección del tornillo. Z-eje de coordenadas ECS sistema se haya iniciado en el centro del elemento plano y es perpendicular al plano. La línea que conecta el punto medio entre los nodos N1 y N4 desde el punto medio entre los nodos N2 y N3, determina la dirección del eje x de coordenadas ECS sistema. La dirección en el plano del elemento perpendicular al eje de x, y, y se convierte en el eje tiene una dirección definida por el Estado de la hélice derecha. Por la forma triangular (3-nodo) de la línea del elemento, paralela a la dirección del nodo al nodo N1 N2, y que han comenzado en el centro del elemento se convierte en el eje de coordenadas x ECS sistema. Los ejes y, z se definen como las determinadas en el eje tetragonal del elemento.

������ ��

Figura 1.11 Ubicación elemento en tensión plana Estado y su sistema local de coordenadas ECS ejes 1.3.6.3

los elementos para la función

Crear Elementos (nuevo elemento) Material (Material - propiedades de los materiales Espesor (Grueso) - el espesor del elemento La presión de carga (carga de compresión)  - cargas de compresión normal a la calidad de los

elementos de contorno. Figura. 1.12 ilustra las cargas de compresión aplicada normal a los lados del elemento en estado plano de esfuerzo.

������ ��

Figura. 1.12 cargas de compresión aplicada al elemento en tensión plana 1.3.6.4

Retirada de las fuerzas que actúan en el element

La regla de los signos para las fuerzas y tensiones en el elemento se define con respecto al sistema de coordenadas locales o elemento ECS en las coordenadas globales del sistema GCS. Los siguientes procedimientos están organizados en un sistema de coordenadas local de ECS. La salida de las fuerzas que actúan en los nudos del elemento Los voltajes de salida en los nodos y los puntos centrales de los elementos Multiplicar cada componente de los desplazamientos nodales y el componente correspondiente a la rigidez del elemento, son las fuerzas aplicadas a los puntos nodales del elemento. Las tensiones en los nodos y centros de elementos obtenidos por extrapolación de la tensión calculada en los puntos de integración de Gauss. Retiro en el elemento Ris.1.13 se suele firmar para las fuerzas en los nudos del elemento. Las flechas indican positivo (+) de dirección. La tensión de salida en el elemento La figura. 1,14 representa el imperio de los signos para las tensiones en el elemento. Las flechas indican positivo (+) de dirección.

������ ��

* Fuerza en un elemento se calculan en los ejes de la ECS de sistema local y las flechas

muestran el positivo (+) de dirección de las fuerzas. Figura. 1.13 regla de los signos para las fuerzas nodales en los nodos de un elemento en tensión plana

Las tensiones en el elemento se definen en el sistema de coordenadas local de ECS y las flechas apuntando-mente positivo (+) dirección de la fuerza.

������ ��

Figura. 1.14 regla de los signos para las tensiones en el elemento con tensión plana

������ ��

Figura. 1.15 Ejemplo de las fuerzas de la salida impresa y t ensiones en el elemento con tensión plana

1.3.7 1.3.7.1

El elemento bidimensional en deformación plana Prefacio

Elemento en 2-D, que trabajan en condiciones de deformación plana, se utiliza para simular las estructuras extendidas de sección constante, como las presas y túneles. El elemento se define como elemento incompatible isoparamétricos en deformación plana. El elemento no se puede utilizar en combinación con elementos de otros tipos. Características ������ ��

de las características de este elemento son tales que un elemento sólo puede ser utilizado en cálculos estáticos lineales. Los elementos se disponen en el plano XY y el espesor de los elementos son consideradas automáticamente como igual a la unidad, como se muestra en la figura. 1,16. El elemento funciona en un plano cepa, es decir, la deformación del plano del elemento no se produce. Componentes de la tensión en la dirección del plano sólo se puede determinar sobre la base del efecto de Poisson.

Figura. 1.16 El espesor del elemento bidimensional en deformación plana 1.3.7.2

Elemento libertad Stepney y coordinar el sistema ECS

El sistema de coordenadas local elemento ECS en deformación plana se utiliza en el programa para calcular las matrices de rigidez de los elementos. Representación gráfica de los componentes de la tensión en el modo del procesador post también se implementa en el sistema de coordenadas local de ECS. grados de libertad de traslación del elemento se definen sólo en la dirección de los ejes X e Y de la coordenada mundial GCS sistema. El sistema de coordenadas local de ECS - un sistema adecuado de coordenadas cartesianas para describir los ejes de los que utiliza letras minúsculas x, y, z. La dirección de los ejes se define, como se muestra en la figura. 1.17. En el caso de un cuádruple (4-nodo) elemento de tornillo de la dirección de la derecha coincide con la dirección del eje z de la CE. Dirección de rotación (N1> N2 N3> N4), la siguiente regla de la derecha el tornillo que determina la dirección del tornillo. El eje z de la CE tiene un comienzo en el centro de un elemento plano y es perpendicular al plano del elemento. La línea

������ ��

entre el punto medio del segmento comprendido entre la N1 y N4 con el punto medio del segmento entre el N2 y N3, determina la dirección del eje x de coordenadas ECS sistema. La dirección perpendicular al eje x en el plano del elemento se toma como el eje de y, dirección positiva se determina de conformidad con la regla de la hélice derecha. Para el triangular (nodo 3) la línea del elemento, paralela a la serie de sesiones de la N1 a N2, que ha comenzado en el centro elemento se toma como el eje x de coordenadas local ECS sistema. Los ejes y, z se definen de manera similar a la definición de los ejes de la celda tetragonal. * Fuerza en un elemento se calculan en el sistema GCS ejes globales y las flechas muestran el positivo (+) dirección de las fuerzas.

Figura 1.17 Ubicación de elementos de deformación plana, el sistema local de ejes de los elementos  y las fuerzas nodales

������ ��

1.3.7.3

Relacionados con los elementos de la función

Crear Elementos (nuevo elemento) Material (Material) - propiedades del material Las cargas de presión (fuerza de compresión) - cargas de compresión normal a la calidad de los elementos de contorno. La figura. 1.18 ilustra las cargas de compresión aplicadas normal al elemento de borde en deformación plana. Las cargas de compresión se aplican automáticamente, teniendo en cuenta el grosor de un solo elemento, tal como se define en la figura. 1,16.

Figura. 1.18 cargas de compresión aplicada al elemento de deformación plana 1.3.7.4

retirada de las fuerzas que actúan en el elemento

La regla de los signos para las fuerzas y presiones que están trabajando en deformación plana, que se define en relación con el sistema de coordenadas, o GCS ECS. Ris.1.19 ejemplo de la regla de los signos en el sistema local koordinate ECS y la dirección de esfuerzos principales en el segmento de espesor unidad. La retirada de los puntos nodales de los elementos El voltaje de salida en los sauces puntos nodales centros de elementos Multiplicar cada componente de los desplazamientos nodales en el componente correspondiente de la rigidez del elemento son las fuerzas en los puntos nodales de los elementos. ������ ��

Para las tensiones en los puntos nodales y puntos centrales de los elementos de tensión, calculada en los puntos de integración de Gauss extrapolados. Retiro en el elemento La figura. 1,17 muestra la regla de los signos para las fuerzas en el elemento. Las flechas indican positivo (+) de dirección. La tensión de salida en el elemento La figura. 1,19 muestra la regla de los signos para las tensiones en el elemento. Las flechas indican positivo (+) de dirección. * Las tensiones en el elemento se calculan en los ejes de coordenadas local del sistema ECS, flechas denotan positivo (+) de dirección.

Figura. 1.19 Regla de signos para las tensiones en el elemento de deformación plana

������ ��

Figura. 1.20 Ejemplo de las fuerzas de la salida impresa y destaca en el elemento de deformación plana

1.3.8 1.3.8.1

elemento de simetría axial de dos dimensiones Entrada

Elemento de simetría axial de dos dimensiones se utiliza para modelar estructuras con simetría axial, geométricas y físicas y con simetría axial de las condiciones de carga. Ejemplos de tales estructuras pueden servir como tuberías y elementos de tanques cilíndricos, incluido el fondo

������ ��

del tanque. Los elementos se basan en la teoría de los elementos isoparamétricos. El elemento no se puede combinar con elementos de otro tipo, y sólo se aplica a cálculos estáticos lineales. elemento de simetría axial en 2-D se forma a partir elemento simetría axial en 3-D, teniendo en cuenta la simetría axial. Z-eje del sistema global de coordenadas es el eje de rotación. El elemento se obtiene al hacer girar la sección transversal, situado en el plano XZ mundial, alrededor del eje Z. mundial En este caso, la dirección radial coincide con el eje X de la coordenada mundial GCS sistema. El elemento se crea de tal manera que todos los nodos elemento tienen valores positivos de la ordenada X (X ≥ 0). De forma predeterminada, el ancho del elemento se asume automáticamente que ser igual a la unidad (1,0 rad), como se muestra en la figura. 1,21. Dado que el elemento se calculó basándose en el supuesto de simetría axial, el desplazamiento en la dirección circunferencial, turnos (γXY, γYZYZ) y esfuerzo cortante (τXY, τYZ) toma igual a cero.

Figura. 1.21 Unidad de ancho de un elemento simetría axial 1.3.8.2

Grados de libertad y elemento de coordenadas locales del sistema ECS

El sistema de coordenadas local ECS elementos de simetría axial utilizados en el programa en el cálculo de los elementos de la matriz de rigidez. Representación gráfica de las tensiones en el modo del procesador post también se lleva a cabo en un sistema de coordenadas local de ECS. Grados de libertad del elemento se definen los ejes en las direcciones globales de los ejes de

������ ��

GCS X y Z. Las coordenadas local ECS sistema es un derecho ejes cartesianos, el eje de la cual se indica con letras minúsculas x, y z. Ejes del sistema local de ECS determinado, como se muestra en la figura. 1.22. En el caso de un cuádruple (4-nodo) elemento de la dirección de la hélice derecha determina la dirección del eje z de la CE. Dirección de rotación (N1> N2 N3> N4), la siguiente regla de la derecha el tornillo que determina la dirección del tornillo. eje Z del sistema de ejes ECS tiene un comienzo en el centro del elemento plano y es perpendicular al plano de la línea que une el punto medio del segmento entre los puntos de N1 y N4 hasta el punto medio del segmento entre los puntos de N2 y N3, determina la dirección del eje x del sistema local de ECS ejes. Dirección perpendicular al eje x en el plano del elemento determina el eje de la ECS de sistema local, la dirección de la que sigue la regla de la hélice derecha. Por la forma triangular (3-nodo) de la línea del elemento, paralela a la dirección de un punto a N1 N2, y que han comenzado en el centro del elemento plano es el eje x de la ECS de sistema local. Los ejes y, z se definen de manera similar a la definición de los ejes de la celda tetragonal. * Las tensiones en el elemento se dan en los ejes de GCS y flechas muestran el positivo (+) de dirección de la fuerza.

Figura. 1.22 elementos de los planes de simetría axial, la ECS ejes de coordenadas local elementos  y las fuerzas nodales

������ ��

1.3.8.3

los elementos para la función

Crear elementos (temas nuevos). Material (Material)  - propiedades del material La presión de carga (carga de compresión) - cargas de compresión normal a la calidad de los

elementos de contorno. La figura. 1.23 ilustra las cargas de compresión aplicadas a los límites normales de un elemento simetría axial. Las cargas de compresión se aplican automáticamente al ancho de 1,0 radianes, como se muestra en la figura. 1,21

Figura. 1.23 cargas de compresión aplicada al elemento de s imetría axial 1.3.8.4

retirada de las fuerzas en el elemento

La regla de los signos para las fuerzas y tensiones en el elemento de simetría axial se define con respecto a los ejes de la CE o el GCS ejes globales. Ris.1.24 ejemplo de la regla de los signos para las tensiones en los ejes de coordenadas local de la ECS y la dirección de esfuerzos principales. La retirada de los puntos nodales del element La tensión de salida en los puntos nodales y el elemento central Multiplicar cada componente de los desplazamientos nodales y el componente correspondiente de la rigidez, son fuerzas en el elemento.

������ ��

Para las tensiones en los puntos nodales en el centro del elemento subraya, calculada en los puntos de integración de Gauss extrapolados. La retirada de los elementos La figura. 1,22 muestra la regla de los signos para las fuerzas en el elemento. Las flechas indican positivo () de dirección. La tensión de salida en el element La figura. 1,24 muestra la regla de los signos para las tensiones en el elemento. Las flechas indican el positivo () de la dirección. * Las tensiones en el elemento se calculan en los ejes locales de la ECS y las flechas muestran el positivo (+) dirección

Figura. 1.24 Regla de signos para las tensiones en el elemento de simetría axial

������ ��

Figura. 1.25 Ejemplo de las fuerzas de la salida impresa en el elemento simetría axial

Figura. 1.26 Ejemplo de la tensión de la salida impresa en el elemento de simetría axial

1.4 Paneles de control 1.4.1

Prefacio

Los paneles de control forman tres o cuatro nudos situados en el mismo plano. El elemento opera en tensión / compresión en el plano de cortante en el plano, el corte transversal y la flexión del avión El programa MIDAS / Civil, hay dos tipos de elementos de acuerdo con dos tipos de rigidez en el desplazamiento del elemento plano: Elementos de DKT / DKQ (discreto elemento de Kirchhoff) y los elementos DKMT / DKMQ (elemento discreto de Kirchhoff-Mindlin). Elementos de DKT DKQ y ������ ��

se basan en la teoría de placas delgadas de Kirchhoff. Elementos DKMT DKMQ y se basan en la teoría de placas gruesas, Mindlin-Reissner que al elegir a los campos correspondientes de la tensión cortante refleja muy bien el trabajo en el turno como placas gruesas y delgadas. Rigidez placa de elemento en un avión construido en un elemento triangular basado en la deformación lineal, y el elemento cuadrangular en el elemento isoparamétricos incompatibles en estado plano de esfuerzo. Para el cálculo de la rigidez y la rigidez en el plano del elemento del avión, se puede introducir diferentes grosores. El espesor de la placa, prevista para el cálculo de la rigidez en el plano del elemento también se utiliza para calcular su propio peso y masa. Si este espesor no está definido, se utilizará el espesor especificado para el cálculo de la rigidez del avión.

1.4.2

grados de libertad y elemento de coordenadas locales del sistema ECS

El elemento tiene grados de libertad de traslación en la dirección de los ejes x, y y z de coordenadas local ECS sistema y grados de libertad de rotación con respecto a los ejes de X e Y. Para calcular las matrices de rigidez para los elementos de la placa en el programa utiliza un sistema de coordenadas local de ECS. Representación gráfica de los componentes de estrés en el modo del procesador post también se lleva a cabo en los ejes de la CE. La coordenada local de ECS es un sistema de coordenadas cartesianas derecho para describir los ejes de los cuales utiliza letras minúsculas x, y, z. La dirección de los ejes de la ECS sistema se determina, como se muestra en la figura. 1.27. En el caso de un cuádruple (4-nodo) elemento de la dirección de la hélice derecha determina la dirección del eje z de la CE. Dirección de rotación (N1> N2 N3> N4), la siguiente regla de la derecha el tornillo que determina la dirección del tornillo. eje Z del sistema de ejes ECS tiene un comienzo en el centro del elemento plano y es perpendicular al plano de la línea que une el punto medio del segmento entre los puntos de N1 y N4 hasta el punto medio del segmento entre los puntos de N2 y N3, determina la dirección del eje x del sistema local de ECS ejes. Dirección perpendicular al eje x en el plano del elemento determina el eje de la ECS de sistema local, la dirección de la que sigue la regla de la hélice derecha. En el triangular (3-nodos) de la línea del elemento, paralela a la dirección del nodo al nodo N1 N2, y que han comenzado en el centro del elemento se define como el eje x del sistema local de ejes elemento ECS. Los ejes y, z se definen de manera similar a la definición de los ejes de la ������ ��

celda tetragonal.

Figura. 1.27 Esquema de los elementos de señalización y el s istema de coordenadas local de ECS en los elementos.

1.4.3

los elementos para la function

Crear Elementos (nuevo elemento) Material (Material)  - propiedades del material Espesor (Grueso) - el espesor del element

Las cargas de presión (fuerza de compresión) - cargas de compresión en calidad normal al plano del elemento Gradiente de temperatura (gradiente de temperatura).

������ ��

1.4.4

Retirada de las fuerzas en el element

La regla de los signos para las fuerzas y tensiones en el elemento de la placa se define con respecto a los ejes locales de la CE o de GCS ejes globales. Los siguientes elementos se definen en los ejes de salida ECS. La retirada de elementos en los puntos nodales Conclusión ejecuta esfuerzo en los puntos nodales de los centros de sauces elementos La tensión de salida en la parte superior e inferior de las caras del elemento en los puntos nodales y los centros de las caras Multiplicar cada componente de los desplazamientos nodales y el componente correspondiente de la rigidez, son fuerzas en el elemento. Para determinar las fuerzas lineales en los puntos nodales o en el centro del elemento se calculan por separado y la cadena de esfuerzos de flexión, que luego se integrarán a lo largo del espesor. esfuerzo por ejecutar en el elemento utilizado con eficacia en el diseño de elementos estructurales

de

concreto.

Para calcular las tensiones en los puntos nodales y los centros de elemento subraya calculado en los puntos de integración de Gauss extrapolados. La retirada del element La figura. 1,28 explica la regla de los signos para las fuerzas en el elemento. Las flechas indican positivo (+) de dirección de las fuerzas. Derivación de las fuerzas lineales en el element La figura. 1,29 muestra la regla de los signos para las fuerzas lineales en los puntos nodales y los centros de elementos. Las flechas indican positivo (+) de dirección. La tensión de salida en el element Ris.1.30 (a) muestra la ubicación de la tensión de superficies superior e inferior del elemento, los puntos nodales y los centros se calculan. La figura. 1,30 (b) muestra la regla de los signos para las tensiones en el elemento. * Fuerza en un elemento se calculan de coordenadas local ECS sistema y flechas representan ������ ��

positivo (+) de dirección de las fuerzas.

Figura. 1.28 Regla de signos para las fuerzas nodales actúan en los nudos de los elementos de la placa

* Fuerza en un elemento se calculan en el sistema local de coordenadas ECS hachas y flechas muestran el positivo (+) dirección de las fuerzas

������ ��

Figura. 1.29 Lugar de salida lineal de fuerzas en la placa del elemento y s igno de una norma

* Fuerza en un elemento se calculan de coordenadas local ECS sistema y flechas muestran el positivo (+) las direcciones de las fuerzas.

������ ��

Figura. 1.30 Situación de los puntos de retirada de las tensiones que actúan en la placa del elemento  y una regla de los signos para el estrés

������ ��

Figura. 1.31 Ejemplo de impresión de las fuerzas que actúan en la placa de elemento

Figura. 1.32 Ejemplo de la tensión de la salida impresa en la placa celular

1.5 Tomo elemento 1.5.1

Prefacio

El elemento de volumen en el espacio tridimensional definido por 4, 6 u 8 nudos. El elemento se utiliza principalmente para modelar estructuras espaciales o conchas de espesor. El elemento

������ ��

de volumen puede ser un tetraedro, hexaedro o cuña. Cada nodo tiene tres grados de libertad de traslación. El elemento está formulado como un elemento incompatible volumen isoparamétricos.

1.5.2

Grados de elementos libertad, ECS y tipos de artículos

El sistema de coordenadas elemento de volumen ECS utiliza en el programa para calcular las matrices de rigidez para el elemento. Representación gráfica de los c omponentes del modo de estrés post-procesador también se encuentra en una coordenada ECS sistema. Grados de libertad del elemento se define como el movimiento progresista en los ejes X, Y y Z. sistema mundial. El sistema de coordenadas local de ECS es correcto sistema de coordenadas cartesianas para describir los ejes del sistema de coordenadas utilizado por letras minúsculas x, y, z. El origen se sitúa en el centro del elemento y los ejes del sistema de coordenadas idénticas a las zonas ECS identificados anteriormente para los ejes del sistema de coordenadas de la placa del elemento, el número de vuelo 1. El programa ofrece tres tipos de elementos: 8-nodo, 6-4-nodo y nodo cuyo formulario se muestra en la figura. 1,33. Los nodos son numerados en orden ascendente, comenzando desde el nodo N1 y terminando con el último número.

������ ��

Figura. 1.33 Tipos de elementos sólidos en tres dimensiones del cuerpo y armonizar la numeración de los nodos y los bordes de los elementos

1.5.3

Funciones relativas a los elementos

Crear Elementos (nuevo elemento) Material (Material - propiedades de los materials Las cargas de presión (Fuerzas de presión) - cargas de compresión en calidad normal a las caras del elemento. Las cargas se introducen en forma de cargas de la presión aplicada a cada cara normal, como se muestra en la figura. 1.34. * Las flechas indican el positivo (+) la dirección de las cargas.

������ ��

Figura. 1.34 las fuerzas de presión que actúan sobre las caras del elemento de volumen

1.5.4

Conclusiones de las fuerzas internas que actúan en el element

Regla de signos para las fuerzas internas y tensiones elemento de volumen se formula en relación con los ejes de la CE o de los ejes de GCS. Los valores de salida de las fuerzas que actúan en los nudos del elemento Los valores de salida de los componentes de la tensión en los nudos y los centros de elementos de tres dimensiones Multiplicar cada componente de los desplazamientos nodales en el componente correspondiente de la rigidez de los elementos de la matriz, son las fuerzas en los nudos de los elementos. Para los valores de tensión en los nudos y centros de los elementos de tensión, calculada en los puntos de integración de Gauss extrapolados.

������ ��

Los valores de salida de las fuerzas que actúan en el element La figura. 1,35 muestra la regla de los signos para actuar sobre las fuerzas elemento. Las flechas indican positivo () de dirección. La tensión de salida en el element En ris.1.36 muestra una regla de los signos para las tensiones en el elemento. Las flechas indican positivo () de dirección. * Fuerza en un elemento se muestran en la GCS ejes globales y las flechas indican el positivo () de dirección de las fuerzas.

Figura. 1.35 La regla de los signos para las fuerzas rodean elemento adjunto en los puntos nodales

������ ��

Figura. 1.36 Regla de signos para las tensiones en los puntos nodales del elemento de volumen

Figura. 1.37 El ejemplo muestra el valor de las fuerzas internas en el elemento de volumen

������ ��

Figura. 1.38 Ejemplo de la tensión de la salida impresa en el elemento de volumen

1.6 Principios básicos de la elección de los elementos El éxito de los cálculos de diseño, en gran medida depende de qué tan bien los elementos seleccionados y el modelo general, a la de diseño. Seleccione los elementos y el nivel determinado por simulación para calcular. Por ejemplo, si el cálculo se realiza con el fin de utilizar los resultados del cálculo en el diseño, el diseño debe ser presentado en un conjunto de nodos y elementos, que pueden proporcionar los valores de los desplazamientos, las fuerzas y esfuerzos necesarios para el diseño. En este caso es conveniente elegir los elementos para que los valores de las fuerzas y tensiones en los elementos podrían ser utilizados en el diseño directamente, sin cambios adicionales. Para los valores de desplazamiento o el cálculo de los valores propios es generalmente suficiente sobre elementos de la red gruesa. Por el contrario, para calcular las fuerzas en los elementos que desea utilizar una malla más fina de los elementos. En el caso del cálculo de valores propios, cuando el objetivo principal es estudiar el comportamiento de las estructuras en general, tiene la ventaja de un modelo simple que

������ ��

ignora la forma local y la frecuencia de la estructura. A veces la idealización de elementos de viga de la construcción con la rigidez equivalente, funciona mejor que el modelo detallado, especialmente en la etapa de diseño. Éstos son algunos principios importantes para el modelo de cálculo. Cuando haga diseño del modelo de los nodos deben tener en cuenta la forma geométrica de diseño, materiales, tipos de secciones transversales y las condiciones de carga. A continuación se mencionan las posiciones, que deben tener las unidades del modelo. Los puntos en que debe ser recibida por los resultados de cálculo    Punto de aplicación de cargas Los puntos o bordes, donde los cambios de rigidez (corte transversal o grosor) Puntos o bordes, donde las propiedades del material varían Puntos o bordes, donde la concentración prevista de estrés, por ejemplo, en las inmediaciones de la    agujero En los límites de diseño    Puntos o bordes, donde la configuración de los cambios de diseño La utilización de elementos lineales (elementos de armadura, elementos de viga, etc) las dimensiones de los elementos no afecten a los resultados del cálculo. En ese momento, como los resultados de los cálculos que utilizan elementos plano (elementos con elementos de tensión plana para la distensión del avión, los elementos de simetría axial, y los elementos de la placa) o elementos en tres dimensiones dependen fundamentalmente del tamaño, tipo y disposición de los elementos. Las dimensiones de piezas planas o volumétricas deben reducirse de forma significativa en las zonas donde un modelo en el que se espera un gran estrés o cuando sea necesario los resultados detallados del cálculo. Se recomienda la construcción de los elementos, siguiendo las líneas de espera de tensión igual o la distribución esperada de las tensiones. Creación de una rejilla fina se requiere principalmente en las zonas que figuran a continuación. Áreas de heterogeneidad geométrica, o en la proximidad de los ag ujeros Ámbitos en los que la carga aplicada es muy alta, por ejemplo, un barrio de los puntos de aplicación de cargas concentradas de gran valor   

������ ��

Las áreas en que cambian las propiedades de rigidez o las propiedades del material    Las zonas con límites irregulares    Ámbitos en los que la concentración de esfuerzos esperados Ámbitos en los que las fuerzas y tensiones en el elemento exige resultados detallados Los siguientes son factores a considerar al determinar el tamaño y los tipos de elementos. Si es posible, los elementos de uso de un tipo y tamaño. En caso de cambiar el tamaño de elemento necesario, utilizar la configuración logarítmica. Diferencia los tamaños de los elementos adyacentes no debe ser mayor que 1 / 2. Para calcular la tensión con elementos plano 4-nodo o elementos de volumen 8-nodo. La proporción de componentes (1:1) proporciona la solución óptima, en el peor de los casos debe ser apoyada por la relación de 1:4. Para la transición, o de la dureza en el cálculo del desplazamiento debe tener una proporción de tamaño inferior a 1:10. Ángulos, equivalentes a aproximadamente 90 ° para los elementos rectangulares, y alrededor de 60 ° para los elementos triangulares son ideales. Incluso en el caso de circunstancias especiales, las esquinas no deben ir más allá del rango de 45 ° y 135 ° para los elementos de cuadrilátero y los 30 ° y 150 ° para los elementos triangulares. En el caso del nodo cuarto elemento cuadrilátero debe estar en el mismo plano, que se basa en tres sitios. Es decir, tres puntos siempre puede ser un avión, y el punto cuarto restante podría estar fuera de este plano, formando así la superficie deformada. Se recomienda que la magnitud de la deformación (punto de salida desde el plano de) se mantuvo inferior a 1 / 100 del tamaño de la longitud del elemento.

1.6.1

Elementos de la explotación, que están trabajando sólo en la tensión, y los elementos de trabajo sólo en la compresión

Estos elementos finitos se utilizan principalmente para las piezas de modelado de un diseño, sólo que se resisten a las fuerzas axiales. Estas incluyen las barras de armadura, montar y los lazos diagonal. Elementos de este tipo también se utilizan para simular las superficies de contacto.

������ ��

Por ejemplo, los elementos de la granja, que se resisten tanto la tensión axial y compresión axial se utilizan para modelar estructuras de celosía. Elementos de trabajo sólo en la tensión, son adecuados para el modelado de los cables, el efecto de la holgura que puede dejarse de lado, y para modelar los vínculos diagonal, que no son capaces de transmitir fuerzas de compresión debido a su gran flexibilidad, incluyen elementos tales lazos viento. Elementos de trabajo sólo en la compresión, puede ser utilizada para modelar las superficies de contacto entre los elementos de diseño y simulación de condiciones de la ayuda sobre la base de diseño, teniendo en cuenta el hecho de que las fuerzas de tensión en la superficie de contacto no se percibe. Para pretensado elementos estructurales podrán tenerse en cuenta la carga de pre-tensión. Dado que estos elementos no requieren registro en los nudos de los grados de libertad de rotación en el cálculo de esos sitios en los que estos elementos combinados con elementos del mismo tipo u otros factores no incluidos en los nodos de los grados de libertad de rotación, puede haber una singularidad. Programa MIDAS / Civil advierte los errores asociados con la singularidad, se excluyen de la consideración de los grados de libertad de rotación en los sitios respectivos. Si estos elementos están asociados con elementos de viga, los nodos que tengan en cuenta los grados de libertad de rotación, el proceso de eliminación de los grados de libertad de rotación no es necesario. Como se muestra en la figura. 1,39, la necesidad de prestar atención al hecho de que en caso de que sólo los elementos conectados armaduras, no obtiene una geometría alterar el diseño. El diseño, que se muestra en ris.1.39 (a), no la rigidez a la flexión, así que cuando se carga el avión es geométricamente variable. La figura. 1,39 (b) y (c) ilustran las estructuras que se modifican en la dirección de la carga aplicada (plano XZ), aunque se mantienen inmutables en el plano Z. Y ¬ Elementos de trabajo sólo en tensión o compresión solamente, debe utilizarse con suma cautela. La rigidez puede ser descuidado en el cálculo, según el tamaño de las cargas, por ejemplo, cuando las cargas de compresión se aplican a los elementos de trabajo sólo en la tensión.

������ ��

Figura. 1.39 Ejemplos típicos de las estructuras cambio de los elementos de explotaciones o de los elementos de trabajo sólo en tensión o compresión solamente

1.6.2

Transmitir los elementos

Este último punto se utiliza generalmente para el modelado de elementos de diseño prismático o prismáticas (cónica), cuya longitud es relativamente grande en comparación con las dimensiones características de corte transversal. elementos de viga también se puede utilizar como un elemento de conexión de carga se transmite a los demás elementos con un número diferente de grados de libertad.

������ ��

Para los elementos del haz se puede conectar a la carga concentrada en el espacio, la distribución de carga, el impacto de los cambios de temperatura y carga de tensión pre-. Elemento Manga cuenta con 6 grados de libertad en el nodo y tiene una dureza en la deformación axial, cortante, flexión y torsión. Si el área no incluye desplazamiento, la deformación de corte correspondiente se ignora. Elementos del haz formulado sobre la base de la teoría de la viga de Timoshenko (plano de sección transversal vigas inicialmente normales al eje neutro de la viga en el estado deformado es plana, pero no necesariamente perpendicular al eje neutro), teniendo en cuenta las deformaciones de corte. Si el cociente de la altura para cruzar la longitud de más de 1 / 5, la simulación mediante elementos de la red una multa no es deseable, ya que el efecto de deformación de corte pasa a ser significativo. Resistencia a los elementos de barra de torsión es diferente desde el momento polar de inercia (que coinciden a la redonda secciones transversales de las barras cilíndricas). Se debe prestar especial llevado al nombramiento de la resistencia a la torsión, cuando la torsión del impacto la deformación de manera significativa, ya que la resistencia a la torsión es principalmente determinado experimentalmente. Elementos de armadura de la viga y los elementos son elementos lineales, que son en gran parte sus dimensiones transversales: las propiedades de la sección transversal de los elementos se concentran en el eje neutro, que conecta los nodos final del elemento. Como resultado de no considerar las zonas de influencia de los elementos de contacto (la región donde las columnas y las vigas están conectados) y la influencia de la excentricidad del eje neutro. Para hacer frente a estos efectos nodal debería ser la opción de compensar el extremo de la viga o la opción de restricciones geométricas.3 En la simulación no barras prismáticas utiliza una sección cónica. Para simular el vigas curvadas puede ser conveniente utilizar varios elementos viga. 4

3 

Consulte la sección "Análisis Numérico modelo de Civil> Límites> Manga Final Offset" ("El

modelo de cálculo del programa de construcción civil> Límites> Offset en el extremo de la viga). 4 Consulte

la sección "Modelo> Propiedades> Sección" ("Modelo> Propiedades> Sección") en

un tutorial interactivo. ������ ��

Para dar cabida a la conexión de los elementos con las articulaciones o deslizadores (Figura 1.40 (a) y (b)) opción removerá los enlaces al final de la viga.5 Tenga en cuenta que el error de la singularidad puede aparecer en el caso debido a las particularidades que surgen cuando uno de los grados de libertad eliminado todos los elementos que unen el nodo, lo que resulta en cero la rigidez correspondiente a este grado de libertad. Si esta situación es inevitable, en la dirección de un grado adecuado de libertad, se añadirá un elemento elástico como un resorte (o de los elementos límite elástico), que tiene algo de entumecimiento.

5 

Consulte la sección "Modelo> Fronteras> Manga Final Release" ("Modelo> Fronteras>

Eliminación de los enlaces al final de la viga) en el tutorial interactivo. ������ ��

Figura. 1.40 1.40 Ejemplos de la eliminación eliminación de enlaces enlaces al final de la viga 6

Cuando los elementos de conexión con diferentes grados de libertad en el nodo puede ser un uso eficiente de los elementos rígidos del haz. Efecto de la rigidez de alcanzar el nombramiento de un haz de elementos individuales de la importancia de la rigidez en comparación con la rigidez de los elementos viga adyacente. Básicamente, el aumento de la rigidez en un 105 ~ 108 veces en comparación con la rigidez de los elementos vecinos proporciona un resultado con un error en la exactitud del cálculo aceptado. Ris.1.40 (d) ilustra el caso de la rígida adherencia a las vigas. Pared puede ser un elemento en el plano situación de estrés o la placa del elemento. momentos clave en el plano correspondiente con el grado de rotación de elementos de viga libertad no se transfieren a la vivienda elemento (en la condición de tensión plana o elemento de la placa), ya que el elemento plano no resistir la rotación alrededor de la normal al plano del elemento (no tiene la rigidez adecuada). Conexión se comporta como si el haz se adjuntó a un elemento plano articulaciones. En este caso, a menudo imponen severas haz de elementos para asegurar una conexión rígida. La comunicación en la dirección de todos los grados de libertad en el final travesaño rígido compuesto con elementos de viga están completamente garantizados, mientras que en el otro extremo de la viga rígida cargos relación en la dirección del movimiento axial y la comunicación, que prohíbe el giro.

1.6.3

Un elemento en tensión plana

Este elemento puede ser utilizado para la simulación de estructuras de membrana, que funcionan sólo en la tensión y la compresión en su plano. La fuerza de compresión se puede aplicar a los elementos normales de límites en su perímetro. Un elemento en estado plano de esfuerzo puede ser triangular o cuadrangular. El elemento tiene la rigidez de la tensión, compresión y cortante en su plano. Cuádruple (4-nodo) elementos de la naturaleza sobre todo dar resultados fiables, como el

6  Si

un nodo está conectado varios elementos articulados viga, con el fin de evitar el nodo

determinado grado de libertad, al menos un elemento debe ser fija, mientras que en los extremos de los restantes elementos de la comunicación se eliminan. ������ ��

cálculo de los desplazamientos, y el cálculo de las tensiones. Por el contrario, los elementos triangulares dan unos resultados suficientemente precisos para el estrés, pero el significado exacto de los desplazamientos. Por lo tanto, se debe evitar el uso de elementos triangulares en las zonas que requieren los resultados detallados del cálculo, estos elementos pueden ser recomendado sólo para los elementos de conexión (Figura 1.41). Durante el proceso de simulación con los errores de la singularidad, si el elemento en estado plano de esfuerzo está conectado al nodo con los elementos que no tienen títulos de libertad de rotación, como un elemento en estado plano de esfuerzo no tiene la rigidez de una rotación. Programa MIDAS / Civil, con exclusión de los grados de libertad de rotación en los sitios respectivos, evita errores de singularidad. Si un elemento en estado plano de esfuerzo con los elementos con un grado de libertad de rotación, como elementos de viga, o los elementos de la placa, los elementos de conexión tiene una mayor consolidación con la introducción opción de una unión rígida (nodo maestro y el nodo esclavo) o la opción es la introducción de una viga rígi da. Elección de las proporciones de elementos pueden depender del tipo de elementos, desde la configuración geométrica de los elementos y tipos de construcción. Sin embargo, se recomienda tomar las proporciones de elementos cercanos a la 01:01 () y los ángulos del cuadrilátero en cerca de 90 °. Si la estructura de modelización no se puede lograr utilizando los elementos de tamaño regular, entonces, al menos en aquellas zonas donde la probabilidad de un cambio significativo en la intensidad del estrés, o cuando lo exijan los resultados detallados del cálculo se debe utilizar elementos rectangulares. La utilización de elementos de tamaño relativamente pequeño ofrece una mejor convergencia.

Figura.1.41 Modelado Modelado de grietas con elementos rectangulares y triangulares triangulares

������ ��

1.6.4 Elemento plano cepa Este elemento se utiliza para el modelado de estructuras de ampliar con una constante a lo largo de la sección transversal, tales como presas y túneles. El elemento no se puede utilizar en combinación con elementos de otro tipo. A lo largo del perímetro de las partes los elementos de deformación plana normal a sus lados se puede aplicar la carga de compresión. El elemento es utilizado sólo en cálculos estáticos lineales. Puesto que se supone que el elemento no existe deformaciones en la dirección perpendicular al plano del elemento, las componentes de esfuerzo en esta dirección se puede obtener sobre la base del efecto de Poisson. Piso elementos finitos deformable pueden ser rectangulares o triangulares. El elemento tiene una rigidez de la tensión, compresión y cortante en el plano del elemento y la rigidez en tracción y compresión en la dirección perpendicular al plano. Elementos similares en el plano de modelización de estrés de los elementos estructurales que operan bajo condiciones de deformación plana, se recomienda dar la ventaja de elementos cuadrangulares en comparación con elementos triangulares y asignar los tamaños relativos de los elementos cercanos a la unidad. 7 1.6.4.1

Simetría axial elemento

Este elemento se utiliza para modelar estructuras con simetría axial de las propiedades geométricas y físicas de la carga de simetría axial cargadas, tales como tuberías, calderas, depósitos, silos. El elemento no se puede utilizar en combinación con elementos de otros tipos. En el elemento de contorno se puede conectar la carga de compresión normal al contorno. El elemento es utilizado sólo en cálculos estáticos lineales. Se supone que no hay movimiento del condado, la tensión cortante y esfuerzo cortante. elementos similares en condiciones de tensión plana, para la simulación de simetría axial elementos estructurales recomienda el uso de elementos principalmente cuadrangular en

7 Ver

Plano estrés Elemento ("elemento en estado plano de esfuerzo). ������ ��

comparación con elementos triangulares y asignar las proporciones de elementos cercanos a la unidad.8

1.6.5

Paneles de control

Este elemento se puede utilizar para modelar estructuras que permiten una deformación en el plano de flexión y deformación del plano, como la presión tanques, cercas de pared, pisos, puentes, plantas de los edificios y las placas base. La presión sobre la superficie del elemento se puede especificar como un GCS ejes globales y los ejes de la ECS. Los paneles de control puede ser triangular y cuadrangular. La placa tiene un elemento de rigidez axial y cortante en el plano y la rigidez de flexión y cortante del plano. Programa MIDAS / Civil incluye dos tipos de elementos que difieren manera de determinar la rigidez del avión. Estos son los elementos DKT / DKQ (discreto de elementos de Kirchhoff) y los elementos DKMT / DKMQ (discreto de elementos de Kirchhoff-Mindlin). Elementos de DKT / DKQ se basan en la teoría de placas delgadas de elementos Kirchhoff DKMT / DKMQ formulado sobre la base de la teoría de placas gruesas, Mindlin-Reissner y claramente refleja el trabajo de gruesas y delgadas planchas para hacer frente a la resistencia a cortante a través del uso de los campos adecuados de la tensión cortante. La rigidez en el plano del elemento triangular se determina de acuerdo con la hipótesis de distribución lineal de la tensión en el elemento triangular (LST-teoría de la distribución de la deformación lineal en el elemento triangular), la rigidez del elemento cuadrilátero se define como en el elemento isoparamétricos es incompatible con la condición de tensión plana. Para el cálculo de la rigidez y la rigidez en el plano del elemento del avión puede entrar y utilizar una variedad de espesores. El espesor de la placa, prevista para el cálculo de la rigidez en el plano del elemento también se utiliza para calcular su propio peso y masa. Si este espesor no está definido, se utilizará el espesor especificado para el cálculo de la rigidez del avión. Como en el caso de elementos de la situación de estrés avión con destino a los elementos estructurales de la simulación losa se recomienda el uso de elementos en su mayoría

8 Ver

Plano estrés Elemento ("elemento en estado plano de esfuerzo). ������ ��

cuadrangular. En la simulación de ángulos de una forma placa curvada entre los elementos adyacentes no debe exceder los 10 °. Por otra parte, en áreas donde se requieren resultados precisos, el ángulo entre los elementos no excederá de 2 ~ 3 °. En las zonas donde el cambio esperado significativa en la intensidad del estrés, y cuando lo requiera los resultados detallados del cálculo, se recomienda utilizar los elementos cerca de la plaza.

Figura. 1.42 Ejemplo de elementos de la placa para el modelado de la ronda o cilíndrica elementos estructurales 1.6.5.1

Tomo element

El elemento de volumen se utiliza para simular estructuras tridimensionales. Los elementos son utilizados en la forma de un tetraedro, hexaedro cuña y. cargas de presión de acción normal a los elementos de superficie se definen en los ejes X, Y y Z mundial coordinar GCS sistema. El uso de elementos en forma de hexaedro (elemento 8-nodo) da buenos resultados como en el cálculo del desplazamiento y el cálculo de las tensiones. El uso de elementos de la forma de una cuña (elemento 6-nodo) o en forma de un tetraedro (elemento 4-nodo) conduce a un resultado relativamente realista para los desplazamientos, pero da resultados pobres en el cálculo de las tensiones. Por ello se recomienda evitar el uso de la 6-nodo y 4 nodos, donde se requiere alta precisión los resultados de cálculo. Elementos en forma de una cuña o tetraedro se utiliza para conectar las zonas representadas elementos elementos nodales 8-de diferentes tamaños. elementos volumétricos no tienen la rigidez, lo que corresponde a los grados de libertad de rotación de los nodos del elemento. Elementos de conexión que no tienen la rigidez cuando los nodos de las curvas, conducir a errores debido a la singularidad en los nodos. En este caso, el programa MIDAS / Civil elimina automáticamente grados de libertad de rotación, para evitar los errores de la singularidad en los nodos correspondientes. La situación es diferente si los elementos en tres dimensiones están conectados a los elementos

������ ��

con rigidez correspondiente a la rotación de unidades, tales como elementos de vigas y elementos de la placa. Coherencia de los dos elementos se garantiza en este caso, la introducción de nuevos enlaces duros (opcional nodo maestro, esclavo nodo programa MIDAS / Civil) o la introducción de nuevos elementos de viga rígida. Capacidad para seleccionar los elementos con una relación aceptable del tamaño asociado con una serie de diferentes factores, como el tipo de elemento, configuración geométrica, tipo de construcción, etc En general, se recomienda la construcción de un elementos de la red con la relación entre el tamaño de los elementos cercanos a 1,0. Elemento ángulos hexaedro tipo debe estar cerca de 90 °. Es importante cumplir con estas condiciones, el elemento de configuración en la que desea los resultados del cálculo exacto o gradiente de espera de alta tensión. Cabe señalar que los elementos más pequeños ofrece una convergencia más rápida de soluciones. 1.6.5.2

Especificación de un elemento de rigidez

Para el cálculo de la rigidez de los elementos necesarios para especificar las propiedades del material y la sección transversal o grosor de los elementos. propiedades del material se especifica mediante la orden de modelo> Propiedades> Material (Modelo> Propiedades> Material), y datos sobre las secciones transversales y el espesor se introducen con el comando Modelo> Propiedades> Sección o de espesor (Modelo> Propiedades> sección o grosor). El cuadro 1.1 muestra los comandos para calcular la rigidez de los diversos elementos. Elemento

Los datos sobre las Los datos sobre la sección Notas propiedades

del transversal o grosor

material Braguero

Material

Sección

Nota 1

Único elemento en tensión

Material

Sección

Nota 2

Único elemento de compresión

Material

Sección

Nota 3

Transmitir los elementos

Material

Sección

Nota 4

Elemento en deformación plana Material

Espesor

Nota 5

Paneles de control

Espesor

Nota 6

-

Nota 7

Material

Elemento en deformación plana Material

������ ��

Simetría axial elemento

Material

-

Nota 8

Tomo elemento

Material

-

Nota 9

Tabla 1.1 Equipos de entrada de datos para el cálculo de la rigidez elemento 1.6.5.3

 Notas

Para el cálculo de la rigidez de los elementos de armadura sólo se requieren las áreas transversales de las barras de granja. Los datos adicionales deberá consignarse en el formulario de la sección transversal necesaria para el diseño y representación gráfica de la estructura. Si los elementos del haz utilizado para modelar el hormigón armado (SRC) del elemento de construcción prefabricados, el programa calcula automáticamente la rigidez equivalente, lo que refleja el proceso de generación. Para los elementos planos de espesor especificado. Para los elementos de deformación plana y los elementos de simetría axial de la sección de tareas y el espesor no es necesaria porque el programa asigna automáticamente estos elementos de la unidad de espesor (1,0) y un ángulo de la unidad (1,0 rad), respectivamente. Para el elemento de volumen de trabajo espesor no es necesario, el programa determina el tamaño del elemento en sus puntos nodales. Propiedades de la sección de los elementos lineales y métodos de cálculo de estas propiedades se discuten a continuación. El usuario puede calcular directamente y entrar en las propiedades de las secciones de los elementos lineales, tales como armaduras, elementos de viga, etc Estos cálculos se deben realizar con gran cuidado, ya que las propiedades de las secciones transversales afectan significativamente el comportamiento de la estructura. En algunos casos, al calcular las propiedades de la sección deben tener en cuenta la fatiga de corrosión y materiales. Programa MIDAS / Civil establece las siguientes tres opciones para determinar las propiedades de la sección: Programa MIDAS / Civil calcula automáticamente las propiedades de la sección el usuario ha introducido el tamaño de la sección principal.

������ ��

El usuario entra y calcula todas las propiedades necesarias de la sección. El usuario especifica la sección de notación que figuran en la base de datos de código AISC, BS, Euro-code3, JIS, etc Al elegir la sección de propiedades de un número de identificación prismática, cónica, secciones compuestas y elementos prefabricados se pueden asignar individuales de identificación. En el caso de la construcción de la sección prefabricados utiliza una combinación de dos secciones de salida separadas. Propiedades de las secciones prefabricadas de acero y cambios concretos en las etapas de montaje, lo que refleja las propiedades de la masa de hormigón en la etapa de estructura, y cambiar las propiedades del hormigón en el proceso de incautación. A continuación se discuten los métodos para el cálculo de las propiedades de las secciones, y algunos puntos importantes que deben ser considerados en el cálculo.

1.6.6

Area (área de sección transversal)

El elemento de diseño transversal se utiliza para calcular la rigidez axial y tensión, si el elemento está sometido a fuerza de tracción o de compresión. La figura. 1.43 ilustra el procedimiento de cálculo. Las áreas transversales de la verdadera elementos estructurales estructurales deberían reducirse teniendo en cuenta los recortes en los elementos y teniendo en cuenta el cerrojo y orificios de los remaches para las conexiones. Programa MI-DAS/Civil no cuenta para estos relajación. Por lo tanto, si es necesario, el usuario se ve obligado a modificar los valores obtenidos a su discreción y el uso de la opción por encima del 2.

Zona = ∫dA = A1 + A2 + A3

������ ��

= (300 x 15) + (573 x 10) + (320 x 12) = 14070 Figura. 1.43 Ejemplo de cálculo de la sección s ección transversal

1.6.6.1

eficaz del área de corte (Asy, Asz)

eficaz del área de diseño del elemento de corte se ha utilizado para el cálculo de la rigidez de la sección transversal para el cambio en la dirección de los ejes y, z sección transversal. Si el área efectiva del cambio son iguales a cero, la tensión cortante en las respectivas áreas no se cuentan. Si el programa MIDAS / Civil calcula propiedades seccionales con las opciones 1 ó 3, los componentes relevantes de la rigidez de corte calculados automáticamente. La tabla de la figura. 1.44 Las fórmulas para calcular el área efectiva de corte. Aquí se utiliza la notación: Asy - área efectiva del cambio en la dirección del eje y sistema de coordenadas, ECS, Asz - área efectiva del cambio en la dirección del eje z de coordenadas ECS sistema

������ ��

El área efectiva

sección Tipo

de corte

El área efectiva

sección Tipo

de corte

1. Esquina

2. Canal

3. I-beam

4. Tauro

5. caja de paredes

6.

delgadas

paredes delgadas

vigas

7. Sólidos circular

8.

tubería

de

Rectangular

maciza sechenier

Figura. 1.44 eficaz del área de corte de varias secciones

������ ��

1.6.6.2

Resistencia a la torsión (Ixx)

La resistencia a la torsión es la rigidez a la torsión bajo la influencia de torque. A raíz de la fórmula tiene <1>

Donde Ixx -rigidez torsional, T – Par Θ - ángulo de torsión.

La rigidez torsional de la fórmula se debe confundir con el momento polar de inercia, que determina el esfuerzo cortante en la torsión. La rigidez torsional y el momento polar de inercia coinciden en el caso de secciones cilíndricas circulares o de espesor. No hay una fórmula general de cálculo de la rigidez torsional, apto para todo tipo de secciones. Métodos para el cálculo de la rigidez torsional de secciones delgadas de perfil abierto y cerrado y las secciones de paredes delgadas difieren significativamente. Para el cálculo de la rigidez torsional de pared delgada de sección transversal abierta utiliza un método aproximado. La sección está dividida en varias sub-áreas de forma rectangular, a continuación, la rigidez de subdominios se suman para formar la rigidez global del IXX, para el cálculo de los cuales se obtiene la siguiente fórmula. < 2>

Donde ixx - la rigidez torsional de subáreas rectangulares 2a - la longitud del lado largo de las subzonas

������ ��

2b - la longitud del lado corto de la subregión. La figura. 1.45 ilustra la siguiente fórmula para calcular la rigidez torsional de paredes delgadas, sección cerrada de los tubos tipo de vara.< 3>

Donde A - área de la sección de tubería dS - el elemento de la sección de la línea media en el punto actual, t - el espesor de la tubería en el punto actual Para que dichos tramos, como el puente de caja viga, que tomó la forma de tubos de pared gruesa, la rigidez a la torsión se puede obtener mediante una combinación de los dos anteriores relaciones, <1>, y < 3>.

Figura. 1.45 La rigidez torsional de la sección de paredes delgadas de tubos de perfil cerrado

������ ��

La rigidez

sección Tipo

torsional

De sección circular

sección Tipo 2.

La

rigidez

torsional

Sección

cuadrada

sección transversal rectangular

Fig. 1.46 rigidez a la torsión de una sección sólida

La

sección Tipo 1.Truba

torsional rectangular

rigidez

sección Tipo 2.

Ronda

La rigidez torsional de

tuberías

(caja)

Figura. 1.47 La rigidez torsional de secciones delgadas de un perfil cerrado

������ ��

Rigidez torsional Vista seccional

1.

Esquina

2. Tauro

3.-Canal El importe de la rigidez a la torsión de las dos esquinas

4.

I-beam

Figura. 1.48 La rigidez torsional de la pared gruesa secciones abiertas

������ ��

sección Tipo

La rigidez torsional

Esquina

Canal

3. I-sección

4. Tauro

5. Asimétrica I-sección

Fig. 1.49 rigidez torsional de pared delgada abierta perfil secciones

������ ��

En la práctica, a menudo usados sección compuesta. Una sección compuesta puede incluir secciones, abiertas y cerradas sección. En este caso, el cálculo de la rigidez se lleva a cabo para cada una de las secciones por separado y luego para determinar la rigidez general de los componentes de la rigidez de la sección compuesta se añaden. Por ejemplo, como se muestra en ris.1.50 sección compuesta consta de dos I-sección y forma una sección cerrada en la parte media y dos perfil abierto de sección en cada una de las partes. , La rigidez a la torsión de una sección de perfiles cerrados (sombra parcial) <4>

- La rigidez torsional de secciones abiertas de perfil (no sombreada partes)< 5>

- La rigidez general de la sección compuesta < 6>

La figura. 1.51 muestra una sección compuesto reforzado, que es un doble "T", los estantes que están conectados por dos placas. Una sección compuesta como resultado de la forma dos secciones cerradas. En este caso, la rigidez torsional de la sección transversal se calcula de la siguiente manera. Si la contribución rigidez a la torsión de los extremos de los bordes es pequeña comparada con la rigidez de toda la sección transversal, la rigidez de la sección transversal se puede calcular como la rigidez del perfil exterior cerrado (cuadriculada) por la fórmula <7>.

������ ��

Si la rigidez a la torsión de secciones abiertas es tan grande que no puede pasarse por alto, entonces debe ser incluido en la rigidez general de la sección transversal.

Figura. 1.50 La rigidez torsional de la sección transversal, que consiste en secciones de la sección cerrada y abierta

Figura. 1.51 La rigidez torsional de la sección, que consta de dos secciones de un perfil cerrado

1.6.6.3

 Momento de inercia del área transversal (AIJ, Izz)

Los momentos de inercia de la sección transversal utilizada para calcular la rigidez a la flexión

������ ��

de la determinación de la resistencia de la sección transversal momentos de flexión. Momentos de inercia se calculan sobre la parte central de la OEI. Sistema de Momento de inercia del área transversal en relación con el eje de coordenadas ECS < 8>

- El momento de inercia del área transversal en relación con el eje z del sistema de coordenadas ECS < 9>

Determinación de los ejes centrales z e y

������ ��

Definición de momentos de inercia Izz y Iyy

Figura. 1.52 Ejemplo de momentos decisivos de la inercia

1.6.7

Centrífuga momento de inercia (Iyz)

Centrífuga momento de inercia se utiliza para calcular las tensiones en las secciones transversales no son simétricas y está dada por: < 10>

Momento centrífugo de la sección transversal, que tiene por lo menos un eje de simetría es cero - Iyz = 0. Estas secciones, como la I-sección, tubería, de sección en caja, canal y de marca, simétrica, por lo menos con respecto a un eje y local o z. secciones centrífuga momento asimétrica como la esquina es diferente de cero - Iyz ≠ 0 y debe ser calculado, ya que se usa para determinar los componentes de estrés. Centrífuga momento de inercia se determina por la esquina, como se muestra en la figura. 1.53.

������ ��

Figura. 1.53 Centrífuga momento de inercia de esquina

Figura. 1.54 Distribución de los esfuerzos de flexión no es simétrico en la sección transversal

Eje neutro en la sección representativa - es la línea en los puntos donde la flexión es igual a cero. Como se muestra en la parte derecha de la figura 1.54, n eje es el eje neutro, y

������ ��

perpendicular al eje m del eje neutro. Dado que la tensión de flexión en el eje neutro es cero, la posición del eje neutro puede determinarse a partir de la siguiente ecuación: < 11>

A continuación se presenta una fórmula general para determinar la tensión normal de flexión: <12>

En el caso de la I-momento en la sección centrífuga es cero - Iyz = 0, por lo que la fórmula para determinar el esfuerzo normal se puede simplificar: < 13>

Donde AIJ - el momento de inercia sobre el eje y ECS, Izz-momento de inercia alrededor del eje z ECS, Iyz - centrífuga momento de inercia, Y - distancia del eje neutro en la dirección de la ECS y el eje hasta el punto actual, que se calcula la flexión, Z - la distancia desde el eje neutro en la dirección del eje z ECS al punto actual, que se calcula la flexión,

������ ��

-Mi momento de flexión alrededor del eje y ECS, Mz - momento de flexión alrededor del eje z ECS. Las expresiones generales para el cálculo de las tensiones tangenciales en flexión en la dirección de los ejes y y z ECS son los siguientes: < 14>

< 15>

Donde Vy - la fuerza cortante a lo largo del eje y ECS, Vz -fuerza de corte a lo largo del eje z ECS, Qy - momento estático sobre el eje de la CE, Qz - Momento estático alrededor del eje z ECS, by - Anchura de sección en la dirección normal al eje z, donde ECS en un lugar el esfuerzo de corte calculados, bz - Anchura de sección en la dirección normal a la ECS eje y en un lugar donde el esfuerzo cortante calculado. 1.6.7.1

 Momento estático (Qy, Qz)

Momento estático de la sección transversal se utiliza para calcular las tensiones tangenciales en la sección de puntos. Momento estático se define por: < 16>

������ ��

< 17>

Si la sección es simétrica, por lo menos para uno de los yoz, las tensiones tangenciales en un punto arbitrario de la sección se calcula como: < 18>

< 19>

Donde Vy - fuerza de corte a lo largo del eje y ECS, Vz -fuerza de corte a lo largo del eje z ECS, AIJ - el momento de inercia sobre el eje y ECS, Izz - el momento de inercia alrededor del eje z ECS, by - el espesor de la sección en la dirección de la ECS y el eje hasta el punto donde la fuerza cortante calculada estrés bz - el espesor de la sección en la dirección del eje z ECS hasta el punto en el esfuerzo de corte calculados.

1.6.8

Shear factor de esfuerzo cortante (Qyb, QZB)

factor de corte de tensión de corte se utiliza en el cálculo de tensiones tangenciales en la sección transversal y se obtiene dividiendo el momento estático de la corte de parte de la sección a la anchura de la sección transversal en este punto. < 20>

������ ��

< 21>

Figura. 1.55 Ejemplo de cálculo del coeficiente de corte de tensión de corte

1.6.9

Rigidez de secciones prefabricadas

Programa MIDAS / Civil calcula la rigidez de las secciones prefabricadas de acero estructural y reforzado con la influencia del proceso de montaje. barras de refuerzo se supone que deben incluirse en la sección de hormigón. El proceso de montaje se refleja en las propiedades de sección equivalente. Para el cálculo de la sección de propiedades equivalentes en el programa utiliza módulos de elasticidad del acero (Es) y ciertos materiales concretos (Ec), de la Conferencia sobre la estabilidad de las estructuras de 1979, Estados Unidos (SSRC79 - estabilidad estructural del

������ ��

Consejo de Investigación, 1979, EE.UU.). Además, el valor de Ec se reduce en un 20% de conformidad con el Eurocódigo 4. Equivalente de la área de la sección

Equivalente efectiva área de la corte

Equivalente momento de inercia

Donde AST1 - una superficie de acero estructural, Acon - una superficie de hormigón, Asst1 - el área efectiva de acero estructural de corte Ascon - el área efectiva de corte de concreto, Ist1 - momento de inercia del área de acero estructural, Icono - momento de inercia de la superficie de hormigón, REN módulos relacionados con el (la relación de módulos de elasticidad del acero estructural y hormigón, Es / Ec)

������ ��

1.7 Las condiciones de contorno 1.7.1

Las condiciones de contorno

Las condiciones de frontera se dividen en las condiciones de contorno en los nudos y las condiciones de contorno en los elementos. Las condiciones de frontera en los sitios La fijación del grado de libertad los elementos límite elástico (tipo de soporte de resortes) Elemento elástico de acoplamiento (acoplamiento elástico) Las condiciones de frontera en el elemento Extracción de los enlaces del final del elemento inserto rígido al final (desplazamiento hasta el final de la viga) Enlaces fijos.

1.7.2

Asegurar los grados de libertad

La función de fijar los grados de libertad se puede utilizar para obtener el apoyo del movimiento de los nodos, o nodos, la conexión de elementos tales como elementos de la granja, los elementos de tensión plana y elementos de la placa en la que algunos grados de libertad no están definidas. La consolidación en el nodo puede ser introducido en la dirección de 6 grados de libertad, que se definen ya sea en el sistema global de coordenadas (GCS), o en un sistema de coordenadas local en el sitio (NCS). Fig. 1.56 ilustra el método de introducción de la fijación de grados de libertad en el modelo de una granja de plano. Debido a que los sitios de modelos de dos dimensiones sólo puede moverse en el plano XZ GCS, todos los nodos en el modelo debe ser garantizado por el movimiento en la dirección de la GCS Y y rotaciones alrededor de los ejes X y GCS Z utilizando el comando Modelo> Límites> Soporte (Modelo> Límites> Atrezzo). En el nodo N1, que es fijado de forma rígida, introduce sitio adicional fijación de los ������ ��

desplazamientos en la X y Z GCS y la rotación alrededor del eje Y GCS. , Para que una función del Sup-puertos (soportes).

Figura. 1.56 Modelo de granja con un global de referencia que se fijan los sitios

Nodo N3 se fija a un soporte de pivote móvil que permite el movimiento a lo largo del eje X GCS y prohíbe el movimiento en la dirección del eje Z GCS, por lo tanto, en este sitio de unión se encuentra moviendo en la dirección del eje Z GCS. Nodo N5 se asegura con un soporte de pivote móvil que permite el movimiento del nodo en la dirección x del sistema de coordenadas local SNC e impide el movimiento en la dirección de la NCS Z. La posición del sistema local de ejes definidos por el ángulo NCS NCS eje x al eje X GCS. Traslado de la asamblea de apoyo a lo largo del eje z NCS debe fijarse con los soportes opciones (Atrezzo). Conexión en los nodos se introducen en apoyo, el movimiento de que en realidad es insignificante. Si un nodo se introduce nodos de comunicación, el nodo aparece la respuesta adecuada. Las reacciones en los sitios evaluados en el GCS sistema global de coordenadas, pero se puede calcular en el NCS local, si es que se determine. Fig. 1.57 Ejemplos de consolidación no es ciertos grados de libertad de los elementos con los soportes opción (Atrezzo). Fig. 1.57 (a) Traslado de los sitios de explotación en la dirección del eje X y los ángulos de rotación en todos los ejes son fijos, ya que los elementos de la experiencia única granja deformación axial, y los nodos pueden tener movimientos agrícolas plana sólo en el plano YZ. ������ ��

Fig. 1.57 (b), representada por la I-en forma de vigas, los estantes superiores e inferiores de las cuales son modeladas por elementos finitos de haz y la pared es modelada por los elementos de tensión plana. elementos de la viga con seis grados de libertad en cada nodo, por lo que en aquellos sitios en los que los elementos de tensión plana unida a elementos de la viga, la introducción de enlaces, no es preciso. Al mismo tiempo, los terrenos donde los elementos de un estado de tensión plana se conectan unos con otros, introducir restricciones adicionales que prohíben el movimiento del avión en la dirección Y y la rotación en todos los ejes del sistema de coordenadas globales, ya que los elementos de tensión plana son los nodos, sólo grado lineal de la libertad en su propio plano.

(a) Elementos de conexión de granja

(b) Simulación de viga en voladizo en forma de I: los estantes superiores e inferiores son modeladas por elementos de viga, la pared es simulado por los elementos en el estado de tensión plana Figura. 1.57 Ejemplos de fijar los grados de libertad

������ ��

1.8 Elementos límite elástico (muelle de apoyo) elementos límite elástico se utilizan para determinar la rigidez de las estructuras de conexión o estructuras con las fundaciones. También se utilizan para evitar errores de singularidades que se presentan en los nudos, que combinan elementos con un conjunto incompleto de grados de libertad en los nodos, como un elemento de la explotación, elemento plano de tensión plana, la placa de elemento, etc Apoyo a los resortes en el sitio se pueden entregar en la dirección de los seis grados de libertad, es decir, en la dirección de los tres movimientos en la dirección de los ejes X, Y, Z y tres rotaciones alrededor de los ejes X, Y, el sistema Z de coordenadas globales (MCG). Los componentes de resortes lineales y la primavera, que trabajan en el sentido de giro, que se define en términos de unidad de la fuerza por unidad de longitud y unidad de tiempo en radianes, respectivamente.

Figura. 1.58 Modelado de las condiciones de frontera con el apoyo resortes en los puntos

������ ��

Figura.1.59 Modelado de las condiciones de frontera con el apoyo de los resortes distribuidos sobre la superficie

Apoyo a plena utilización de los resortes para simular la rigidez de las columnas de apoyo, las pilas o las condiciones de apoyo sobre el terreno. En el modelado de la base de los pilares fundamentales del coeficiente de la cama subrasante multiplicado por el área efectiva adyacentes a los sitios respectivos. Para la simulación rápida de las condiciones en las superficies de contacto del programa MIDAS / Civil opción implica el uso de las ayudas de Surface Spring Supports (distribuidas en la superficie de los soportes de muelle). En el Modelo> Límites> Apoya Surface Spring Supports (Modelo> Límites> dependencia de la primavera en la superficie) opción seleccionada en el punto de la primavera, y nombró el coeficiente de la cama subrasante. Luego, por la rigidez concentrada en los sitios de los manantiales que simula las condiciones de apoyo sobre la superficie, el coeficiente de la cama del suelo se multiplica por el área efectiva en las cercanías de los sitios respectivos. Para tener en cuenta las características reales del suelo, que puedan soportar la opción de compresión sólo se ha seleccionado acoplamiento elástico, que funciona sólo en la compresión, y luego de formular las condiciones de apoyo introducidas capa de balasto tipo de cama. Tabla 1.2 muestra los coeficientes de la cama de los tipos de suelo que aparecen en las típicas cálculos prácticos. valores mínimos recomendados y máximos de utilizarse por separado y en los valores de cálculo utilizados con la población a la discreción del diseñador. la rigidez axial de la primavera soportes para las columnas o pilotes se calcula como EA / H, donde E - módulo de elasticidad de la columna o pila, A - área efectiva de corte transversal, H - longitud efectiva.

������ ��

El tipo de suelo

Coeficiente de la cama (kN/m3)

Suave arcilla

12000 ~ 24000

Arcilla de dureza media

24000 ~ 48000

Bajo

48000~ 112000

Arena movediza

4800 ~ 16000

La

arenisca

es

de

densidad media arenisca sedimentado de densidad media Grava arcillosa

9600 ~ 80000

24000 ~ 48000 48000 ~ 96000

Franco de densidad media 32000 ~ 80000 Estrecha la piedra arenisca 64000 ~ 130000 Arenisca muy apretada

80000~ 190000

Sedimentado grava

80000~ 190000

Tabla 1.2 Los valores típicos de la cama del suelo 9

Para simular la rigidez de la rotación de la ayuda en algunas partes del diseño utiliza barras de torsión. Si la columna es una columna, la rigidez se calcula como αEI / H, donde α - coeficiente de rigidez a la rotación, que - en el momento de inercia efectivo, H - longitud efectiva. En general, el resorte montado en el nodo se introducen en la dirección de cada grado de libertad. Sin embargo, la necesidad de un cálculo más preciso es necesario, además de la rigidez en la dirección de cada grado de libertad para considerar la rigidez conjugado adicionales asociados con otros grados de libertad. Springs, en representación de la rigidez vinculante, puede ser necesario rotaciones modelo que implica el movimiento de traslación.

9 Ver

"Foundation Analysis and Design" , Joseph E. Bowles , 4th Edition ������ ��

Por ejemplo, la necesidad de conectar las fuentes puede ocurrir en la simulación de la fundación de la pila de apoyo muelles. Un cálculo más riguroso se puede hacer mediante la introducción, además de la rigidez del movimiento lineal en cada dirección correspondiente rigidez rotacional. Apoyo a los resortes se fijan a un nodo en la GCS ejes globales de diseño, si no se introdujo un sistema de coordenadas local en un sitio en este último caso, el apoyo manantiales se definen en un sistema de coordinación de NCS. Singularity puede causar errores cuando la dureza total en la dirección de un cierto grado de libertad es igual a cero. Si a evitar estos errores requieren la introducción de otros componentes de la rigidez de rotación, se recomienda utilizar los valores 0,0001 a 0,01. El orden de los valores pueden variar en cierta medida en función del sistema de unidades. Para evitar los errores de la singularidad, el programa MIDAS / Civil establece la función se le asigna automáticamente el valor de tal rigidez que afectan significativamente los resultados del cálculo.

1.8.1

Elemento de acoplamiento elástico

Elemento de acoplamiento elástico conecta dos nodos, tales como elementos finitos, la rigidez del elemento de acoplamiento es asignado por el usuario. conexión elástica puede, en principio, ser representado por los elementos de los elementos de explotación o de la viga. Sin embargo, este enfoque no proporciona al usuario que desee a la magnitud y l a dirección de la rigidez. Elemento de acoplamiento elástico se ensambla a partir de tres rigidez lineal y rigidez a la curva tres, que se definen en un sistema de coordinación de ECS. Lineal y la rigidez de rotación del elemento de conexión elástica puede ser expresada en unidades de fuerza por unidad de longitud y en unidades de tiempo por radián, respectivamente. Ris.1.60 representa la dirección de los ejes de las coordenadas del sistema ECS. elemento de acoplamiento elástico puede ser un elemento de trabajo sólo en la tensión, o los elementos de trabajo sólo en la compresión, en este caso se puede dar sólo la rigidez lineal en la dirección del eje x ECS. Un ejemplo de los lazos elásticos están dando elasticidad de las estructuras de puente por el que la superestructura descansa sobre pilares. elemento de acoplamiento elástico, que funciona sólo en la compresión, puede ser utilizado para simular las condiciones en el contacto

������ ��

con el suelo. Opción es un enlace duro conecta dos nodos con respecto a la "infinita" rigidez. 10

Figura. 1.60 El sistema de coordenadas ECS acoplamiento elemento elástico, que conecta dos nodos

1.8.2

Extracción de los enlaces del final del elemento

Si dos elementos están conectados en un nodo, a continuación, la presencia de enlaces que proporciona rigidez en la dirección de la combinación de los elementos relacionados con los grados de libertad. Función de la eliminación de la conexión en el extremo del elemento anula dicha comunicación. Esta función se puede aplicar a los elementos de una viga o losa. Métodos para la eliminación de los enlaces de abajo. Opción de haz final de lanzamiento (Extracción de enlaces al final de la viga) se puede utilizar para eliminar los enlaces que se encuentran en todos los grados de libertad en cada nodo de elementos de viga. Utilizando los coeficientes de consolidación parcial, puede crear una rigidez parcial de los elementos. Si al final de cada elemento de la viga quitado tres enlaces, que prohíbe una vez, haz elemento adquiere las propiedades de la Granja de elementos finitos.11 Del mismo modo, la opción de la placa final de lanzamiento (Extracción de enlaces a las tablas

10  Ver

“Model> Boundaries>Elastic Link” ("Modelo> Límites de bonos> elástico") en un tutorial

interactivo. 11 

Consulte la sección "Modelo> Límites> Transferir final del estreno" ("Modelo> Límites>

Eliminación de la conexión en el extremo de la viga) en un tutorial interactivo. ������ ��

del nodo) se puede utilizar para eliminar los enlaces que se encuentran en todos los grados de libertad en cada uno de los nodos de tres o cuatro de la placa del elemento. Recordemos que los nodos de la placa de elemento no se define el ángulo de rotación sobre un eje perpendicular al plano del elemento. Si los nodos de la placa del elemento eliminado todos los enlaces para prohibir giros y movimientos del plano del elemento, la placa elemento adquiere las propiedades de un elemento en el plano estado de estrés.12 Eliminación de enlaces siempre se da en el sistema de coordenadas local del elemento (ECS). Al retirar la conexión, dada la GCS sistema global de coordenadas, hay que tener cuidado. Por otra parte, el cambio en la rigidez debido a la eliminación de los enlaces al final del elemento puede causar un error de la singularidad, que debe pedir al usuario asignar cuidadosamente la eliminación de los vínculos, analizar exhaustivamente el diseño en su conjunto. Fig. 1.61 y 1.62 muestran las condiciones de contorno del modelo, en los que la conexión entre los tramos del puente y los muelles se modelan mediante una fianza de extracción en los elementos de la viga y elementos de la placa.

Figura. 1.61 El pavimento compuesto de la base del puente

12 Consulte

la sección "Modelo> Límites> Placa final del estreno" ("Modelo> Límites> Eliminación

de la placa de nodos de comunicación") en un tutorial interactivo. ������ ��

(a) Simulación de elementos de viga

(b) Modelado de elementos de la placa

Figura. 1.62 Modelado de la eliminación de los vínculos con elementos de viga y elementos de la placa

1.8.3

Estudio de los efectos de la zona del panel

Elementos del marco de las estructuras civiles e industriales suelen estar representados por los ejes de los elementos. Al mismo tiempo, una conexión de banda real en la intersección de los ejes de los elementos - el panel de zona (zonas del panel) tienen dimensiones físicas reales. Ignorado en el cálculo del tamaño de las zonas de conexión lleva a aumento de los valores de los desplazamientos y momentos. Para tener en cuenta las excentricidades de los compuestos de los elementos y los efectos del panel de zona del programa MIDAS / Civil establece los siguientes métodos: Programa MIDAS / Civil calcula automáticamente el tamaño de los insertos de extremo duro (offset) en los extremos de los elementos en todas las áreas del grupo, en la intersección de la columna y elementos de viga.13 El usuario puede directamente determina el tamaño de los desplazamientos de los extremos rígidos en los extremos de los elementos de viga.14

13 Consulte

la sección "Modelo> Límites> Panel de Zona Efectos" ("Modelo> Límites> Zona panel

Efectos") en un tutorial interactivo 14 Ver

"Los límites del modelo>> Compensaciones extremo de la viga" ������ ��

Tenga en cuenta que el haz de términos y la rejilla utilizada en esta sección como equivalentes. (Ver fig. 1.63 y 1.64) La idea de la magnitud de desplazamientos de los extremos duros en el programa MIDAS / Civil sólo es aplicable a los elementos de la viga, incluyendo elementos de viga afilada. 1.8.3.1

Cálculo automático de la rigidez de la zona del panel

Si la tensión de flexión y las zonas de corte del panel se tienen en cuenta, a continuación, la longitud efectiva para el cálculo de la rigidez del elemento se puede escribir como:

donde L - distancia entre nodos, Ri y Rj - el tamaño de los insertos extremo duro en los extremos de la viga. Si la longitud del elemento se define simplemente como L1, a continuación, el resultado contendrá algunos errores debido a la inobservancia de la cepa apretada final real. Programa MIDAS / Civil permite al usuario reducir estos errores, para el que se presentó el panel para las áreas de compensación coeficiente de - el coeficiente de compensación.

donde ZF-tasa de desplazamiento para la zona del panel. El coeficiente de compensación para las gamas de la zona de panel de 0 a 1.0. Factor se determina a discreción del usuario, ya que depende del tipo de compuestos y el uso de refuerzo. Coeficiente de la zona del panel (un término equivalente al término "coeficiente de compensar el límite duro") no afecta el cálculo de la deformación axial y el esfuerzo de torsión. A estos efectos toda la longitud del elemento (L).

("Modelo> Límites> Final compensar las vigas) en el tutorial interactivo. ������ ��

Figura. 1.63 Formulario de banda de Hard compuestos viga-columna

Figura. 1.64 Los ejemplos de desplazamientos de los extremos requeridos por diferentes compuestos en los ejes neutral de elementos de viga

Cuando se utiliza el modelo> Límites> Panel de Efectos Zona (Modelo> Límites> Zona panel Efectos) en el MIDAS programa o eje Civil Z GCS ejes globales enviado automáticamente en contra de la dirección de la gravedad, y de forma automática el cálculo del tamaño de las compensaciones extremo rígido de las zonas del panel. Tenga en cuenta que el tamaño de los desplazamientos de los extremos rígidos se aplican sólo en el cálculo de las uniones vigacolumna. Las columnas representan los elementos en paralelo al eje Z GCS, elementos de viga ������ ��

se presentan en paralelo al plano XY GCS. 15 Si para el cálculo de las compensaciones límite de tamaño de forma automática se utiliza la función del panel Efectos de Zona (Efectos del panel de zona), el usuario puede seleccionar la posición de desplazamiento (posición de desplazamiento). En este caso, en función de los desplazamientos posición varía la rigidez del elemento, la aplicación de su propio peso y cargas distribuidas, así como la posición de la retirada de los elementos que se ajustan coeficiente de compensación. Si selecciona la zona del Grupo Especial (Zona del panel), el coeficiente de compensación sólo afecta a la longitud de los elementos que se utilizan en el cálculo de los elementos de rigidez. Aplicación de su propio peso y la ubicación de las cargas distribuidas, así como la ubicación de la retirada de un elemento se determina con base en los límites de las zonas del panel, es decir, en las fachadas de las columnas de las vigas y las vigas para las fachadas de las torres. Selección de compensación de posición (posición de desplazamiento) con el valor del coeficiente de compensación igual a 1.0 para la opción de salida de posición (posición O) en el Panel de Efectos Zona (Efectos de la zona del panel) es equivalente a seleccionar Panel Zone (Zona del panel) con un coeficiente de compensación, igual a 1.0. En consecuencia, la elección de opciones de compensación de posición (posición de desplazamiento) para la opción de salida de posición (posición de E / S) con un coeficiente de compensación, el cero es equivalente al caso en que no se tiene en cuenta el tamaño de los insertos final duro. Si su compensaciones límite duro debe calcularse de forma automática utilizando una función de Panel de Efectos Zona (Efectos del panel de zona), la forma en la aplicación de su propio peso y cargas distribuidas, así como la ubicación de la retirada de un elemento determina la salida de la opción de posición (posición de la salida). Cálculo de la rigidez del elemento En el cálculo de la rigidez del elemento axial y la rigidez torsional como la longitud se utiliza la distancia entre los nodos del elemento. Al mismo tiempo, para calcular la rigidez de corte y doblado como la longitud usada por la menor duración L1 = L ¬-ZF (Ri RJ), que refleja el impacto de las compensaciones sin afectar la posición de retirada en el elemento (ver fig. 1.65).

15 Consulte

la sección "Modelo> Tipo de estructura" ("Modelo de diseño de tipo>) en el tutorial

interactivo. ������ ��

Cálculo de cargas distribuidas Si la función de salida de posición (posición de E / S) se selecciona la opción Panel de Zona (Zona de Grupo), cualquier distribución de carga en el tamaño de los desplazamientos de los extremos rígidos dado al nodo apropiado. Otras cargas distribuidas se reducen a una las fuerzas transversales y momentos concentrados, como se muestra en la figura. 1,66. Si la función de salida de posición (posición de E / S) se selecciona la opción de compensación de posición (posición de desplazamiento), las fuerzas se calculan teniendo en cuenta la ubicación de las inserciones terminales duro, que se refleja en el coeficiente de compensación. Longitud del elemento en el cálculo de su propio peso Peso neto de la columna se calcula para toda la longitud del elemento, sin la influencia del tamaño de los insertos final duro. En el cálculo de sus vigas propio peso utiliza la longitud reducida L1 = L-¬ (Ri Rj), igual a la distancia entre los nodos, menos el tamaño de los desplazamientos de los extremos rígidos, si la salida de la función de posición (posición de E / S) se selecciona la opción Panel de Zona (panel de la zona). Si la función de salida de posición (posición de E / S) se selecciona la opción de compensación de posición (posición de desplazamiento), la distancia total entre los nodos se reduce por el ajuste de los desplazamientos de los extremos rígidos, y la menor duración será igual a L1 = L-ZF (Ri RJ). Calcula utilizando una menor duración de su propio peso se da a las fuerzas transversales y momentos concentrados utilizando el método descrito antes para el cálculo de las cargas. La posición de la salida de las fuerzas internas en el elemento Si la función de salida de posición (posición de E / S) se selecciona la opción Panel de Zona (Zona del panel), las fuerzas internas en las columnas y las vigas se calculan en las zonas extremas de la articulación y en los puntos en un cuarto de la unión entre las zonas. Si el cálculo de fuerzas en las vigas de la función de salida de posición (posición de E / S) se selecciona la opción de compensación de posición (posición de desplazamiento), las fuerzas se calculan en posiciones similares con respecto a un límite especificado inserta tamaño duro. Tenga en cuenta que la salida de la posición para la función de panel de zona (Zona del panel) son idénticos al caso en que la salida de la función de posición (posición de E / S) se selecciona la opción de compensación de posición (posición de desplazamiento) con un coeficiente de compensación, igual a 1.0. Tamaño del límite duro compensado por la eliminación de los bonos en el extremo de la viga Si uno o ambos extremos de las columnas o vigas de comunicaciones levantada y giratorio creado, el tamaño de los insertos final duro en los nodos apropiados no se tendrá en cuenta.

������ ��

Método de contabilización de las zonas de la columna del panel Zona columnas del panel se calculan en las partes superior e inferior (ver fig. 1.65). En los puntos de conexión de los elementos de las columnas y las vigas de la zona del panel de la columna se calculan teniendo en cuenta la altura y dirección de las vigas conectadas a la columna. En el caso de las conexiones viga-columna, como se muestra en la figura. 1.67, panel de columnas de la zona se calculan por separado para la Y y Z ECS. Si la columna de alinear los elementos de la viga en diferentes direcciones, el panel de área en cada dirección se calcula de la siguiente manera (ver ris.1.68): RCY = BD x cos2 θ RCZ = BD × sen2 θ RCY - el tamaño del límite duro desplazamiento en relación con el ECS eje y en la parte superior de la columna, RCZ - el tamaño del límite duro desplazamiento con respecto al eje z ECS en la parte superior de la columna, BD - altura de la viga que se une a la columna, θ - ángulo del eje de la viga columna z ECS.

Las columnas del panel de zona en cada dirección se elige entre las áreas más importantes del grupo, calculado para los elementos de viga.

������ ��

Coeficiente

de Longitud efectiva para el

compensación

cálculo de rigidez

1.00

L - 1.00 × (A + B)

0.75

L - 0.75 × (A + B)

0.50

L – 0.50 × (A + B)

0.25

L – 0.25 × (A + B)

0.00

L - 0.00 × (A + B)

Consulte la sección "Modelo> Tipo de estructura" ("Modelo de diseño de tipo>) en interaktivnKoeffitsient Offset: límite de factor de compensación duro, que se incorpora en la opción" Panel de Efectos Zone "(" Efectos de la zona del panel ") (C) Longitud efectiva para el cálculo de la rigidez (B = 0, col umnas) Figura. 1.65 Longitud efectiva para el cálculo de la rigidez a la flexión y la rigidez en la zona de corte con la opción Panel de Efectos Zona (Efectos del panel)

������ ��

Longitud efectiva para el cálculo de la rigidez a la flexión y la rigidez en la corte con la opción Panel de Efectos Zona (Efectos zonLi Ri = 1,0 x - para organizar la retirada del elemento seleccionado del panel de zona (el panel de la zona); Li = ZF × Ri - para organizar la retirada del elemento seleccionado de compensación de posición (posición de desplazamiento); Lj = 1,0 x RJ - para la ubicación de la retirada del elemento seleccionado del panel de zona (el panel de la zona); Lj = ZF x RJ-ubicación para la retirada del elemento seleccionado de compensación de posición (posición de desplazamiento); Ri - el tamaño del límite duro desplazamiento en el nodo i-ésimo; Rj - el tamaño del límite duro desplazamiento en el j-el nodo; ZF-factor de límite duro de compensación; V1, V2-lista cruzada lodos de la carga distribuida entre los extremos de las compensaciones; M1, M2 - el momento reducido de distribución de la carga entre los extremos de las compensaciones; V3, V4 - Las fuerzas de corte reducidas en la distribución de la carga entre los puntos extremos

������ ��

de la compensación y ganglionar. Viga

LR = 1.0 × R - para determinar la posición de la retirada de un elemento se selecciona Panel de Zona (panel de la zona); LR = ZF × R-para determinar la posición de la retirada de un elemento se selecciona de compensación de posición (posición de desplazamiento); R - coeficiente del límite duro de compensación; V1, V2 - habida cuenta de las fuerzas concentradas de la carga distribuida se aplica entre el final de compensación y un nodo más bajo; M1, M2 - el momento de reducir una carga distribuida aplicada entre el final de compensación y un nodo más bajo; V3 - se reducirá la fuerza recibida de la adjunta entre el final de la compensación y el nodo superior de una carga distribuida. (B) Columna Figura. 1.66 carga distribuida y la ubicación de la retirada del elemento en el caso de que la contabilidad para el tamaño de las compensaciones finales duro con la función del Grupo Especial

������ ��

Zona efectos (Efectos del panel de zona)

Figura. 1.67 Las dimensiones de las compensaciones extremo rígido de la columna cuando se utiliza la zona de panel de efectos Zona (Efectos del panel)

������ ��

Donde BD - altura de la viga; RCZ - el tamaño del límite duro desplazamiento flexión alrededor del eje del momento de inercia mínimo; RCY - el tamaño del límite duro desplazamiento flexión alrededor del eje de máximo momento de inercia Figura 1.68 Un ejemplo de la determinación de las compensaciones extremo rígido de la columna cuando se utiliza la zona de Panel de Efectos Zona (Efectos del panel)

1.8.4 El método de cálculo de los puntos duros en los extremos de las vigas Tamaño del límite duro desplazamiento vigas, unidas a la columna, determinada por la altura y la anchura de la sección de la columna, en relación con el extremo de la viga y se define de la siguiente manera.

������ ��

La fórmula para calcular el tamaño del límite duro compensar una dirección arbitraria de la viga (ver Fig. 1.69.) Tiene la forma:

Profundidad - el tamaño de la sección transversal de la columna en la dirección de la ECS z, Ancho - el tamaño de la sección transversal de la columna de la dirección y ECS, Θ - ángulo del eje de la viga z ECS columna

.

Figura. 1.69 Dimensiones de desplazamientos de los extremos rígidos en los e xtremos de las vigas al utilizar la zona de Panel de Efectos Zona (Efectos del panel)

������ ��

Figura. 1.70 Ejemplo de cálculo de los desplazamientos de los extremos rígidos rayos cuando se utiliza la zona de Panel de Efectos Zona (Efectos del panel)

1.8.4.1

El método por el cual el usuario directamente especifica el tamaño de los insertos extremo duro en ambos extremos de las vigas, con el haz de finalización de compensaciones (Offset en los extremos de las vigas)

Función del haz de finalización de compensaciones (Offset vigas en los extremos) permite al usuario designar el tamaño del duro final inserta utilizando los siguientes métodos:. 16 Los tamaños de los insertos en los dos extremos de la viga están dadas por los componentes de la dirección de los ejes X, Y y Z GCS. Los tamaños de los insertos en los dos extremos se fijan en la dirección del eje x ECS. El primer método se utiliza principalmente para establecer las excentricidades en las articulaciones. En este caso, para calcular la rigidez del elemento, la definición de carga variable y los valores de peso muerto se utiliza la distancia entre el final de compensación. Posición de desconexión y retirada de las conexiones de los elementos en los extremos del

16Consulte

la sección "Modelo> Límites> Transferir desplazamientos de los extremos" ("Modelo>

Límites> Desplazamiento en los extremos de las vigas) tutorial interactivo. ������ ��

elemento se definen con relación al fin de desplazamiento (ver fig. 1.64 (b) y (c)). El segundo método utilizado para definir la excentricidad en la dirección axial. Método define la rigidez axial, la ubicación de las fuerzas de la producción en los elementos y condiciones para la eliminación de los enlaces en los extremos del elemento cuando la ventana Panel de Efectos Zona (Efectos de la zona del panel) se selecciona Panel de Zona (Zona del panel) con un coeficiente de compensación, igual a 1.0. Sin embargo, para determinar la carga distribuida se utiliza en lugar de la menor duración de la longitud total entre dos nodos.

1.8.5

Principal y las unidades subordinadas (acoplamiento de funciones muy reducidos)

Función de un enlace fijo, definido comando Modelo> Límites> Enlace rígido (Modelo> Límites link> duro), geométricamente restringe el movimiento relativo de la estructura de nodos. Las restricciones geométricas de los movimientos recíprocos se introducen en un sitio separado, en el cual los nodos vecinos tienen uno o más grados de libertad. Que se refiere a una unidad separada llamada el nodo principal (nodo principal), las unidades subordinadas llamado Esclavo nodos (los nodos esclavo). Función de la conexión rígida comprende los siguientes tipos de conexiones: conexión rígida inserte conexión rígida y plana estricta relación lineal, enlace fijo de la rotación. Conexión Comunicación cuerpo rígido (Conexión relleno rígido) limita el movimiento relativo de un nodo maestro y el nodo esclavo como si estuvieran unidos por un sólido tridimensional. En este caso, los desplazamientos nodales relativos se mantienen constantes y las relaciones geométricas de los desplazamientos se expresa como sigue:

������ ��

donde DELTA.X Xm = - X, Dy = Ym - Ys, DELTA.z = Zm - Zs; m s índices y cuentan con opciones relacionadas con el nodo principal y nodo esclavo, respectivamente. UX, UY y UZ - moviendo en la dirección de los ejes X, Y, Z del sistema mundial de coordenadas (GCS), respectivamente; RX, RY y RZ - ángulos de rotación sobre los ejes X, Y, Z GCS, respectivamente; Xm, Ym, Zm - las coordenadas del sitio principal; Xs, Ys, Zs - las coordenadas del nodo esclavo. Esta función se puede aplicar a los elementos del diseño, la rigidez es considerablemente mayor que la rigidez de otros elementos, de modo que su deformación se puede descuidar. Función también se puede utilizar en caso de una placa reforzada para la comunicación con los bordes de la placa. Comunicación de conexión rígido plano (con planos rígidos) limita el movimiento relativo de un nodo maestro y nodos esclavos como si estuvieran conectados por un cuerpo paralelo rígida y plana al plano XY, YZ o ZX. Las distancias de proyección entre los nodos en el plano considerado permanecen constantes. las relaciones geométricas de los desplazamientos se expresa como sigue: 

conexión rígida plana, paralela al plano XY

UXs = UXm - RZm�Y UYs = UYm + RZm�X RZs = RZm 

conexión rígida plana, paralela al plano YZ

UYs = UYm - RXm�Z

������ ���

UZs = UZm + RXm�Y RXs = RXm 

conexión rígida plana, paralela al plano ZX

UZs = UZm - RYm�X UXs = UXm + RYm�Z RYs = RYm Función se utiliza principalmente para simular los diafragmas de piso, en los que el movimiento relativo de los nodos en el plano son insignificantes. Traducción de comunicación de conexión rígido (relación lineal rígido) restringe el movimiento relativo de traslación de un nodo de nodos maestro y esclavo en la dirección de los ejes X, Y o Z. las relaciones geométricas de los desplazamientos se expresa como sigue: 

Las restricciones sobre el movimiento en la dirección del eje X

UXs = UXm 

Las restricciones sobre el movimiento en la dirección Y

UYs = UYm 

Las restricciones sobre el movimiento en la dirección Z

UZs = UZm Conexión de rotación rígida (enlace duro de la vuelta de) limita las rotaciones mutuo de los nodos maestro y esclavo con respecto a los ejes X, Y o Z. las relaciones geométricas de los desplazamientos se expresa como sigue: 

Un enlace fijo de la rotación alrededor del eje X¬

RXS = RXM 

Un enlace fijo de la rotación alrededor del eje Y¬

Rys = RYM 

Un enlace fijo de la rotación alrededor del eje Z¬

������ ���

RZs = RZm Ejemplos de las funciones de la aplicación rígida de conexión Plano (con piso rígido) por losa del edificio (o cualquier otro diseño de la placa) para ayudar al usuario a comprender el concepto de la función de acoplamiento fuerte. Si el edificio está expuesto a cargas laterales, la deformación horizontal en cualquier punto en el plano de la coincidencia es generalmente pequeña en comparación con la cepa de otros elementos estructurales como columnas, paredes, y las comunicaciones. El comportamiento de las losas como diafragmas rígidos se puede garantizar la eliminación de todos los desplazamientos relativos en el plano de la placa, que se comportan como una sola entidad. Sus movimientos están compuestos de dos desplazamientos en el plano de traslación y rotación sobre la dirección vertical.

Figura. 1.71 Un diseño típico de las losas bajo la acción de la carga lateral

������ ���

Como se muestra en la figura. 1.71, si el diseño se somete a carga lateral y la rigidez de la coincidencia en el avión es mucho mayor que la rigidez horizontal de las columnas, las deformaciones de la coincidencia en el avión puede ser descuidado. En consecuencia, los valores de δ1 y δ2 puede considerarse iguales.

Figura. 1.72 a construcción de una planta, piso de losa que se e xpone a la par sobre el eje vertical

Si la estructura de un piso, como se muestra en ris.1.72 se expone a la par en el eje vertical y la rigidez de las placas en el plano es mucho mayor que la rigidez horizontal de las columnas, a continuación, el diafragma es generalmente rotado por un φ ángulo, donde φ ≅ φ1 ≅ φ2 ≅ φ3 φ4 ≅ . En consecuencia, cuatro grados de libertad de las juntas nodo puede ser reducido a un

solo grado de la placa de la libertad en su conjunto. Fig. 1.73 muestra el proceso de reducir el número total de grados de libertad de los nodos en el plano de la superposición de los 24 (6 × 4) a 15, teniendo en cuenta la superposición del trabajo como un diafragma rígido.

������ ���

Ux - grado de libertad de traslación en la dirección del nodo X correspondiente, Uy - grado de libertad de traslación en el nodo que corresponde la dirección Y, Uz - el grado de libertad de traslación en el nodo que corresponde la dirección Z, R x - grado de libertad de rotación alrededor del eje X nodo correspondiente, Ry - el grado de libertad de rotación alrededor del eje Y el nodo correspondiente, Rz - el grado de libertad de rotación alrededor del eje Z, el nodo correspondiente

Figura. 1.73 La reducción del número de grados de libertad de las losas que tiene una mayor rigidez en el plano

������ ���

Figura. 1.74 Traslado de las losas de la rigidez infinita bajo cargas horizontales

La reducción del número de grados de libertad que tiene placas de nodo principal bolUxm se mueve en la dirección de X, Uym-movimiento del nodo principal en la dirección Y, RZM --- ángulo desde el sitio principal, alrededor del eje Z, UXs - mover un nodo secundario en la dirección de X Uys - mover un nodo secundario en la dirección Y, Rzs - ángulo de giro en el nodo esclavo en torno al eje Z. Como se muestra en la figura. 1.74 en la losa del suelo de la rigidez infinita cuando está expuesto a cargas laterales se producen al mismo tiempo el movimiento de traslación y el movimiento de rotación de un punto en el plano de la coincidencia puede ser determinada por las fórmulas: UXs = UXm – RZm∆Y Uys = RZm∆X UYm

������ ���

RZS = RZM La reducción de los grados de libertad por las restricciones geométricas puede reducir significativamente el tiempo de diseño de computación. Por ejemplo, si la construcción de los edificios se calcula utilizando el modelo de coincidencia en la forma de elementos finitos estrés elemento plano de corte o finito, el número de nodos en el modelo de manera significativa. Cada unidad adicional aporta otros tres grados de libertad, incluso si tenemos en cuenta el grado de libertad sólo en la dirección lateral. Uso en el cálculo de un gran número de nodos puede dar lugar a tiempo exorbitantes del programa e incluso pueden superar las capacidades del programa. En general, el tiempo de cálculo requerido es proporcional al cubo del número de grados de libertad. Por ello se recomienda reducir al mínimo el número de grados de libertad, siempre y cuando se le permite producir resultados precisos. Fig. 1.75 se muestra el uso de las funciones de conexión de cuerpo rígido (Conexión insertar rígido) y rígidos de conexión Plano (con piso rígido). Fig. 1.75 (a) muestra la introducción de la estrecha conexión utilizando la conexión de la función del cuerpo rígido (insertar conexión rígida). tubo rectangular es modelado por elementos de la placa en una región en un cálculo detallado, se modela el resto de la tubería por elementos de viga. Dos áreas del modelo están conectados relleno rígido. Fig. 1.75 (b) ilustra el uso de las funciones de conexión rígida de avión (con planos rígidos) para compensar las columnas en el plano tridimensional. Cada vez que utiliza un enlace fijo en el plano se debe asignar restricciones geométricas en dos grados de libertad de traslación y uno de los componentes de la rotación alrededor de un eje perpendicular al plano. Si el modelo para el cálculo del diseño, incluidas las restricciones geométricas, se utiliza en el cálculo dinámico, la ubicación del sitio principal debe coincidir con el centro de la masa de todas las masas de los nodos esclavos. Esta condición también se aplica a las masas, que se convierte en su propio peso.

������ ���

(a) Pipe, el modelo se compone de elementos de viga y elementos de la placa, conectados por un relleno rígido

(b) Las columnas con itetom excentricidad, junto con una conexión rígida plana Figura. 1.75 Ejemplos de aplicación de restricciones geométricas

1.8.6

como se especifica de apoyo

Función especificada desplazamientos de las ayudas (ayudas especificado movimiento) se ������ ���

utiliza para estudiar el comportamiento de los diseños en un momento en que se nos da paso en la dirección de grados de libertad fijos. Por lo general son considerados como "desplazamientos forzados" (desplazamiento forzoso). 17 En la práctica, esta característica se utiliza con eficacia en los casos enumerados a continuación. Evaluación detallada de la fiabilidad del edificio existente, que está experimentando la tensión de la construcción. Cálculo detallado de las partes individuales de la estructura. Desplazamiento obtenida mediante el cálculo de la estructura en su conjunto, se utilizan como condiciones de contorno para un cálculo detallado de sus partes individuales. Los cálculos de los edificios existentes sobre el proyecto de la base de la fundación. Cálculo de los puentes sobre el proyecto de los soportes. Programa MIDAS / Civil para determinar el movimiento especificado es compatible con una opción independiente de la carga. Si el desplazamiento inicial de los soportes son nombrados por los sitios sin garantía, el programa establece automáticamente el grado adecuado de la libertad de los nodos. Si usted necesita los resultados de los títulos de cálculo sueltos de la libertad, exige la preparación de modelos especiales. Introduzca los valores exactos para el desplazamiento inicial de las ayudas es muy importante, si la conducta de la construcción lo suficientemente sensibles incluso a pequeñas variaciones en los mismos. Por lo tanto, conviene precisar los seis grados de libertad. En el caso del cálculo del diseño ya existente, a fin de evaluar su fiabilidad puede ser necesario calcular la construcción de la cepa. Por regla general, no es posible medir la incorporada en el desplazamiento causado por la rotación. En este caso, teniendo en cuenta sólo el movimiento de traslación, tiene un cálculo aproximado, y el cálculo resultante de la cepa compara con la deformación estructural en su conjunto. Si el movimiento resultante del cálculo inicial de toda la construcción en general, se utilizan para el cálculo detallado del diseño, los límites se debe especificar en la dirección del

17 

Consulte "especificado desplazamientos de las ayudas" ("Cargar> desplazamiento

preestablecido de apoyo) en un tutorial interactivo ������ ���

movimiento de los seis grados de libertad nodales. Además, debe estar dotada de todas las cargas presentes en el modelo, un cálculo detallado. El desplazamiento inicial se da en la GCS sistema de coordenadas globales, si previamente a los nodos correspondientes no están definidos sistema de coordenadas local de la SAE. Fig. 1.76 ilustra el cálculo detallado de la viga compuesta con un pilar de esquina. Como se muestra en la parte izquierda de la figura. 1.76 (a), para la construcción en su conjunto realizó los cálculos originales de los que al moverse las unidades y los límites utilizados para el cálculo detallado. Todos los 24 componentes de los desplazamientos (libertad 6stepeney en cada nodo) de los cuatro nodos frontera son asignados como el modelo de desplazamiento inicial se muestra en la parte derecha de la figura. 1.76 (a). En el centro de gravedad de cada sección de la frontera establecida nodos nodo maestro y el esclavo asociado a la unidad principal mediante una conexión rígida. nodos principales están asignados los desplazamientos nodales en las secciones de límites, obtenidos mediante el cálculo de toda la estructura en su conjunto. Límites secciones debería ser posible salir de la zona de interés para el cálculo detallado, para reducir los errores debidos a los efectos de acoplamiento fuerte. Todas las cargas (que se aplica el modelo de toda la estructura), que aparecen en el modelo para el cálculo detallado, introducida en el cálculo detallado posterior.

(a) Diseño en general y el detalle de la conexión

������ ���

acoplamiento fuerte (nodo maestro y nodos esclavos) se asignan a las secciones mecánicas, el sitio principal en el centro de gravedad de cada sección asignada al desplazamiento especificados, obtenidos del cálculo original del diseño total. (B) Un detallado modelo de elementos finitos de compuesto Figura. 1.76 Un cálculo detallado de la conexión con el desplazamiento dado

������ ���

2 Tipos de asentamientos en el programa MIDAS / Civil

2.1 Los principales tipos de cálculos En el comportamiento de estructuras bajo la influencia de la no linealidad de carga externa de los materiales de los elementos de construcción se muestra en un rango limitado, por lo que la no linealidad de los materiales en la práctica rara vez se toman en cuenta. En la mayoría de los casos, el análisis estructural, que se produce con el objetivo de diseño, y siempre que las tensiones de los elementos estructurales se encuentran dentro de las reglas de diseño, se supone que el diseño se comportan de forma casi lineal. Programa MIDAS / Civil trabaja fundamentalmente sobre la base de cálculo lineal, pero puede llevar a cálculos geométricos y no lineal. El programa MIDAS / Civil aplicado elementos no lineales, tales como, por ejemplo, trabajar sólo en la tensión o compresión solamente. Permite calcular el P-Delta, el cálculo del diseño en el caso de grandes desplazamientos, etc Así, el programa MIDAS / Civil para el análisis estructural establece un cálculo de la línea de base, pero al mismo tiempo tiene la capacidad para llevar a cabo además una serie de cálculos no lineales, los requisitos pertinentes de la práctica. A continuación se muestra una lista de las funciones básicas de cómputo del programa MIDAS / Civil: Lineales de análisis estático Cálculo de las tensiones térmicas Análisis dinámico lineal Cálculo del valor propio Cálculo del espectro de respuesta Cálculo del comportamiento de diseño a través del tiempo Lineal cálculo de la estabilidad No lineal estático cálculos Cálculo de P-Delta El cálculo en el caso de grandes desplazamientos

������ ���

No lineal de cálculo en el caso de elementos no lineales El cálculo del equilibrio límite Puente de diseño Cálculo del puente a una carga en movimiento Cálculo de los puentes, se reflejan automáticamente en los sedimentos apoya Cálculo de los puentes prefabricados monolíticos, teniendo en cuenta las propiedades de las secciones antes y después del montaje Programa MIDAS / Civil permite múltiples cálculo utilizando al mismo tiempo varias de las características anteriores, excepto para el cálculo del espectro de respuesta y el cálculo del comportamiento en el tiempo, que no puede sostener al mismo tiempo.

2.1.1

Lineales de análisis estático

Para los cálculos de estática lineal en el MIDAS / Civil utilizar la siguiente ecuación: [K] (U) = (P), donde [K] - matriz de rigidez, (U) - el vector de desplazamiento, (P) - el vector de la carga. El programa MIDAS / Civil opción de carga estática y el número de combinaciones de carga no está limitado.

2.1.2

Cálculo del valor propio

Formas y períodos de los modos de oscilaciones naturales del sistema discreto - sus propios

������ ���

valores se puede obtener de la ecuación característica siguientes  18: 2

[K ] {Φn} = ωn  [M] {Φn}, Donde [K] - matriz de rigidez, [M] - matriz de masa, ωn -2 - valor propio del modo n,

(Φn) - n vector propio modo de (la forma de la moda). Cálculo de diseño libre de vibraciones se reduce al problema de valores propios del sistema discreto, y este cálculo se realiza para obtener las características dinámicas de las estructuras. Por las características dinámicas, que son los resultados de los cálculos de los valores propios son los modos de vibración - las formas y períodos de vibraciones naturales (frecuencias naturales), así como las tasas de participación de los modos. características dinámicas se determina por el peso y la rigidez. modos vibracionales forman sus propias formas en que el diseño es libre de oscilar o deformar. La forma del primer modo, o la primera forma de vibraciones naturales determina la forma de las oscilaciones del sistema, lo que ocurre en las de menor consumo o con el menor gasto de energía. Esas formas de las vibraciones que se producen cuando el aumento del costo de la energía, corresponden a los modos de aumentar sucesivamente con números ordinales. Fig. 2.1 muestra los modos de vibración de vigas en voladizo, que se presentan en orden creciente de energía necesaria para obtener un formulario de esa forma, lo que requiere el menor gasto de energía. período natural - esta vez el ciclo completo de movimiento causado por las oscilaciones libres de la manera propia correspondiente. A continuación se describe el método para determinar el período de las oscilaciones naturales

18 Véase

"Análisis> Análisis de valores propios de control" ("Cálculo> Administración el cálculo de

valores propios) en la guía interactiva. ������ ���

de un sistema con un grado de libertad: Suponiendo que la ecuación de movimiento del sistema con un grado de fuerza de atenuación y preocupante es cero, se obtiene sin vibraciones - ecuación diferencial lineal de orden<1>. <1>

El desplazamiento en la oscilación libre se solicita en forma u = A cosωt, donde A - una constante relacionada con el desplazamiento inicial. Vuelva a escribir la ecuación <1> de la siguiente manera: <2>

Con el fin de <2> tiene en un momento dado, la expresión entre paréntesis debe ser cero, lo que implica<3>. <3>

Aquí, ω 2, ω, f y T - autovalor propia frecuencia circular, la frecuencia natural y el periodo natural de oscilación, respectivamente.

1er modo

2do modo

3er modo

(a) Modo de formas

������ ���

λ1=1.87510407

λ2=4.69409113

T1=1.78702 seg

T2=0.28515 seg

λ3=7.85475744

T3=0.10184 seg

: periodo de las oscilaciones naturales de una viga en voladizo delgada, donde L=100, E=1000000, I=0.1, m=0.001 (b) Natural período Figura. 2.1 Las formas y los plazos correspondientes de las oscilaciones naturales de una viga en  voladizo prismático

La tasa de participación refleja la contribución de los modos correspondientes de la moda en el movimiento general de las masas, incorporando todos los modos disponibles, y se escribe de la siguiente manera: <4>

, Donde Γm - la tasa de participación de moda

m - número de la moda Mi - la masa en el punto i,

������ ���

φim - una forma de modo m en el punto i.

Para cada número m modo se introduce la masa efectiva modal Mm, que se calcula mediante la fórmula: <5>

В los códigos de construcción más sísmicas establece la siguiente condición: descuidado en el

cálculo de la masa modal efectiva debe ser más del 90% de la masa total de la estructura. Esta condición garantiza que el diseño se tendrán en cuenta todos los críticos de moda, que afectan el resultado. Si un cierto grado de libertad dada la masa son fijos, a continuación, esta masa se incluirán en la masa total, pero se excluirán de la masa modal efectiva debido a una limitación de los vectores modales. Por lo tanto, si usted quiere comparar la masa efectiva modal de la masa total que corresponde a los componentes de la masa grados de libertad no debe ser restringido. Por ejemplo, si el movimiento lateral de la planta baja del edificio está prohibido, no hay necesidad de calcular la masa efectiva de los suelos para introducir las características de la inercia de las masas, el desplazamiento lateral correspondiente. Para calcular con precisión el comportamiento dinámico de las estructuras en el modelo debe ser posible más fiel reflejo de la masa y la rigidez de las piezas de la estructura, que son factores importantes en la determinación de sus propios valores. En la mayoría de los casos, la modelización de elementos finitos proporciona una buena estimación de la rigidez de la estructura. Sin embargo, una evaluación precisa de las masas debe ser objeto de atención especial. Masas correspondientes a su propio diseño de componentes de peso, pequeño en comparación con la masa total de la estructura. Es importante que en el cálculo de valores propios en cuenta todos los componentes de construcción masiva - por ejemplo, como las losas de piso y paredes. características de inercia de las masas es un 3 - transferencia de masa y 3 el momento de inercia de rotación, lo que corresponde a 6 grados de libertad del nodo. Momento de inercia de rotación por lo general no tiene ningún efecto directo sobre la respuesta dinámica de la estructura. En el diseño sísmico por lo general sólo tiene en cuenta la aceleración de traslación de la tierra. Sin embargo, si el diseño tiene una forma asimétrica, y el centro de masa no

������ ���

coincide con el centro de rigidez, momento de inercia de rotación cambia las formas modo de ver, e indirectamente afecta a la respuesta dinámica. A continuación se presentan las fórmulas para la transferencia de masa y por el momento polar de inercia: (. Véase la figura 2.2) De transferencia de masa

   

Polar momento de inercia

Donde r - distancia del centro de masa del elemento en el centro de masa de un volumen infinitamente pequeño. La unidad de medida de peso se define como la proporción de unidades de peso a la aceleración de caída libre y tiene la dimensión de W (T2 / L). Unidad de medida del momento polar se define como la unidad de masa, multiplicada por el cuadrado de la unidad de longitud, y tiene la dimensión de W (T2 / L) × L2. Aquí, W, T y L denota la dimensión de la fuerza, tiempo y longitud, respectivamente. Cuando se utiliza en el cálculo de la ISS y el sistema Inglés de unidades de masa se define como el cociente entre el peso y la aceleración de caída libre. En unidades SI la masa se le da directamente, mientras que la rigidez y la carga multiplicada por la aceleración de la gravedad. El programa MIDAS / Civil sólo se utiliza concentrado masas. Los datos de entrada para las masas con el comando del menú principal del modelo> Masas> nodal misas, misas piso del diafragma o cargas de Misas (Modelo> Pesas> nodal masas, las masas de los diafragmas o el piso que transporten cargas a las masas). Para resolver el problema de valor propio en el MIDAS / Civil utiliza un método iterativo en subespacios, que es muy adecuado para el cálculo de estructuras de gran tamaño.

ρ - masa por unidad de superficie - el centro de masa

������ ���

Forma

De transferencia de masa

Polar momento de inercia

Rectángulo

Triángulo

Círculo forma arbitraria

Segmento Concentrado masas

de

con

excentricidad

la

momento polar de inercia alrededor del

centro de masa

centro de masa: Io

Figura. 2.2 Cálculo de las características de inercia

������ ���

2.1.3

Cálculo del espectro de respuesta

Se usa para calcular el espectro de la ecuación de la respuesta de la estructura de equilibrio dinámico en el movimiento de tierra se registró de la siguiente manera: Donde [M] - matriz de masa, [C] - matriz de amortiguamiento [K] - matriz de rigidez, w g (t) - aceleración del suelo, ,

,

- desplazamiento relativo de velocidad y aceleración, respectivamente.

В calcular el espectro de respuesta del sistema con muchos grados de libertad se considera

como una combinación de las respuestas de múltiples sistemas con un grado de libertad. Espectro de la respuesta determina la respuesta máxima correspondiente a las frecuencias naturales, los cuales fueron obtenidos previamente en el cálculo de los valores propios de la integración numérica. Desplazamiento, velocidad y aceleración son los principales componentes del espectro. Cálculo del espectro de respuesta generalmente se hace en el diseño sísmico de espectro de luz se especifica en las normas de diseño. Para entrar en los valores de diseño de la respuesta máxima se calcula primero la respuesta máxima para cada uno de los modos, estos resultados se combinan el método adecuado. En el caso de los cálculos de desplazamiento sísmico adecuado m de la moda y la fuerza de inercia cierto grado de libertad puede ser expresada de la siguiente manera: <1> , Donde Гm-m tipo de modo de participación,

ϕ - Vector de m modo en x,  xm

Sdm - turno normal espectral para el modo M,

������ ���

Sam - la aceleración normal espectral para el modo M, Wx - la masa en x.

Para un modo determinado período correspondiente calculado de las oscilaciones naturales del valor del espectro se encuentra desde el espectro de datos por interpolación lineal. Por lo tanto, en la inflexión del espectro se recomienda el uso de un tono menor (ver fig. 2.3). El rango de periodo natural, diseñado para calcular los datos del espectro debe ser lo suficientemente grande como para incluir los valores máximo y mínimo de los períodos obtenidos mediante el cálculo del valor propio. Algunas normas para edificios y puentes indirectamente refleja los datos del espectro de análisis sísmico, es decir, el factor dinámico, el módulo de base, el coeficiente de zonificación, el valor del coeficiente, el coeficiente de amortiguamiento, una tasa de respuesta modificado o la tasa de respuesta sísmica, etc Programa MIDAS / Civil establece la posibilidad de crear gama de diseño utilizando estos parámetros sísmicos. Cálculo del espectro de respuesta se puede producir en cualquiera de las direcciones del plano XY del sistema global de coordenadas y en la dirección vertical Z. El usuario puede elegir para el cálculo de los resultados de los cálculos de los siguientes métodos de composición modal: el método de CQC (completa combinación cuadrática) método, ABS (valores absolutos) o el método de SRSS (raíz cuadrada de la suma de los cuadrados). A continuación se muestran los métodos utilizados en el programa de la composición modal: SRSS (raíz cuadrada de la suma de los cuadrados)

<2>

ABS (valores absolutos) <3>

CQC (combinación cuadrática completa) <4> ������ ���

Donde

Rmax - máximo de respuesta Ri - el máximo de respuesta para el i modo, r - la relación de las frecuencias naturales de i y el modo de j, ξ - factor de amortiguamiento.

Si la expresión <4> i = j, a continuación, independientemente del factor de amortiguamiento ρij = I. Si el factor de amortiguamiento (ξ) es cero (0), los resultados de los métodos de CQC y SRSS coinciden. De estos tres métodos el método de ABS le da mayor importancia a la combinación. Anteriormente método ampliamente utilizado para SRSS, pero este método tiende a sobreestimar o subestimar los resultados de las combinaciones de modos de transporte en los casos en que los valores de frecuencias naturales están cerca. Como resultado, en los últimos años convertido en un método cada vez más popular de CQC, ya que toma en cuenta la relación probabilística entre los modos. En la revisión del diseño con 3 grados de libertad y el coeficiente de amortiguamiento de 0,05 en comparación con el desplazamiento de cada modo, resultante de la aplicación de SRSS y CQC, los siguientes resultados: Frecuencias naturales ω1 = 0.46, ω2 =0.52, ω3 =1.42

El desplazamiento máximo entre modos de transporte: Dij (componentes de desplazamiento en la dirección del grado de libertad i para el modo j)

������ ���

En el cálculo de combinaciones de modos de transporte para cada uno de los grados de libertad con el SRSS:

En el cálculo por el método CQC:

Al comparar las dos series de movimientos para cada uno de los grados de libertad, se hace evidente que el método SRSS da subestimar los valores para el primer grado de la libertad y la sobreestimación de uno, en comparación con la obtenida por el CQC, el valor del segundo grado de libertad. Así, en los casos en que las frecuencias naturales están cerca unos de otro valor, el SRSS método debe utilizarse con precaución.

Figura. 2.3 La curva del espectro de respuesta y la interpolación lineal del espectro de datos

������ ���

2.1.4 Cálculo del comportamiento de diseño a través del tiempo Para calcular el comportamiento de las estructuras de tiempo en la ecuación de equilibrio dinámico se escribe como sigue 19:

Donde [M] - matriz de masa, [C] - matriz de amortiguamiento [K] - matriz de rigidez, p (t) - carga dinámica ,

,

- desplazamiento relativo de velocidad y aceleración, respectivamente.

В  calcular el comportamiento de las estructuras en el tiempo que buscamos la solución de

equilibrio dinámico de la estructura sometida a cargas dinámicas. Durante un período de tiempo determinado, que se elige en función de las características dinámicas de las estructuras, una serie de respuestas calculadas de las estructuras (desplazamiento, elementos de la fuerza, etc.) Para calcular el comportamiento de las estructuras a través del tiempo en MIDAS / Civil método de superposición modal.

2.1.5

El método de superposición modal

las estructuras en movimiento se obtiene por la superposición lineal de los desplazamientos correspondientes a los diferentes modos, cuyas características son ortogonales entre sí. Este método se basa en el hecho de que la amortiguación de la matriz se representa como una combinación lineal de la masa después de la matriz y matriz de rigidez:

19  Consulte

el manual en línea la sección "Cargar> Tiempo de Historia de Análisis de Datos"

("datos de> la carga para calcular el comportamiento de las estructuras en el tiempo "). ������ ���

<1>

<2>

<3>

<4>

<5>

Donde <6>

α, β-coeficientes de Rayleigh ζi - coeficiente de amortiguamiento para el modo i, ωi - la frecuencia natural de i modo, Φi - una forma de la moda que,

qi (t) - una solución para un sistema con un grado de libertad que corresponde al modelo i. Para llevar a cabo el cálculo del comportamiento de las estructuras a través del tiempo, las estructuras en movimiento se determinan mediante la suma de los productos de los modos y

������ ���

formas de las soluciones de las ecuaciones modales (véase <4>). La precisión de este cálculo depende del número de modos utilizados. método de superposición modal es muy eficaz y por lo tanto ampliamente utilizado en los cálculos de dinámica lineal para los cálculos de estructuras de gran tamaño. Sin embargo, este método no es aplicable para los cálculos de dinámica no lineal, así como al utilizar tales dispositivos de amortiguación, amortiguación de la matriz que no se puede representar como una combinación lineal de las matrices de masa y rigidez. Éstos son algunos de los detalles relativos a la entrada de datos para el método de superposición modal: La longitud total del cálculo del tiempo (o el número de iteraciones) Tiempo de paso El paso del tiempo puede tener una influencia muy fuerte sobre la exactitud de los cálculos realizados. Incremento de tiempo debe ser debido a los períodos correspondientes a los modos de primer orden, y el período de la fuerza aplicada. La magnitud del paso de tiempo tiene una influencia directa en la fórmula integral <5>, y el uso de un campo de valores sin éxito con el tiempo puede conducir a resultados inexactos. En términos generales, un paso de tiempo razonable es variable igual a la décima parte de la época, la moda de primer orden. Además, el paso de tiempo debe ser menor que el período de la carga aplicada.

donde Tp - durante la moda de primer orden de los modos de tener en cuenta. Coeficientes de amortiguamiento modal (coeficientes de Rayleigh) Los valores que definen las propiedades de disipación de energía (amortiguación), el diseño y relacionados ya sea para toda la estructura en su conjunto, oa un modo independiente. Cargas dinámicas Las cargas dinámicas se aplican directamente a los ganglios o la estructura de base y se les da en función del tiempo. Cambio de la carga debe ser adecuadamente reflejado en la forma de las funciones de forzamiento. Si por algún momento del tiempo la carga no se especifica, a continuación, su definición es la interpolación lineal. Para ilustrar el movimiento de la construcción, que es un sistema con un grado de libertad en la figura. 2.4 presenta un sistema idealizado. La ecuación de equilibrio del movimiento en el caso de las fuerzas que actúan sobre un sistema con un grado de libertad, es el siguiente:

������ ���

<7>

Aquí fI(t) - fuerza de inercia, que representa el cambio de la resistencia en la estructura de tarifas; La fuerza de la inercia actúa en la dirección opuesta a la aceleración, y su valor

;

- uerza elástica con la que se expone el diseño a la tensión, la restauración de su estado original, esta fuerza actúa en la dirección opuesta de los desplazamientos, y su valor es igual a ku (t); - fuerza de amortiguación, que es una fuerza interna ficticia, perdiendo la energía cinética, lo que reduce el rango de movimiento, la fuerza de amortiguación se puede manifestar en forma de fricción, esta fuerza actúa en dirección opuesta a la velocidad, y es su valor

.

(a) Idealizado modelo

(b) Estado de equilibrio

Figura. 2.4 Propuesta de sistema con un grado de libertad

poderes enumerados se resumen: <8> donde m, c y k - la masa, coeficiente de amortiguamiento y el coeficiente de elasticidad, respectivamente. A partir de la figura. 2.4 (b) el equilibrio de fuerzas se obtiene la ecuación de movimiento del sistema con un grado de libertad.<9> Si tomamos f (t) = 0, entonces <9> es la ecuación de amortiguación de la vibración libre, y la condición adicional de c = 0 - ecuación de vibraciones no amortiguadas libres. Si f (t) significa una carga sísmica (o desplazamiento, velocidad, aceleración, etc), variables en el tiempo, la

������ ���

ecuación será un problema de cálculo de las vibraciones forzadas. Solución a este problema se puede encontrar por superposición modal o la integración directa.

2.1.6

Lineal de cálculo de la pérdida de la estabilidad

cálculo lineal de pérdida de estabilidad se utiliza para determinar los factores de carga crítica y las formas adecuadas de pandeo estructuras integradas por elementos de las vigas, cerchas y placas. La ecuación de equilibrio estático de las estructuras en el estado deformado se puede escribir como sigue 20: <1>

Donde [K] - la matriz de deformación elástica, [Kg] - Matriz del rigidez geométrica (U) - la construcción del vector de desplazamiento (P) - el vector de la carga aplicada. La matriz de deformación elástica para toda la construcción se obtiene mediante la adición de la matriz de deformación elástica de todos los elementos. En este caso, la matriz de deformación elástica será un cambio en la rigidez del estado deformado estará directamente relacionado con la carga aplicada. Por ejemplo, que actúan sobre un elemento de compresión reduce la rigidez, al tiempo que aumenta la fuerza de tracción.

Donde

20  Consulte

el manual en línea "Análisis> Análisis de pandeo de control" ("> Los cálculos de

cálculo de la pérdida de control de estabilidad"). ������ ���

[k  ] - Norma elemento matriz de rigidez geométrica G 

F-fuerza en el elemento (fuerza axial en el elemento de vigas o cerchas). La matriz estándar de la granja geométrica de rigidez del elemento

La matriz estándar de rigidez de los elementos geométricos vigas

elemento de matriz de rigidez geométrica placa

[G] - matriz en función de las tensiones y desplazamientos,

������ ���

Matriz de rigidez geométrica se puede expresar como el producto de factor de carga y la rigidez geométrica de la matriz, sin perjuicio de la acción de las cargas impuestas: <2> , Donde α - la carga de factor de escala

[KG] - matriz de rigidez geométrica, sometido a cargas externas. <3>

В  momento de la pérdida de estabilidad, esta ecuación debe tener un punto singular. La

pérdida de la estabilidad se produce cuando la matriz de rigidez equivalente se convierte en cero:

Así, el problema del cálculo de la pérdida de la estabilidad en <3> se puede reducir al problema de encontrar los valores propios. <4>

donde λi - valor propio (el factor de carga crítica). Esta ecuación puede ser resuelto por el mismo método que el utilizado en el "Cálculo de la importancia personal".

������ ���

El cálculo de los valores propios autovalores obtenidos y sobre los modos de forma, que corresponden a los coeficientes de la carga crítica y el modo de pandeo, respectivamente. La carga crítica se obtiene multiplicando la carga inicial en un factor de carga crítica. El significado de la carga crítica de pandeo y es que cuando se expone a la construcción del diseño de la carga crítica pierde su estabilidad en forma de pérdida de estabilidad, que corresponde a una proporción determinada de la carga crítica. Por ejemplo, si la pérdida calculada de estabilidad para el diseño, que se somete a un valor de carga inicial igual a 10, y el resultado del cálculo de la proporción de la carga crítica es igual a 5, esta construcción se pierde la estabilidad en un valor de carga de 50. Cabe señalar que la pérdida de la estabilidad se produce a grandes desplazamientos en términos de no linealidad geométrica, o no linealidad de los materiales, por lo que la aplicación práctica del método propuesto de cálculo de la pérdida de la estabilidad es limitada. Como se mencionó anteriormente, el programa MIDAS / Civil establece para el cálculo de la pérdida de la estabilidad de los elementos de las armaduras, vigas y losas. El cálculo se realiza en dos pasos - el esquema de cálculo se muestra en la figura. 2.5. Cuando la carga definida por el usuario es el análisis estático lineal. Luego, sobre la base de las fuerzas y tensiones en los elementos están hechos pertinentes a los elementos de la matriz de rigidez geométrica. Resolver el problema de encontrar los valores propios usando la matriz de rigidez geométrica y la elasticidad, obtenido en el paso 1. propio tamaño y modos de forma obtenido por el procedimiento descrito anteriormente, son los coeficientes de la carga crítica y el modo de pandeo, respectivamente.

������ ���

Figura. 2.5 Esquema para el cálculo de la pérdida de estabilidad, implementado en el programa MIDAS / Civil

2.2 Análisis no lineal 2.2.1

Revisión de análisis no lineal

Estructurales lineales análisis elástico basado en la suposición de que los desplazamientos varían en proporción a la carga, lo que sugiere una relación lineal entre la construcción estrés y la tensión y los desplazamientos geométricos pequeños. Para la mayoría de los diseños asumiendo un comportamiento lineal se justifica. Sin embargo, en caso de fuerza excesiva o un gran desplazamiento es necesario para utilizar el cálculo no lineal. Ejemplo diseños donde hay grandes movimientos, se suspenden y puente atirantado en el momento de las etapas de cálculo de la erección. Tipos de no linealidad, descuidado en los cálculos no lineales se pueden dividir en tres categorías principales. En primer lugar, la no linealidad causados por el comportamiento no lineal del material de construcción. No linealidad en el comportamiento de los materiales se manifiesta en los casos en que se aplican al diseño, la carga relativamente grande, lo que conduce a un alto voltaje en el rango de la dependencia no lineal de la tensión y la tensión. Esa dependencia, que suele ������ ���

presentarse en la forma indicada en la figura. 2.6, podemos cambiar los métodos de las propiedades de carga y materiales varían significativamente.

Fig. 2.6 Material no lineal el comportamiento, la dependencia no lineal entre el estrés y la tensión

En segundo lugar, la no linealidad geométrica, que surge cuando la estructura de grandes desplazamientos al cambiar la forma geométrica del objeto es de acoplamiento no lineal de l a deformación y el desplazamiento en este caso es el análisis no lineal geométrico. Los casos de no linealidad geométrica se encuentran y el comportamiento lineal del material. Teniendo en cuenta la no linealidad geométrica se calcula construcciones de acero - tales como puentes colgantes. Geométricamente análisis no lineal debe llevarse a cabo y si bajo la influencia de la carga aplicada es un cambio significativo en la forma y el diseño que se plantean en este gran movimiento de cambio de las coordenadas de la estructura o dar lugar a cargas adicionales, por ejemplo, momentos como el esquema de la figura. 2.7.

(a) Cambio en la rigidez debido al desplazamiento de grandes

������ ���

(b) La presión adicional de desplazamiento Fig. 2.7 Los sistemas que requieren el uso de cálculo geométrico no lineal

En tercer lugar, las condiciones de contorno no lineales, que aparece en los diseños, que junto con la deformación de las estructuras bajo la influencia de cargas y condiciones de contorno se cambian y no hay carga de acoplamiento no lineal y el desplazamiento en las fronteras. Un ejemplo de una condición de frontera no lineales se puede trabajar sólo en apoyo a las comunicaciones de compresión en un modelo de estructura sobre una base elástica. El programa MIDAS / Civil establece los siguientes tipos de cálculos no lineales: el cálculo teniendo en cuenta la no linealidad de las condiciones de contorno, utilizando elementos no lineales de trabajo sólo en la tensión o compresión solamente, y el análisis no lineal geométrico de grandes desplazamientos.

2.2.2 cálculos no lineales de grandes desplazamientos En el cálculo lineal para pequeños desplazamientos en el supuesto de que la rotación durante la deformación se puede ignorar, utilice la siguiente expresión para pequeñas deformaciones lineales:

Aquí ui, j - derivados del desplazamiento de los componentes de interfaz de usuario, para coordinar con el índice j, respectivamente UJI - derivados de los componentes de desplazamiento uj, coordinar con el índice i. Cuando haya un movimiento de gran tamaño (véase, por ejemplo, fig. 2.8), la deformación de la estructura no puede ser más pronunciada a través de las deformaciones lineales pequeñas. Los grandes movimientos se pueden dividir en componentes, causadas por el componente de rotación y traslación, como se hace en las ������ ���

siguientes ecuaciones:

Aquí, F, R y U - es el tensor de deformaciones, el tensor de rotación y tensor de la multiplicidad de las extensiones, respectivamente. Tensor U determina una deformación del diseño actual. Tras la exclusión de una parte de la rotación de las ecuaciones anteriores se pueden obtener por el valor exacto de la tensión. Si la magnitud de la rotación es grande, no podemos avanzar para encontrar la relación exacta entre la tensión y el desplazamiento.

Fig. 2.8 La no linealidad geométrica debido a la gran cilindrada

Para los cálculos de geometría no lineal en el programa MIDAS / Civil de método "» co-rotación (método de co-rotación). La idea básica y el algoritmo de este cálculo son los siguientes. Método teniendo en cuenta la no linealidad geométrica con la tensión en el sistema de coordenadas de la "co-rotación, que se mueve con la rotación del elemento deformable. En este sistema de coordenadas, la dependencia de la cepa y el desplazamiento se puede expresar como ecuaciones de la matriz, y se puede utilizar la misma relación que la cepa de la matriz con el movimiento, que fue utilizado en el cálculo lineal. Así, a pesar de la no linealidad geométrica, se puede conservar una propiedad inherente a la estabilidad y la convergencia en los cálculos lineales. Para el análisis no lineal de la preservación de las características del bien es muy importante. En

un

sistema

de

"co-rotación"

el

movimiento

es

ˆ = {e1 , e 2 , e3 , e1 , e 2 , e3 } , а  desplazamiento infinitesimal δu

u

ˆ

calculado

por

la

fórmula

linealización y se puede escribir

������ ���

como δu = T δu . Formulado para el sistema de "co-rotación" del problema de elasticidad lineal ˆ

fuerza interior

 p ˆ

int

 en el elemento se obtiene a partir:

donde σ  - voltaje especificado en la rotación "conjunta. Ahora aumentar la carga se puede ˆ

escribir como sigue

En la ecuación anterior

 K σ  ˆ

esta matriz de rigidez geométrica. Al equiparar las fuerzas externas

e internas la posibilidad de obtener la ecuación de equilibrio no lineal:

Para encontrar soluciones de las ecuaciones de equilibrio no lineal se utilizan de NewtonRaphson y el método de las longitudes de los arcos (método del arco de longitud). Para los cálculos del modelo utilizando el método de Newton-Raphson, que es un método de control de la carga. Para la resolución de problemas no lineales en los que la dependencia de la fuerza - deformación es compleja (por ejemplo, dependiendo del tipo “Snap-through” o “Snap-back”, véase la Fig..2.10), el método de las longitudes de arcos. Programa MIDAS / Civil apoya los modelos de análisis no lineal geométrico construido a partir de elementos de la granja, vigas y losas. 2.2.2.1

 Iterativo de Newton-Raphson

En el cálculo de las estructuras geométricas no lineales bajo tensiones externas, la rigidez geométrica, se registra como una función de desplazamiento, que a su vez dependen de la rigidez geométrica. Para determinar el desplazamiento de este problema requiere un cálculo iterativo. De conformidad con el método de Newton-Raphson en cada paso de volver a calcular la matriz de rigidez se reconstruye sobre la base de los desplazamientos obtenidos en el paso anterior, y la ecuación de equilibrio a una determinada carga es nuevo desplazamiento (ver fig. 2.9). Como resultado, el proceso iterativo, una solución que se está dentro del margen de error.

������ ���

������ ���

Fig. 2.9 Newton-Raphson

Ampliar el lado izquierdo de la ecuación anterior en la serie de Taylor, obtenemos

Sustituyendo en esta ecuación

d  R du −1

=  K  (u T 

m

−1

)и

 Rm

−  R

m −1

=

R

 R

  y la agrupación de sus

m

miembros, la siguiente ecuación:

proceso de cálculo se ilustra en el diagrama que se muestra arriba. Una vez considerado ∆um, obtenemos un nuevo enfoque para avanzar u=u + �u . Para pasar a la siguiente iteración se calculan los nuevos valores de la rigidez tangente KT (um ) y la carga desequilibrada Rm+1-Rm, y de ellos obtener el nuevo valor del desplazamiento um+1. El proceso iterativo continúa mientras el incremento de los desplazamientos, la energía, o cargar un paso no estaría dentro de la convergencia necesaria. 2.2.2.2

Un método iterativo para las longitudes de los arcos

Durante el proceso iterativo de forma general, puede ser que en el caso de que la curva de

������ ���

carga y el desplazamiento de cerca de una línea horizontal, el incremento de desplazamiento calculado es demasiado grande. Si el incremento de la carga se mantiene constante, entonces puede ser demasiado grande valor resultante de los desplazamientos. El método de las longitudes de arcos resuelve estos problemas, y el proceso con una dependencia no lineal del tipo de carga-desplazamiento “Snap-through”( Figura.2.10(а)) se puede calcular en el espíritu del control de movimiento. Por otra parte, el método de las longitudes de arcos incluso resolver el problema con una función no lineal del tipo “Snap-back”, que no se pueden resolver por el método de control de movimiento, ver fig. 2.10 (b).

(a) Dependiendo del tipo de “Snap-through”

(b) Dependiendo del tipo de “Snap-back”

( c) El principio de las longitudes de arcos Fig. 10.2 Método de las longitudes de los arcos

En el método de las longitudes de los arcos de movimiento sigue siendo la norma del incremento igual a un valor predeterminado. La cantidad definida por el incremento se mantiene sin cambios durante el proceso iterativo, pero no se fija al comienzo del proceso. Para determinar el incremento de valor se utiliza el siguiente procedimiento: (. Véase la figura ������ ���

2.10 (c)) En las iteraciones iniciales del vector de fuerzas externas se define como RM-1, y el incremento del vector de fuerzas externas como ∆λi f, es decir, la carga específica f se multiplica por el factor de carga ∆λi y los cambios en cada iteración.

La solución de estas ecuaciones se presenta en dos versiones, y el incremento de los desplazamientos se reduce aún más por la fórmula:

Factor de carga ∆λi en MIDAS / Civil está utilizando las trayectorias en la superficie de una esfera, una ecuación de restricción para el que es el siguiente:

Aquí �l – un movimiento cuyo valor es limitado. Para calcular la carga ∆λi en la ecuación anterior se sustituye ∆ui = ∆ui-1 + δui y obtuvo una ecuación para la determinación �λi:

La ecuación tiene dos soluciones. Solución de la ecuación se construye en el dominio complejo, utilizando el método lineal equivalente de la solución de las trayectorias esférica. Con el fin de determinar cuál de las dos soluciones reales se debe utilizar, calcula el ángulo θ, formado vector incremento en movimiento los pasos anteriores y actuales, que se determina mediante la siguiente ecuación:

������ ���

Si las soluciones de la solución se da el valor de la θ ángulo agudo, mientras que el otro le da el valor de ángulo obtuso, entonces la solución que se elija, dando un ángulo agudo. Si las dos soluciones dan esquinas, utilizar una solución que está cerca de una solución lineal : ∆λ 1 = −а3 / а 2 .

2.2.3 Cálculo P-Delta Opción para calcular el P-Delta, está disponible en el programa MIDAS / Civil, se refiere al tipo de cálculos teniendo en cuenta la no linealidad geométrica. No linealidad del tipo P-Delta se produce a una estructura secundaria y el comportamiento se manifiesta, si las cargas axiales y transversales se aplican a la viga o elemento de pared a la vez. Más fuertemente efecto PDelta se manifiesta en la construcción de edificios altos, en los que grandes fuerzas axiales vertical que actúa sobre la estructura, que se desplaza en la dirección transversal bajo la acción de la fuerza grandes cantidades de corte. De hecho, todas las normas de diseño, como ACI 318 y AISC LRFD, requieren el cálculo de diseño en cuenta el efecto de la P-Delta con el fin de obtener valores más realistas de las fuerzas en los elementos estructurales. Opción para calcular el P-Delta en la forma en que se aplica en el programa MIDAS / Civil, basado en el principio del método de cálculo numérico de la pérdida de estabilidad. En primer lugar, por las condiciones de carga dado es un análisis estático lineal, entonces la luz recibida en este paso, los valores de las fuerzas y tensiones en el elemento es una nueva matriz de rigidez geométrica. Por lo tanto, la matriz de rigidez geométrica es constantemente modificado y utilizado para otro análisis estático. Estos pasos se repiten hasta el momento en que no hay ninguna condición de convergencia. 21 Como se muestra en la figura. 2.11, con el fin de tener en cuenta el efecto de la P-Delta en el cálculo

21 Véase

dinámico

también

requiere

un

análisis

estático

lineal.

"Análisis> Análisis P-Delta Control" ("Los cálculos de control> cálculo de P-Delta") en un

tutorial interactivo ������ ���

La lista siguiente diagrama ilustra el principio de cálculo de la P-Delta, que se utiliza en el programa MI-DAS/Civil.

Fig. 2.11 Esquema del cálculo del programa MIDAS P-Delta / Civil

������ ���

Al actuar sobre un elemento de la carga de la columna lateral en la sección transversal de la columna que tiene los momentos de flexión y las fuerzas de corte. Con desplazamiento lateral significativa se vuelve más notable efecto P-Delta: fuerza externa axial da lugar a otras secciones de la columna de momento y fuerza de corte, que bajo una carga de tracción axial reduce el estrés en la fuerza transversal, mientras que una carga de compresión, a aumentar. En consecuencia, sobre la base de una columna expuestos a una intensidad de carga de tracción transversal mayor rigidez en la dirección transversal, mientras que la fuerza de compresión proporcionada por elementos de la columna efecto contrario.

Colonna, mientras que expuestos a una carga transversal y la elongación

Colonna, mientras que expuestos a una carga transversal y compresión c ompresión Fig. 2.12 Comportamiento de la columna debido al efecto de la P-Delta

Si el efecto de la P-Delta se tiene en cuenta, a continuación, se plantean en la columna debido a la carga de flexión lateral momento cambia su valor desde la M = 0 en la parte superior de la columna a la M = VL en su base. resistencia a la tracción externa axial y resistencia a la compresión a la fuerza efecto P-Delta proporcionar más momentos de flexión positiva y negativa, respectivamente. Estos efectos son equivalentes a un aumento o disminución de la rigidez transversal del elemento de la columna en función de si la fuerza axial de

tracción

o

compresión. ������ ���

Por lo tanto, el desplazamiento transversal se puede expresar como una función de las fuerzas transversales y axiales.

Aquí KO – una rigidez de propiedad lateral de la columna, y KG - efecto de un cambio (aumento o disminución), debido a la rigidez de las fuerzas axiales. Descripción del grado de preparación de la matriz de rigidez de los elementos de la granja, vigas y losas se pueden encontrar en la sección sobre el cálculo de la pérdida de la estabilidad. Cálculo de P-Delta pueden resumirse de la siguiente manera: Paso 1

Paso 2

Paso 3

Paso 4

. . . Paso n

Después del paso de un valor obtenido ∆1, calcula la rigidez geométrica matriz que corresponde a la fuerza axial, que se añade a la rigidez inicial de la matriz con el fin de formar una nueva matriz de rigidez. Esta nueva matriz de rigidez se utiliza para calcular el ∆2, lo que refleja el efecto de la P-Delta, y se verificaron las condiciones de convergencia. Condiciones para la convergencia se establecen en el "Control de P-Delta Análisis" (Oficina del cálculo de la ������ ���

P-Delta) - un número máximo de iteraciones (número máximo de iteraciones) y la tolerancia de desplazamiento (umbral para el movimiento). Los pasos anteriores se repiten hasta que, hasta que las condiciones de convergencia. Se llama la atención sobre el hecho de que la aplicación del cálculo de la P-Delta del programa MIDAS / Civil prevé un desplazamiento transversal relativamente pequeño (en el límite de elasticidad) es resultados muy precisos. Utilizado en MIDAS / Civil para el cálculo de la ecuación de equilibrio P-Delta se escribe como sigue:

где

[K] – matriz de rigidez ri gidez para modelar la deformación, [KG] - matriz de rigidez geométrica obtenida en cada iteración, teniendo en cuenta las fuerzas adicionales y destaca en el elemento, {P}- vector de carga estática, {u}- vector de desplazamiento. Cálculo del programa P-Delta MIDAS / Civil se basa en los siguientes: sig uientes: Matriz de rigidez geométrica que se utiliza para tener en cuenta el efecto de la P-Delta, se puede hacer solamente para los artículos de la granja, gr anja, vigas y losas. cepa¬  transversales (deformación de flexión y cortante) elementos de la viga se calculan teniendo en cuenta el efecto de las l as fuerzas axiales. Cálculo de P-Delta es parte de la l a deformación elástica. Cálculo de P-Delta se recomienda en la fase final del proceso de diseño, porque en términos de tiempo de cálculo es un proceso muy lento.

2.2.4 cálculos no lineal de estructuras con elementos no lineales Programa MIDAS / Civil compatible con el análisis estático de estructuras con elementos no

������ ���

lineales. Para los elementos no lineales incluyen elementos tales como elementos de una granja, que trabajan sólo en la tensión o compresión solamente, elementos tales como gancho y el elemento de distancia de la cuerda y el tipo de elemento de un vínculo elástico, que funciona sólo en la tensión o compresión solamente. La ecuación de equilibrio para el sistema, que incluye tales elementos no lineales se puede escribir como sigue: <1> [K+KN]{U}={P}, donde K - matriz de rigidez de un diseño lineal; KN - matriz de rigidez de los elementos elementos no lineales. La ecuación de equilibrio de la forma <1>, que tiene en cuenta la rigidez no lineal KN, resuelto uno

de

los

dos

métodos

siguientes.

El primer método busca una solución mediante la modificación de las condiciones de carga y de mantenimiento de la rigidez constante. El cálculo se realizó de acuerdo con el procedimiento que se muestra a continuación. 22 Si en ambos lados de la ecuación para agregar la expresión de la rigidez de los elementos no lineales en el estado lineal, y luego mover los elementos de rigidez componente no lineal en el lado derecho de la ecuación, se obtiene la ecuación en la forma de <2>: <2> [K+K L]{U} = {P}+ [K L- K N]{U}. Aquí KL – matriz de rigidez de los elementos elementos no lineales en un estado estado lineal. rigidez lineal y la rigidez de los elementos no lineales en una condición lineal en la ecuación <2> siempre permanecen sin cambios. En consecuencia, el análisis estructural estático, que

22 

Consulte "Incluir elementos inactivos de Análisis> Principales

datos de control" ("Toma en cuenta los elementos no activos de cálculo> cálculo de gestión de datos maestros") en el manual en línea. ������ ���

contiene elementos no lineales se pueden producir por los repetidos cambios en las condiciones de carga, el lado derecho de la ecuación, sin tener que re-establecimiento y la expansión de la matriz de rigidez global. Este método no sólo puede incrementar rápidamente el análisis no lineal. La gran ventaja de este método es que la ausencia de la necesidad de cambiar la matriz de rigidez en el caso de un gran número de opciones para la carga reduce el tiempo de cómputo. El segundo método busca una solución a través del rediseño iterativo de la matriz de rigidez sin cambiar las condiciones de carga. El cálculo se realiza según el siguiente procedimiento: análisis estático inicial se realiza mediante la asignación de la rigidez de los elementos nolineales en <1> algunos valores iniciales. Utilizando los resultados del primer análisis estático obtenidos por la rigidez de los elementos no lineales, que luego se agregó a la rigidez de la estructura lineal para la formación de dureza total. Entonces otra vez obtenida la rigidez se utiliza para el cálculo estático que viene y se repite el procedimiento hasta que, hasta que se encuentre una solución. Dado que la matriz de rigidez de los elementos no lineales varía dependiendo de las condiciones de carga, este método requiere cálculos separados para diferentes condiciones de carga. Los métodos descritos anteriormente dan convergencia diferentes dependiendo de la naturaleza del diseño calculado. El primer método es generalmente eficaz en el cálculo de las estructuras que contienen enlaces que sólo funcionan en tensión - tales opciones se encuentran a menudo en los edificios. En el cálculo de las estructuras están en contacto con el suelo y que contiene los únicos elementos de compresión que puede ser eficaz en el segundo método.

2.2.5 La rigidez de los elementos no lineales (KN) La rigidez de los elementos no lineales se calcula en el programa MIDAS / Civil con los desplazamientos y las fuerzas obtenidas en el cálculo. elementos no lineales, tales como la rigidez de granja, un gancho y una laguna se define por los desplazamientos en los extremos del elemento y la magnitud de la brecha en los elementos de tipo de gancho y una laguna. elementos no lineales rigidez de la cuerda se obtiene por la magnitud de la fuerza de tensión. elementos no lineales rigidez de trabajo sólo en la tensión o compresión solamente, como la granja, un gancho o una laguna l aguna se puede determinar por la fórmula <3>. <3> KN = f (D – d), ������ ���

donde D - el valor inicial de la brecha en el tipo de elemento de separación o el gancho, d - cambio en la brecha, el resultado de cálculo. Cambio de la rigidez de los únicos elementos de compresión del cable debe ser considerada en relación con los cambios en las fuerzas de tensión en los elementos. La rigidez no lineal se calcula mediante la determinación de la rigidez efectiva, que viene dada por <4>.

<4>

Donde W-peso por unidad de longitud de la cuerda T-tensión del cable de alimentación. Tal como se utiliza en el programa MIDAS / Civil de elementos no lineales no reflejan el efecto de grandes desplazamientos y materiales no lineales, el uso de este método de cálculo de algunas restricciones: No linealidad del material no se considera. No linealidad de los grandes desplazamientos no son tomados en cuenta. El diseño, que consiste solamente de elementos no lineales se puede producir debido a la carga de la pérdida de estabilidad. Usted no puede usar los sitios compuesto sólo de elementos no lineales. Bajo la acción de las cargas aplicadas con el cambio de los desplazamientos y las fuerzas de los elementos de cambio y la rigidez de los elementos. En consecuencia, es imposible superposición lineal de los resultados obtenidos para las diferentes opciones de carga.

������ ���

En el caso de análisis dinámico de las estructuras que contienen elementos no lineales, los elementos de matriz de rigidez utilizados en la condición lineal. El procedimiento de cálculo mediante elementos no lineales es el siguiente: Uso de la rigidez estructural lineal y la rigidez de los elementos no lineales en la condición lineal, una matriz de rigidez global del vector y la carga. Utilizando el vector de la rigidez general de la matriz y la carga, el análisis estático y recibe el movimiento y la fuerza de los elementos. Vuelva a generar el vector de la rigidez global de la matriz y la carga. Si utiliza el primer método, en el que se hace el cálculo sin modificar los términos de rigidez, y con una modificación de las condiciones de carga, la rigidez no lineal se calcula con la obtenida en el paso 2, los desplazamientos y las fuerzas de los elementos, a continuación, esta rigidez se utiliza para generar nuevas condiciones de carga. Si utiliza el segundo método, en el que se hace el cálculo con un cambio en la rigidez, en primer lugar con los desplazamientos obtenidos y las fuerzas de los elementos se calcula la rigidez de los elementos no lineales, que luego se utilizará para construir la matriz de rigidez global. Repita los pasos 2 y 3 hasta que hasta que esté satisfecho con las condiciones de convergencia.

2.2.6 Cálculo del equilibrio límite (análisis estático no lineal) 2.2.6.1

 Información general

Cálculo del equilibrio límite - es uno de los métodos de diseño, basada en la performance. Este método ha comenzado a atraer a ingenieros, realizar cálculos prácticos en el diseño de estructuras resistentes a los terremotos. Al formular el problema de diseño, basado en el rendimiento, el usuario y el diseñador seleccionado conjuntamente para la realización del diseño objetivo determinado. Luego, el ingeniero produce el procedimiento estándar de diseño y su extremo calcula el equilibrio límite (cálculo elastoplástico) para verificar que logró un desempeño deseado. Para calcular la carga estática equivalente calculado en el procedimiento estándar de diseño de estructuras resistentes a los terremotos método utilizado comúnmente se ilustra en la figura. 2.13. Para el cálculo de las cargas de diseño el diseñador aplica la fuerza adecuada los factores de modificación de respuesta (R) y comprueba si un diseño para soportar la carga calculada. La razón para el uso de factores R se encuentra en el hecho de que durante el ������ ���

terremoto del comportamiento de la estructura puede ser lineal. debido a la destrucción de los materiales resultantes de las cargas inducidas por el terremoto. Los factores de cambio, las fuerzas de respuesta varían en función de la capacidad de diseño para absorber la energía. El método descrito aquí se centra en las cargas de diseño del estudio y por eso se llama el método de proyección, basada en la mejor. Sin embargo, una simple comparación de las fuerzas no se puede predecir el comportamiento real de la estructura. Como resultado, es muy probable que al utilizar este método, la construcción se diseñarán sin el conocimiento preciso de su desempeño.

Fig. 2.13 Cálculo de las cargas durante un terremoto

Al seleccionar un método basado en el desempeño ingeniero de diseño y propietario del proyecto determinar de antemano las personas que trabajan para el diseño, que deben cumplirse cuando se creó. El propósito de trabajar en el equipo del proyecto es lograr un nivel aceptable de falla estructural, o elegir el nivel de capacidad de diseño para absorber la energía correspondiente a las circunstancias del caso presunto en las cargas sísmicas. Para lograr este objetivo es necesario ser capaces de predecir los parámetros de la estructura de deformación hasta el punto de su destrucción final. Con el cambio en el nivel de capacidad de diseño para absorber la energía, el cambio, y sus frecuencias naturales y formas modales. Si el criterio de rendimiento se calcula con base en el desplazamiento de la concepción, este método se llama "método de proyección, basados en los movimientos." En caso de evaluar la capacidad del diseño para la deformación se calcula equilibrio límite, crea una dependencia espectral de la carga y el desplazamiento como se muestra en la figura. 2.14. Al mismo tiempo construye en función del nivel de diseño de absorción de energía del espectro requerido. El punto de intersección de dos curvas es el punto de funcionamiento o rendimiento de punto. Si este punto se encuentra en el rango de rendimiento deseado, las necesidades de los clientes se cumplan. Por lo tanto, la posición estimada del punto de desempeño en relación con los criterios de aceptación.

������ ���

Fig. 2.14 Diseño de estructuras sismo resistentes utilizando un método basado en el rendimiento

������ ���

2.2.6.2

 Método de cálculo

propietario del proyecto y el ingeniero determinar el rendimiento de destino no sea anterior a que se llegó en la construcción utilizados y las normas de diseño. Para determinar las características del diseño pueden, en principio, para utilizar un análisis lineal estático, análisis dinámico lineal, no lineal estático y dinámico de los procesos no lineales de cálculo. Programa MIDAS / Civil utiliza el cálculo de equilibrio límite - un método de análisis no lineal estático, que se utiliza comúnmente para el diseño, el rendimiento dinámico que, correspondientes a los modos de orden superior no son dominantes. En el cálculo del equilibrio límite puede dar cuenta de la no linealidad geométrica y no linealidad del material. Programa MIDAS / Civil se usa para modelar las características no lineales de los materiales simplificado los elementos que se basan en el cálculo de las tensiones resultantes en la sección transversal del elemento con el uso de la fuerza-desplazamiento. Cálculo del equilibrio límite hace que sea posible construir un intervalo válido, expresado como proporción de la carga y el desplazamiento cada vez con mayor fuerza estática hasta el punto de limitar las características. Luego compara el real y el espectro deseado, el resultado se representa como un espectro de respuesta a cargas sísmicas, con el fin de verificar si cumplen o no los requisitos de diseño de la meta. Así, el cálculo del equilibrio límite es la segunda etapa del cálculo, que se produce después de que el cálculo inicial y el diseño. Cálculo del equilibrio límite da las siguientes ventajas se enumeran a continuación. Nos permite estimar el comportamiento global de la estructura y su f uncionamiento. Nos permite investigar la formación sucesiva de rótulas plásticas en los elementos de diseño individuales. Si el diseño debe ser mejorada a través de renovaciones, el cálculo de equilibrio límite permite aplicar selectivamente sólo los elementos de diseño requeridas, optimizando la relación costoeficacia. El objetivo principal de los resultados de evaluación de los cálculos - para evaluar si no se logra el rendimiento necesario. Al evaluar las características de la meta como toda la estructura en su conjunto y sus partes, el programa MIDAS / Procedimiento Civil de las normas propuestas deben ser FEMA-273 y el ATC-40. 2.2.6.3

tipos de elementos utilizados en MIDAS / Civil

En el cálculo del equilibrio límite en MIDAS / Civil utiliza los siguientes tipos de elementos: un

������ ���

elemento de la viga plana volumen columnas viga en elementos, las paredes y alrededor de la granja elemento elemento. En las secciones siguientes se describen las características de estos elementos. viga de dos dimensiones del elemento y elemento de la viga-columna en tres dimensiones Las fuerzas que actúan en los nudos, y los sitios de reubicación son idénticos en el elemento de las vigas y viguetas en el elemento de la columna (ver fig. 2.15).

Fig. 2.15 Las fuerzas que actúan en los nudos, y el desplazamiento en los nodos de un elemento de la viga plana y el volumen de las columnas de viga en elementos

Las fuerzas y momentos que actúan en los extremos de las vigas y las vigas, columnas, y mover nodos en el trabajo de diseño espacial se puede representar como se muestra a continuación las fuerzas y vectores de desplazamientos. Estas expresiones se pueden utilizar para una viga sólo si no hay fuerzas axiales.

   

paredes elemento de volumen Situado en el centro y la conexión de la parte superior e inferior rígida elemento vertical línea de luz representa un elemento de la pared (ver fig. 2.16). elemento lineal en el centro actúa como un elemento espacial viga-columna, superior e inferior de las vigas rígidas se comportan como situado en el plano xy cuerpo rígido. Flexión en el plano llega un momento en torno al eje z. En la pared celular fuera del plano de flexión no se considera.

������ ���

Fig. 2.16 Las fuerzas que actúan en los nudos, y moviendo los nodos de la pared del elemento Elemento de la finca Para el elemento de la imagen se utiliza la primavera de granja, que sólo pueden resistir las fuerzas de compresión y tensión, actuando en la dirección del eje (dirección x)

Fig. 2.17 Las fuerzas que actúan en los nudos de la Granja elemento

2.2.7

Características de la primavera no lineal

Springs, que se muestran en los diagramas de elementos no es realmente elementos de muelle. El término "primavera" se utiliza sólo para transmitir el principio de este método de cálculo. Es decir, en los lugares de los manantiales se producen y concentran la deformación plástica. resorte no lineal tiene las siguientes características. elemento de la viga tiene las características de la fuerza - desplazamiento, fuerza axial momento en una dirección - el ángulo de rotación, fuerza de corte - deformación de corte y la tensión del esfuerzo de torsión en la torsión. Elementos de las columnas y vigas tienen las características de la fuerza de desplazamiento, ������ ���

fuerza axial - los momentos en dos direcciones - los ángulos de rotación, fuerza de corte deformación de torsión - deformación de corte y la torsión. Elemento de la finca tiene la característica de poder - a moverse. La deformación de los elementos se puede expresar por las siguientes ecuaciones. Springs en flexión deformación angular del sitio primavera está determinada por la suma:

e

p

s

donde θ , θ и θ   – son, respectivamente, la deformación angular elástica de flexión, deformación plástica flexión angular y deformación angular causada por la acción de la fuerza cortante. Se supone que los momentos de flexión causados por la deformación plástica se produce en la sombra en la figura. 2.18 partes de un αL longitud. matriz que tiene en cuenta la deformación plástica y la deformación cortante cumplimiento puede ser expresado por las siguientes ecuaciones:

Fig. 2.18 La distribución de la rigidez de flexión estima Relación con el estrés y el desplazamiento de los resortes se puede expresar mediante las ecuaciones escritas con el cumplimiento de la matriz (4) y (5).

������ ���

En la ecuación (5) se presentan por separado el cumplimiento de la matriz para el ángulo de rotación en el elástico de flexión, el ángulo de rotación durante la deformación plástica y el ángulo de rotación causada por la fuerza lateral (véase la figura. 2.19).

Fig. 2.19 La dependencia del momento de rotación

Resorte axial de tensión, tensión torsional y la deformación de corte El programa MIDAS / Civil se supone que la fuerza axial del esfuerzo de torsión y esfuerzo cortante que actúa sobre la superestructura se mantienen constantes y que las articulaciones plásticas se forman en el centro para el cálculo de equilibrio límite de la estructura. En consecuencia, la relación de la fuerza-deformación se puede expresar de la misma manera como se hizo en el caso de la flexión tensión. Primavera, trabajo en una curva en los dos ejes En el caso de que el elemento expuesto a una fuerza axial y momento biaxial primero se determina el momento resultante a la luz de esta fuerza axial, y entonces se aplica la siguiente relación.

(6) es aplicable tanto a hormigón armado y de los elementos estructurales de acero. 2.2.7.1

 Método de cálculo

Como resultado de la formación de las articulaciones varía la rigidez. A medida que la rigidez aumenta el movimiento en la dirección transversal. De carga se incrementa progresivamente, y ������ ���

como resultado de una serie de cálculos se puede obtener la dependencia de la cargadesplazamiento. El programa MIDAS / Civil se utiliza los siguientes métodos de cálculo. Uso de la rigidez secante de la matriz. El método de control de movimiento. Cálculo teniendo en cuenta el efecto de la P-Delta y el efecto de grandes desplazamientos. La ventaja de utilizar la matriz secante de la crueldad y el método de control, el movimiento es que estos métodos hacen posible la obtención de resultados estables de cálculo cuando la carga cerca de los valores máximos. 2.2.7.2

carga aplicada

La carga aplicada debe ser fuerzas transversales, lo que refleja la inercia de cada piso, por lo que se recomienda su uso en el cálculo del equilibrio límite, por lo menos dos tipos de fuerzas de cizallamiento. El programa MIDAS / Civil está permitido el uso de tres modelos de la distribución de fuerzas de cizallamiento: distribución de la variante de carga estática correspondiente, la distribución de la forma de la vibración y el modo de distribución en forma de aceleración uniforme es proporcional a la masa de cada uno de los pisos. Si el modelo de reparto de carga se utiliza carga estática, el usuario puede distribuir la carga de cualquier manera necesaria. 2.2.7.3

válido rango y el espectro necesario

Con el fin de evaluar si cumplen los requisitos de rendimiento del proyecto, utilizando el espectro actual y el espectro deseado. El cálculo de equilibrio límite se obtiene la dependencia de la carga de desplazamiento, mientras que el espectro de la respuesta se expresa en términos de las aceleraciones y los períodos. Para comparar los dos espectros, es necesario que se traducen en un formato de ADR (aceleración, desplazamiento de respuesta del espectro - El espectro de la respuesta de la aceleración de desplazamiento).

������ ���

Fig. 2.20 Transformación según la respuesta carga-desplazamiento en el rango de aceleración desplazamiento

Fig. 2.21 Transformación del período de aceleración de la dependencia en el rango de aceleración desplazamiento

Con estas expresiones la dependencia de la relación carga-desplazamiento se transforma en la aceleración de desplazamiento (ver Figura. 2.20):

donde el índice 1 corresponde al primer modo,

������ ���

Mediante la ecuación (11) del espectro de la respuesta se convierte en la figura. 2.21 como.

Fig. 2.22 Definición del espectro necesario

������ ���

2.2.7.4

Punto de rendimiento de cálculo

La intersección de las actuales y el espectro deseado proporciona un punto de rendimiento. Cuando el diseño está expuesto a grandes fuerzas, tales como la intensidad del terremoto, es el proceso de deformación plástica. El valor de la energía disipada depende del grado de deformación plástica o la viscosidad. El valor del espectro deseado se reduce, a su vez, con el aumento de las cantidades de disipación de energía. Así que, como resultado de los cálculos repetitivos obtenidos rendimiento de punto (ver fig. 2.22). Para encontrar el punto de desempeño en el programa MIDAS / Civil se utiliza un cierto nivel de ATC-40 A-método del espectro real (véase la figura. 2.23).

Figura. 2.23 - El método de la norma real de espectro ATC-40 2.2.7.5

Clasificado características operativas

Después de confirmar que el desplazamiento de toda la estructura se encuentra en el rango meta de rendimiento adecuado, comienza el proceso de evaluación del desempeño de partes individuales de la estructura. El programa MIDAS / Civil para este fin se utiliza un proceso similar a los procedimientos para evaluar el desempeño de las piezas de la estructura descrita en el reglamento de FEMA-273 y el ATC-40. Estas normas contienen tres ejecución de la tarea de clasificación (ver fig. 2.24). Cuando la caracterización es insuficiente, el ingeniero debe mejorar, aumentando la fuerza o la firmeza de las partes pertinentes.

������ ���

IO = Nivel de la corriente de carga LS = nivel de seguridad CP = nivel de alerta de la destrucción Fig. 2.24 La evaluación del desempeño de las partes individuales de un diseño 2.2.7.6

El procedimiento para el cálculo del equilibrio límite

Finalización del análisis estático y el diseño de la estructura. Para poner a prueba la capacidad de las estructuras para resistir las cargas sísmicas, primero debe completar el análisis estático seguido de un proceso de diseño de los detalles de construcción. Entrada de información de control para el cálculo de equilibrio límite. Llame al cuadro de diálogo Diseño> Pushover Análisis de Control (Planificación> Administración el cálculo de equilibrio límite), y especificar el número máximo de pasos graduales, el número máximo de iteraciones en cada paso de incremento y el límite de la convergencia. Introduzca las opciones para limitar la carga de equilibrio. Llame al cuadro de diálogo Diseño> Pushover casos de carga (Diseño> Opciones de carga para un equilibrio límite), y especificar las opciones para cargar el estado inicial antes de que el cálculo del equilibrio límite, y las opciones para la carga en el caso de limitación de equilibrio. la carga inicial puede servir como una carga estática en la estructura. Condiciones de carga para limitar el equilibrio puede tomar la forma de variantes de carga estática, la forma o el modo de formar una aceleración uniforme. Cada uno de los patrones de carga se puede utilizar en combinación con la carga inicial.

������ ���

Identificar los datos de las articulaciones. Llame al cuadro de diálogo Diseño> Definir Bisagra (Tipo de datos de diseño> Definir tipos de datos para las articulaciones), y definir los datos, la no linealidad del material a través de las articulaciones. Usted puede elegir uno de los tipos de articulaciones representadas en MIDAS / Civil, o aplicar un estilo, configurable por el usuario. Identificar los datos de las articulaciones. Llame al cuadro de diálogo Diseño> Asignar Empuje las bisagras (Diseño> Pregunte a las bisagras para el cálculo del equilibrio límite) y asignar las partes de un diseño dado datos anteriores para las articulaciones. Por lo general, las vigas se utilizan depende del esfuerzo de torsión, para las columnas y paredes - las articulaciones del esfuerzo de torsión y axiales, y los sujetadores para - articulaciones axiales. Realizar el cálculo de equilibrio límite. Realizar el cálculo de equilibrio límite mediante la elección de diseño> Realizar Pushover Análisis (Proyecto> Ejecutar cálculo de equilibrio límite). Verificación de resultados de cálculo. Que después de la finalización con éxito del cálculo para obtener las curvas resultantes limitar el equilibrio, seleccione Diseño> Pushover curva (Proyecto curvas> del equilibrio). Los niveles de rendimiento se compara con los espectros de diseño diferentes. También puede comprobar la deformación de la forma, que corresponden a cada paso, o la formación de las bisagras. Para animar el proceso de formación de las articulaciones se puede utilizar la función Anime (dibujos animados).

2.2.8 Cálculo del comportamiento en el tiempo de las estructuras con condiciones de contorno no lineales 2.2.8.1

 Modelo numérico de cálculo / condiciones / acoplamiento elemento no lineal

������ ���

Fig. 2.25 Un conjunto de elementos del acoplamiento no lineal

elemento no lineal de acoplamiento se compone de seis conecta dos nodos de lineal o no lineal muelles. La construcción de modelos se pueden construir con elementos que reflejan los siguientes tipos de comportamiento dinámico no lineal: el amortiguador viscoelástico, la brecha (elemento, que sólo funciona en compresión), Hook (elemento, que sólo funciona en tensión), el sistema simulará el amortiguador de goma histéresis choque rodamiento y fricción Péndulo del sistema.

������ ���

Seis manantiales se utilizan como sigue (véase la figura 2.25.): Una primavera deformación axial, la deformación de corte dos muelles, una deformación del resorte de torsión y flexión dos muelles de tensión. Puede utilizar algunos de los seis manantiales. Ubicación de los detalles de dos muelles en el cambio pueden ajustarse por separado. Posición dada por el cociente de la distancia desde el primer nodo de la longitud total de las piezas. Si se especifica la posición del resorte de corte y el elemento de la fuerza de corte de acoplamiento no lineal efecto, los momentos de flexión en los extremos de los detalles pueden variar. Dependiendo de la ubicación de la corte resortes también están cambiando y el esfuerzo de torsión. Por el contrario, cuando la posición de la primavera de corte no se especifica, los momentos de flexión en los extremos siempre será igual, independientemente de la presencia de fuerzas de cizallamiento. Cada uno de los muelles tiene una buena rigidez. Para resortes individuales pueden especificar las propiedades no lineales. En el caso de análisis estático lineal o no lineal del elemento de acoplamiento no lineal se considera como un elemento elástico lineal, la rigidez efectiva correspondiente. Como un elemento no lineal que se considera sólo la hora de calcular el comportamiento en tiempo de diseño no lineal con condiciones de frontera. Independientemente de si el uso global o local, sistema de coordenadas, el grado de libertad para cada elemento de este - los tres componentes del movimiento de traslación y los tres componentes de la rotación. Sistema de coordenadas del elemento almacenado regla de los signos, aprobada por una granja. En cada uno de los nodos del elemento representado por las siguientes fuerzas internas, la fuerza axial, dos fuerza cortante, torsión y un momento de flexión. Acuerdo en la etiqueta es la misma que en el caso del elemento de las vigas.

2.2.8.2

cálculo de la función de Diseño / Cálculo del comportamiento en tiempo de diseño no lineal con condiciones de frontera

Dibujo del modelo computacional Si la estructura del modelo calculado contiene elementos del acoplamiento no lineal, todo lo demás, no son elementos del acoplamiento no lineal, los elementos se consideran linealmente elástico. Elementos del acoplamiento no lineal utilizado para conectar dos sitios de diseño o construcción para la conexión con las piernas. Cada elemento del acoplamiento no lineal de un total de seis primavera - un resorte deformación axial, la tensión cortante dos muelles, uno de deformación del resorte de los resortes de torsión y dos tensión de flexión. En este caso, sólo puede utilizar los resortes ������ ���

individuales. En general, cada primavera tiene propiedades lineales y no lineales como las propiedades deseadas por el usuario. Primavera, con sólo las propiedades lineales (de ahora en adelante por resortes lineales) son esencialmente lineales resortes elásticos. Las mismas fuentes que tienen propiedades no lineales (en lo sucesivo no lineales muelles), en realidad representan el comportamiento físico de los resortes no lineales, y sus propiedades como resortes lineales sólo se utilizan en el algoritmo del cálculo. Por las propiedades lineales incluyen la rigidez efectiva de cada uno de los componentes de la primavera, que se utiliza para generar la rigidez elemento de la matriz y el acoplamiento no lineal de la asamblea en su conjunto. En el caso de análisis estático lineal y no lineal de estructuras que contienen elementos no lineales de acoplamiento, el cálculo se hace usando sólo la rigidez efectiva. Por las propiedades no lineales incluyen parámetros que reflejan las características dinámicas no lineales de muelles. En MIDAS / Civil son de 6 tipos de propiedades no lineales amortiguador viscoelástico, brecha, el gancho, la unidad de histéresis destinadas aislador de goma rodamiento y el sistema de amortiguadores de fricción del péndulo. Listado de los límites de la conducta no lineal de tiempo de diseño de cálculo En el caso de los límites del comportamiento no lineal de los valores teóricos de cálculo del tiempo, esta construcción se divide en sistemas lineales y no lineales. Que actúan sobre la parte del sistema no lineal fuerzas no lineales se convierten para el cálculo de las cargas externas dinámicas que actúan sobre un sistema lineal. Aquí, el sistema lineal consta de elementos elásticos lineales y elementos lineales de primavera del acoplamiento no lineal. sistema no lineal consiste en un acoplamiento de la primavera elemento no lineal no lineal. La ecuación dinámica de la construcción, que contienen elementos del acoplamiento no lineal se puede escribir como sigue:

Donde M - matriz de masa, C - matriz de amortiguamiento KS - matriz de rigidez de los elementos elásticos lineales, sin tener en cuenta los elementos del

������ ���

acoplamiento no lineal y el grado de libertad lineal de elementos de acoplamiento no lineal, KN - matriz de rigidez se obtiene de la rigidez efectiva de grados no lineal de la libertad BP - la matriz de transformación de las cargas dinámicas en los nodos de carga, BN - la matriz de transformación de las fuerzas internas de la no-lineal de los resortes de la carga nodales, - Desplazamiento nodal, velocidad y aceleración, p(t) -carga dinámica, fL(t) -las fuerzas internas causadas por la rigidez efectiva de la no-lineales n o-lineales muelles ужин, fN(t) -fuerza interior real de resortes no lineales. li neales. Situado en el miembro derecho de la ecuación fL (t) se reduce la rigidez efectiva de elementos de resorte no lineal, que puede obtenerse a partir de los elementos de matriz de rigidez de la relación no lineal entre KN en el lado izquierdo. En el comportamiento dinámico de la estructura sólo afectará a las fuerzas reales internos de FN no lineales muelles (t). La razón de usar KN matriz de rigidez efectiva es que en algunos casos la ubicación de los puntos de conexión de los elementos del acoplamiento no lineal en cuenta sólo la rigidez lineal de la matriz de grados de libertad puede ser inadecuada. modos y frecuencias de forma natural se puede calcular sobre la base de las matrices de masa y rigidez mediante el cálculo de los valores propios o mediante el método de Ritz. Matriz de amortiguamiento es proporcional a la atenuación. Un efecto adicional de amortiguación de los elementos no lineales de la comunicación se refleja en las fuerzas internas de FN no lineales muelles, (t) en el lado derecho. Uso de la ortogonalidad de los modos, la ecuación anterior se puede transformar a una ecuación en coordenadas modales:

donde φi - vector de la forma de la moda, el i modo apropiado, ξi - i modo de amortiguación,

������ ���

ωi - frecuencia natural del modo i,

- desplazamiento generalizado de la velocidad y la aceleración de la moda i. Puesto en el lado derecho de las fuerzas internas de la no-lineales muelles fN(t) y se encuentra en la función de lateral derecho fL(t) determinado por la tasa real de cambio de la deformación y la tensión dada a los elementos del sistema de coordenadas local correspondiente del acoplamiento no lineal. Sin embargo, la deformación real de los elementos que contienen componentes de todos los modos, y no pertenece a ningún modo de un solo. La ecuación cinética escrito en coordenadas modales, y no puede ser considerado como independiente de cualquier manera. Para aprovechar al máximo el cálculo entre modos de transporte, se supone que fN(t) y fL(t) en cada paso del cálculo es tal que esta ecuación se convierte en una ecuación en la modal coordenadas independientes. En primer lugar, utilizando los resultados del cálculo de la etapa anterior, obtener algunos valores del desplazamiento generalizado entre modos de transporte y velocidad, con la que los valores calculados fN(t) y fL(t) paso actual. De estos valores se calculan correspondientes a la etapa actual del desplazamiento generalizado entre modos de transporte y velocidad, y la deformación y la tasa de cambio de tensión en los elementos del acoplamiento no lineal se calculan utilizando la combinación de procesos. El proceso continúa hasta que todo cálculo, hasta que el error siguiente no es ser inferior al límite permitido.

donde �t

- cálculo de intervalo de tiempo, - forma adecuada i desplazamiento generalizado en la fase de volver a calcular el

paso calcular n j, - correspondientes i modelo generalizado de la velocidad en la fase j volver a calcular el paso, el cálculo de n, ������ ���

- fuerza interna en un i la primavera no lineal en el paso j volver a calcular el paso de cálculo de n. El proceso descrito arriba se repite en el cálculo para cada paso de tiempo. Directamente al usuario especifica el número máximo de repeticiones y el límite de la convergencia en las opciones de tiempo de carga de los asuntos Historia (Las variaciones en el comportamiento de las estructuras de carga en el cálculo del tiempo). Si la convergencia no puede ser alcanzado, el programa automáticamente aplasta el intervalo Dt y vuelve a iniciar i niciar el cálculo. comportamiento dinámico no lineal de los muelles descrito por las ecuaciones diferenciales. Solución de ecuaciones diferenciales mediante el análisis numérico es necesario para calcular y ajustar a cada paso las fuerzas internas no lineales de muelles. En MIDAS / Civil se usa para calcular el método numérico de Runge-Kutta (Runge-Kutta Fehlberg), que es ampliamente utilizado para estos fines y es conocido por ofrecer una buena velocidad y precisión del cálculo. Características del cálculo del valor propio análisis no lineal de Límites de comportamiento en el tiempo en el diseño de MIDAS / Civil se basa en el cálculo de los modos y, por tanto, de una representación adecuada de la estructura de respuesta debe utilizar un número suficiente de modos. Especialmente importante la utilización de un número suficiente de modos a fin de presentar una deformación del acoplamiento no lineal. Un buen ejemplo es un ejemplo de cálculo del espectro para el choque sísmica del sistema de la fricción del péndulo. En el caso del amortiguador de este tipo, la fuerza del resorte interno de calidad en la dirección del elemento es un factor importante para determinar el comportamiento de los resortes en la dirección del corte. Así, en contraste con los casos norma, el cálculo sísmico del espectro, los modos vertical también juegan un papel importante. Se debe utilizar un número suficiente de modos para modelar la cantidad de masa en la dirección vertical estaba cerca de la masa total. Si el problema se resuelve utilizando el método de cálculo de los valores propios, es posible que tenga un gran número de modos, que aumentan en gran medida el tiempo de cálculo. Si utiliza el método de cálculo del Ritz, que se puede encontrar en forma de modos y frecuencias naturales, lo que refleja la distribución de las cargas dinámicas en todos los grados de libertad. Esto hace que sea posible, incluso con un pequeño número de modos que tener en cuenta el efecto de los modos de orden superior. Por ejemplo, en el caso del amortiguador de péndulo de fricción del sistema, el cuadro de ������ ���

diálogo de entrada de datos para el cálculo del método de Ritz se puede elegir para acelerar la dirección de base Z y relacionar las opciones de carga estática para diseñar su propio peso. Así se obtienen las frecuencias naturales y formas modales, relacionadas principalmente con la dirección vertical. En términos generales, en comparación con el método de cálculo del cálculo de valores propios del método de Ritz da un menor número de modos de resultados más precisos. La combinación de cargas estáticas y dinámicas En contraste con el cálculo lineal del comportamiento de las estructuras en el tiempo, en el caso de su análogo no lineal del principio de superposición no se puede utilizar. Los resultados de los cálculos para las cargas estáticas y dinámicas no pueden ser simplemente combinado como si se aplican simultáneamente. Para tener en cuenta el efecto de la carga estática y dinámica, debe aplicar la carga estática en forma de tiempo y luego producir un comportamiento no lineal del límite de los cálculos de diseño en el tiempo. En MIDAS / Civil opción concedida variable en el tiempo estático Carga (Tiempo de carga variable estática), con el que puede introducir la carga estática en la forma del tiempo. En primer lugar, las opciones son forzamiento dinámico de función (la función dinámica de obligar a) pedir a la función de rampa de Normal (Tipo de datos de diente de sierra para que la distribución de datos noramalnoe). Entonces, en la opción de carga variable en el tiempo estático (Tiempo de carga variable estática) ha establecido un variaciones de carga estática en la dirección vertical, asociadas a determinadas características anteriores. La forma de la función de diente de sierra debe ser tal que la carga se utilizaría toda la carga estática transformado, y las vibraciones resultantes serían reembolsados hasta la hora de llegada de la aceleración del suelo (inicio de la aceleración del suelo). Con el fin de reducir el tiempo requerido para pagar las fluctuaciones derivadas de la acción transforma una carga estática, se puede especificar en el Tiempo de carga de la historia del caso (opciones para la carga en el cálculo del comportamiento en el tiempo) del valor inicial de amortiguación coeficiente igual a 99%. Además, el efecto de las cargas estáticas apoyado en todo momento, siempre y cuando la aceleración del suelo.

������ ���

2.2.8.3

rigidez efectiva

En el cumplimiento de los límites del comportamiento no lineal de cálculo de diseño en tiempo de diseño se divide en sistemas lineales y no lineales. Actuando por parte de la fuerza de sistema no lineal no lineal en las partes del diseño para el cálculo de transformarse en exteriores cargas dinámicas que actúan sobre un sistema lineal. En este punto, dependiendo del diseño del acoplamiento no lineal, no lineal de los componentes del sistema, el sistema por separado lineal puede ser inestable. Por lo tanto, el modo de cálculo se realiza sólo después de que el diseño es estabilizado por una rigidez efectiva. Por el contrario, si el diseño y después de la eliminación de los elementos de acoplamiento no lineal se mantiene estable, entonces nos pusimos la rigidez efectiva igual a cero, podemos obtener resultados precisos. Si después de la eliminación de los elementos de la estructura de la conexión no lineal es inestable, es necesario introducir la rigidez adecuada y eficaz que hará las delicias de las frecuencias naturales y formas modales, en estrecha colaboración que describe el comportamiento no lineal real. En este caso, la rigidez efectiva suele ser superior a 0 e inferior o igual a la rigidez inicial de los resortes no lineales. La rigidez inicial se refiere a las propiedades dinámicas de los diferentes tipos de elementos que se describen en la sección siguiente: kb para el amortiguador viscoelástico, k por una brecha, el gancho y la unidad de histéresis, y ky y kz de amortiguador de dirección de referencia de goma y sistema de fricción del péndulo. La rigidez inicial se define como la rigidez efectiva para los cálculos estáticos o dinámicos lineales y lineales para obtener una respuesta antes del inicio del comportamiento no lineal. Para aproximar el análisis dinámico no lineal, como la rigidez efectiva basada en la carga máxima prevista se introduce correspondiente a la rigidez secante. Este es un intento de lograr la mejor reproducción posible en el cálculo del comportamiento no lineal de los elementos del acoplamiento no lineal. Si el cálculo no converge, puede ser recomendable utilizar para la convergencia de la rigidez efectiva. Propiedad dinámica del acoplamiento no lineal Para calcular el límite del comportamiento no lineal del tiempo de diseño de MIDAS / Civil establece seis elementos de borde no lineal: un amortiguador viscoelástico, brecha, gancho, histéresis unidad de rodamiento de caucho destinadas amortiguador y el sistema de péndulo de fricción. siguiente diagrama muestra sus propiedades dinámicas:

������ ���

(a) Viscoelástico amortiguadores

(b) Liquidación

(c) Gancho

(d) Trabajar en la unidad de cambio de histéresis primavera y dirigió el caucho amortiguador de referencia

������ ���

(e) Trabajo en el turno de la compuerta de primavera-péndulo de fricción del sistema Fig. 2.26 Esquema de la utilización de manantiales para representar el acoplamiento no lineal

Viscoelástico amortiguadores amortiguador viscoelástico, al mismo tiempo mantiene la velocidad que excita la fuerza proporcional a la velocidad de deformación, y la elasticidad, la fuerza emocionante es proporcional a la tensión. Este dispositivo aumenta la posibilidad de amortiguamiento en las estructuras, y por lo tanto reduce la respuesta estructural de respuesta dinámica a los efectos sísmicos, viento, etc Este amortiguador se utiliza para aumentar la seguridad del diseño y su vida. Característico de un modelo matemático de amortiguadores viscoelásticos pueden servir como un modelo de Maxwell, donde la serie relacionada amortiguadores de resortes lineales y viscoso, y el modelo de Kelvin, en los que elementos similares están conectados en paralelo. Programa MIDAS / Civil ofrece la oportunidad de establecer las variables adecuadas para simular la rigidez del elemento asociado con el uso de amortiguadores viscosos y surge de los dos modelos. Fig. 2.26 (a) ilustra el principio del amortiguador viscoelástico. Este modelo tiene la forma del modelo de Kelvin: un muelle lineal y amortiguador viscoso en paralelo, además de la conexión con la rigidez lineal que conecta los dos nodos. Si el elemento de conexión que falta, o si la rigidez del elemento de conexión es mucho mayor que la rigidez del dispositivo de amortiguación, el elemento de conexión se puede definir como un sólido. Por esta relación de fuerza-deformación de los elementos está dada por:

donde kd - la rigidez del amortiguador viscoelástico, cd - coeficiente de amortiguamiento del amortiguador viscoelástico, kb - la rigidez del elemento de conexión, s - el exponente, que determina las propiedades de la viscosidad no lineal de amortiguamiento del amortiguador viscoelástico, d - deformación del elemento entre dos nodos,

������ ���

dd - la deformación de un amortiguador viscoelástico, db - la deformación del elemento de conexión, signo (.)-en función de la marca. De las ecuaciones anteriores, podemos obtener un modelo lineal de un amortiguamiento viscoso es linealmente proporcional a la tasa de cambio de tensión así como no lineal amortiguamiento viscoso es exponencial depende de la tasa de cambio en la cepa. Si queremos modelar el modelo de amortiguador viscoelástico de Maxwell, a continuación, entra cero para kd y kb indican la rigidez de los elementos de conexión. Liquidación Al igual que con otros elementos de contorno, la brecha elemento consta de seis muelles. En el sistema de coordenadas del elemento puede ser representado por el nodo N2 deformación con respecto al nodo N1 para los seis grados de libertad. Si el valor absoluto de la tensión negativa se convierte en más grande que las diferencias iniciales en los muelles, se activará la rigidez de los muelles. Para representar el trabajo sólo en la compresión, sólo se puede utilizar para saltar la dirección axial. Este elemento se utiliza para la simulación de la comunicación. Los seis manantiales son independientes unos de otros y mantener la siguiente relación con el movimiento de las fuerzas:

donde k - constante del resorte amortiguador tipo de brecha, o - la diferencia inicial, d - deformación de los resortes en el elemento del bastidor. Gancho Al igual que con otros elementos de borde, el gancho elemento consta de seis muelles. En el sistema de coordenadas del elemento puede ser representado por el nodo N2 deformación con respecto al nodo N1 para los seis grados de libertad. Si el valor absoluto de la tensión positiva es mayor que los valores iniciales de la hoja de los muelles, se activará la rigidez de los

������ ���

muelles. Para representar el trabajo sólo en la tensión, sólo se puede utilizar para saltar la dirección axial. Este elemento se utiliza para los componentes tales como la conexión del viento,

abrazaderas,

etc

Los seis manantiales son independientes unos de otros y mantener la siguiente relación con el movimiento de las fuerzas:

donde k - rigidez del gancho de resorte, o - valor inicial de deslizamiento, d - deformación de los resortes en el elemento del bastidor. unidad de histéresis unidad de histéresis se compone de seis muelles distintos, que tienen la propiedad de la plasticidad uniaxial. Este bloque se usa para modelar la disipación de energía del dispositivo a través del comportamiento histerético. Usted puede crear un modelo de amortiguador clásica, a través de la plasticidad del metal, que se utiliza para proteger el diseño básico a través de la deformación plástica previa de los elementos adyacentes. Este amortiguador tiene una rigidez mayor que la rigidez de la construcción básica, pero tiene un rendimiento

inferior.

La fuerza-deformación en el caso de la unidad de histéresis tiene la siguiente forma:

donde k - la rigidez inicial de resortes elásticos, Fy- rendimiento, r - la relación entre la rigidez de la fuerza de la producción a la rigidez elástica, d - deformación de la primavera entre dos nodos, z - el comportamiento variable de histéresis interna. histéresis módulo variable interna varía de 0 a 1. Comportamiento dinámico de la variable z fue invitado Wen (1976) y se define por la ecuación diferencial:

������ ���

donde α, β – parámetros que definen la forma de la curva de histéresis,

s - el parámetro que determina la magnitud de la zona plástica, - La tasa de cambio de la deformación entre dos nodos muelles, sign (.) - una función de la marca. Los parámetros α y β definen el comportamiento de la fuerza de la producción. Valor α+β>0 corresponde a una disminución de la fuerza, а α+β<0 – endurecimiento. Causado por el comportamiento histérico de la disipación de energía aumenta con el cuadrado de una región cerrada delimitada por la curva de histéresis. En el caso de bajar la intensidad de este crecimiento se asocia con una disminución en el (β-α). Cambiar el comportamiento de histéresis debido a los cambios en los parámetros α y β se ilustra en la figura. 2.27. El parámetro s - es el exponente que determina la naturaleza de la curva de histéresis en la zona de transición entre la zona de deformación elástica y la zona de deformación plástica una zona de la tensión de fluencia. Cuanto mayor sea el valor de s, la más evidente se convierte en un punto del punto de producción, y cuanto más cerca las características del sistema de la característica bilineal elástico-plástico. Cambiar el volumen de negocios zona debido a los cambios en el parámetro s se ilustra en la figura. 2.28.

������ ���

Fig. 2.27 La dependencia de la fuerza-deformación en el comportamiento de histéresis (r = 0, k = Fy = s = 1.0)

Fig. 2.28 La región de transición de una zona de deformación elástica a la zona de deformación plástica (zona de flujo)

������ ���

Teniendo aislador de goma aislador de goma rodamiento reduce el desarrollo de la aceleración del suelo y por lo tanto protege la estructura del movimiento del suelo. Amortiguadores situado entre las vigas y los pilares en la construcción de puentes, así como entre la base y la superestructura de los edificios. Absorber con un bajo rendimiento del amortiguador de choque de tipo de referencia de goma separa el diseño dominante frecuencia natural de los componentes de frecuencia principales del movimiento del suelo. Amortiguador de las fluctuaciones de la energía se disipa debido al comportamiento histérico. Este tipo de amortiguador para la deformación de corte dos tiene las propiedades de plasticidad biaxial, y para los otros cuatro cepas - las propiedades de los resortes elásticos lineales independientes. A continuación se escribe el sistema de ecuaciones que determinan la proporción de la fuerzadeformación para el amortiguador de goma de referencia:

donde ky, kz - la rigidez inicial de resortes elásticos trabajando en un cambio en la Y y Z sistema de coordenadas ECS, Fy,y, , Fy,z - el límite de elasticidad de trabajo en el turno de los manantiales en el yyz sistema de coordenadas ECS, ry, rz - relación de rigidez de ceder el paso a la rigidez elástica de los muelles en el cambio de Y y Z sistema de coordenadas ECS, dy, d - deformación de corte de la primavera entre dos nodos de la Y y Z sistema de coordenadas ECS, zy, zz - variables internas del comportamiento histerético de los resortes cambio en la Y y Z sistema de coordenadas ECS, zy и zz - histéresis son variables internas SRSS valores de los parámetros para la zy las variables y los rangos de zz 0-1. Comportamiento dinámico de una variable z basado en el modelo de la plasticidad biaxial propuesto por Park,

������ ���

Wen Jiabao, y Ang (1986) y desarrollada sobre la base del modelo uniaxial de la plasticidad Wen (1976). Estas variables se definen por las siguientes ecuaciones diferenciales:

Donde αy, βy, αz, βz - parámetros de forma de la curva de histéresis en el cambio de muelles y, z

coordenadas ECS, - Tasa de variación de la deformación al corte de la primavera entre dos nodos de la Y y Z coordenadas ECS, sign (.) - una función de la marca. Si sólo hay un desplazamiento de la primavera, el modelo descrito anteriormente se identifica al sistema con histéresis parámetro s = 2, en cuyo caso el nombramiento de todas las variables y los parámetros es el mismo. Amortiguador de la fricción del sistema de péndulo Absorber sistema de fricción del péndulo se utiliza para el mismo propósito que el aislador soporte de goma. Sus mecanismos de estructuras de protección en el movimiento de tierra a través de la disipación de energía por el comportamiento de histéresis y el movimiento de las frecuencias naturales son idénticos. La diferencia es que el sistema del péndulo de fricción experimenta una fuerza de restauración depende del radio de curvatura de la superficie de deslizamiento del péndulo. Ajuste el radio de curvatura de las frecuencias naturales de toda la estructura se puede cambiar al valor deseado. Por lo tanto, la disipación de energía debido al comportamiento histerético de un efecto incremental en la superficie de deslizamiento. Este tipo de amortiguador para la deformación de corte dos tiene las propiedades de la pareja de la ductilidad biaxial, elongación determinada por el comportamiento no lineal del tipo de autorización, mientras que las otras tres cepas de la rotación está determinada por las propiedades de los resortes elásticos lineales independientes. La ecuación que determina la relación de fuerza-deformación axial amortiguador primavera péndulo de fricción del sistema es idéntico a una ecuación similar para la brecha en cero

������ ���

brecha inicial.

Donde P - que actúan sobre el sistema de amortiguación del péndulo de fricción fuerza axial, kx - rigidez del resorte lineal en el sistema de coordenadas x ECS, dx - deformación de los resortes en el sistema de coordenadas x ECS. A continuación se muestra un par de curvas registradas fuerza-deformación de los resortes en la dirección del cambio en el amortiguador del sistema de la fricción del péndulo:

donde P - fuerza axial que actúa sobre el sistema de amortiguación de fricción del péndulo, Ry, Rz – los radios de curvatura de la primavera en el cambio y, z coordenadas ECS, µy, µz - coeficientes de fricción en el cambio de muelles y, z coordenadas ECS, dy, dz - muelles, las deformaciones de corte entre dos nodos de la Y y Z coordenadas ECS, zy, zz - variables internas del comportamiento histerético de los resortes cambio en la Y y Z sistema de coordenadas ECS. coeficientes de fricción de las superficies de fricción y µz µy dependerá de la velocidad de deformación en la dirección de corte. Se definen por las ecuaciones propuestas por Constantinou, Mokha y Reinhorn (1990).

������ ���

µfast, y, µfast, y - los coeficientes de fricción para las velocidades más rápidas en la cepa y, z coordenadas ECS, µslow, y, µslow, y - los coeficientes de fricción para las velocidades más rápidas en la cepa y, z coordenadas ECS, ry, rz - tasa de variación del coeficiente de fricción en el cambio de muelles y, z sistema de coordenadas ECS, dy, dz- tasa de variación del coeficiente de fricción en el cambio de muelles y, z coordenadas ECS. Variables zy и zz – son variables internas de histéresis, para lo cual los valores SRSS varían de 0 a 1. Comportamiento dinámico de una variable z basado en el modelo de la plasticidad biaxial propuesto por Park, Wen Jiabao, y Ang (1986), y sobre la base del modelo de plasticidad uniaxial desarrollado por Wen (1976). Estas variables se definen por las siguientes ecuaciones diferenciales:

donde ky, kz - rigidez inicial de corte antes del cambio en la coordinación y, z del sistema ECS (rigidez del elemento de acoplamiento), αy, βy, αz, βz - parámetros de forma de la curva de histéresis en el cambio de muelles y, z

coordenadas ECS,

������ ���

- Tasa de variación de la deformación al corte de la primavera entre dos nodos de la Y y Z coordenadas ECS. Modelo descrito anteriormente conserva la forma que es idéntica a la referencia de dirección amortiguador de caucho, excepto los relacionados con el rendimiento valores expresados en las obras de este módulo las fuerzas axiales y los coeficientes de fricción. Si sólo hay un desplazamiento del resorte no lineal, el modelo descrito anteriormente es idéntico al comportamiento uniaxial para s = 2.

2.3 Cálculo de la estructura del puente a una carga en movimiento cálculo de la función a un programa de carga en movimiento MIDAS / Civil se utiliza para el análisis estático y el diseño de estructuras de puentes bajo la influencia de la rodadura de los vehículos, y reduce a los siguientes procedimientos: Construcción de curvas y superficies de impacto desplazamientos, fuerzas internas en los elementos y las reacciones de apoyo de movimiento de cargas Cálculo de los valores máximos y mínimos de los desplazamientos nodales, fuerzas internas en los elementos y las reacciones de apoyo que se producen cuando se mueve en la construcción de un vehículo determinado con la construcción de las líneas y las superficies de influencia Cálculo de la estructura del puente a una carga en movimiento consiste en una serie de cálculos para todas las condiciones de carga, creado con la ruta completa del movimiento de carga. Como resultado de estos cálculos son determinados por los valores máximo y mínimo de los parámetros necesarios utilizados en el futuro como resultado de la versión móvil de la carga. Para calcular una carga en movimiento, debe especificar la carga de la línea de vehículos o líneas del vehículo y determinar el método de aplicación de las cargas del vehículo y luego aplicando la carga unitaria de los diversos puntos de las líneas o carriles de circulación para el cálculo de líneas de influencia y las superficies de influencia. línea de influencia se encuentra a lo largo de la trayectoria del movimiento y es un componente especial del cálculo de los resultados obtenidos mediante el análisis estático de la estructura del puente a la acción de una unidad de carga en movimiento a lo largo de la trayectoria del vehículo. El efecto de superficie es un componente especial de los resultados de los cálculos obtenidos mediante el análisis estático del plano de la construcción del vehículo de ������ ���

carretera de carril en el efecto de la unidad de carga que se encuentra en los ganglios de la placa del elemento, y representaba los valores de los puntos de aplicación de la carga. resultados de los componentes para los que puede calcularse a partir de los efectos de línea o de superficie, incluidos los esfuerzos desplazamientos nodales construcción de modelos en elementos tales como armaduras, vigas y placas y las reacciones de apoyo. El procedimiento para el cálculo de estructuras en el movimiento de su vehículo con las líneas y las superficies de influencia es el siguiente: Determinación de la carga del vehículo, la aplicación del método de movimiento de cargas y las tiras o las superficies del vehículo. Construcción de líneas o superficies, la influencia de cada parámetro requerido por el cálculo estático de las unidades de carga que se mueven a lo largo de la tira oa lo largo de la superficie del vehículo. La obtención de resultados de los cálculos de diseño bajo la influencia de rodar el vehículo por medio de líneas y superficies de influencia de acuerdo con el método de cálculo aplicado a una carga en movimiento. El procedimiento anterior de cálculo da como resultado los valores máximos y mínimos de los distintos componentes bajo la acción de una carga que se mueve y se puede combinar con los resultados obtenidos en otras condiciones de carga. Combinación de cargas para obtener los valores máximo y mínimo se compilan por separado. Los resultados de los cálculos incluyen desplazamientos nodales, reacciones de apoyo y las fuerzas internas en elementos tales como armadura, viga o placa. Para los elementos de otros tipos de cálculo sólo tiene en cuenta su rigidez, pero los resultados de estos elementos no se generan. Unidad de carga, que se utiliza en el cálculo de estructuras bajo la influencia de rodadura del vehículo para la construcción de las líneas y las superficies de influencia, se aplica en la dirección opuesta al eje Z del sistema global de coordenadas GCS. Usted puede especificar un número ilimitado de opciones para mover la carga. Los cálculos de las líneas de influencia y las superficies de influencia no puede llevarse a cabo de forma simultánea. Tabla 2.1 muestra algunas de las características y aplicaciones de estos dos tipos de cálculo. Descripción

Cálculo de la línea de Cálculo de los efectos de influencia

superficie

������ ���

El

comportamiento

del Cambio significativo en el

puente, determinado por comportamiento el director de las vigas, o el estructuras

bajo

de el

cálculo del eje delantero movimiento de cargas en

Aplicaciones

2D

la dirección transversal

(Caja de acero puente de

(placa, chasis rígido, etc.)

vigas, etc) influencia de superficie, Influencia de los elementos construido

sobre

los

Viendo los resultados del de línea a lo largo de los elementos del movimiento cálculo

carriles

(elementos

de de superficie de la banda

viga)

(elementos de la placa de características)

Desplazamientos nodales, Desplazamientos nodales, Calculado Componentes

reacciones de apoyo, los reacciones de apoyo, los esfuerzos en los elementos Elementos

esfuerzos en los elementos

como Elementos

como

armaduras, vigas, placas armaduras, vigas, placas Tipos de artículos por

(para los elementos de (para los elementos de otros tipos de cálculo sólo otros tipos de cálculo sólo tiene en cuenta su rigidez)

Rueda

de Aplicada en forma de una fuerza concentrada de los Aplicada en forma de elementos de los carriles una fuerza concentrada

carga cargas Método de

concentradas

(elementos como el rayo)

de los nodos, formando un carril

en el carril

aplicación carga

tiene en cuenta su rigidez)

La presión aplicada a la Uniforme

de Aplicado como una carga superficie de los carriles carga en el uniforme a los elementos elementos carril tráfico

de de los carriles (artículos tales como vigas)

(Elementos de la placa de características)

������ ���

Tabla 2.1: Oportunidades de cálculo y aplicaciones de líneas de influencia y las superficies de influencia

La línea de influencia se calcula mediante la aplicación de una unidad de carga (fuerza vertical o la torsión) a lo largo del carril. línea de influencia se puede construir para los desplazamientos nodales de todos los nodos del modelo, los esfuerzos de todos los elementos de la armadura del tipo de modelo, la viga y la placa y las reacciones de apoyo en todos los soportes, incluidas en el modelo. En la construcción de la unidad de carga superficial efectos (fuerza vertical) se aplica a los nodos de elementos tales como placas, lo que representa la superficie de l os carriles Uso de las líneas de arriba y las superficies de influencia, el programa MIDAS / Civil calcula los valores de diseño mínimos y máximos de los desplazamientos nodales, reacciones en los apoyos y las fuerzas de los elementos, tales como armaduras, vigas y placas, utilizando las normas  limo

AASHTO23, Caltrans24 , AREA25

o de la carga definida por el usuario, que simula el vehículo. En

el caso de elementos de viga se calculan las fuerzas máximas y mínimas axial y los momentos de flexión sobre los ejes principales de inercia de la sección transversal. Programa MIDAS / Civil se aplican las fuerzas que simulan el vehículo, teniendo en cuenta todas las opciones posibles para la carga, incluidas las opciones de carga en dos direcciones de movimiento y carga de las cargas de torsión en varios carriles y las superficies de los carriles. El programa también analiza la influencia de los factores individuales de los tramos diferentes. Entonces, el programa genera los resultados para las condiciones más desfavorables de carga (carga de la rueda, la carga en el carril, etc.)

23 ASSHTO,

Especificaciones Estándar para Puentes de Carreteras, la Asociación Americana de

Carreteras Estatales y Transporte CIAL Ofi-, Inc en EE.UU. (especificación estándar para puentes de carretera, la Asociación Americana para los empleados del Estado de Carreteras y Transportación de los EE.UU.). 24 

Caltrans, Puentes Manual de Especificaciones de Diseño del Estado de California,

Departamento de Transporte de EE.UU. (Manual de normas de diseño de puentes, de California del Departamento de Transporte de los EE.UU.). 25 AREA,

Manual de Ingeniería Ferroviaria, la Asociación de Ferrocarriles de Ingeniería en EE.UU.

(Manual de Ingeniería Ferroviaria, la Asociación Americana de Ingenieros de tren en los EE.UU.). ������ ���

Si además de elementos tales como armaduras, vigas y placas en un elementos del modelo computacional incorporado de otros tipos (elementos del estado de tensión plana, los elementos en tres dimensiones, etc), su dureza en cuenta en el cálculo, pero los esfuerzos en estos elementos no están determinados. Esta restricción es reducir la cantidad de datos y el tiempo requerido para el cálculo. Si en el cálculo están dados por el movimiento de cargas, el programa crea una serie de opciones para la carga igual a la posición de carga. En el cálculo de una carga en movimiento mediante el siguiente procedimiento. diseño de simulación con elementos tales como vigas para la presentación de carriles y el tipo de elementos de la placa para representar los dos carriles. El trazado de las vías y superficies de carril en la estructura del modelo, considerando maneras de sacar el vehículo, el número proyectado de carriles y el ancho de los carriles. 26 Entrada de carga del vehículo, que debe atribuirse a la calle o en las superficies de los carriles. Las cargas de equipamiento de serie se define en la norma AASHTO. También puede utilizar la base de datos estándar y carga de las ruedas definidos por el usuario o cualquier otra carga en el carril. 27 Identificación de las vías de circulación y dos carriles, que debe ir acompañada de la carga del vehículo y entrar en las condiciones de carga correspondientes a los requisitos de diseño.

28

Definición soporta la carretera. El diseño de las condiciones de carga debe estar guiada por las instrucciones dadas en normas como la AASHTO. El sentido de la orientación es la siguiente. Para los cálculos en apoyo de una viga continua de momento negativo máximo de las cargas en movimiento se extiende a ambos lados del soporte considerado se debe cargar

26 Consulte

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Tráfico Línea carriles, carriles de tráfico

de superficie" ("carga de datos> para calcular una carga en movimiento> carril lineal, de dos carriles") en un tutorial interactivo. 27 

Consulte la sección "Análisis de la Estructura> Traslado de carga Análisis> Las clases de

vehículos, movimiento de carga de casos" ("Cálculo de estructuras> Cálculo de la carga en movimiento> clases de vehículos, las opciones de movimiento de carga") en el menú principal. 28 Consulte

la sección "Análisis de la Estructura> Traslado de carga Análisis> Vehículos" ("Cálculo

de estructuras> Cálculo de una carga en movimiento> Vehículos) en el menú principal. ������ ���

determinada carga distribuida y fuerza concentrada, lo que equivale a la carga total distribuido en su más desfavorecidos.29 Realizar cálculos. La combinación de los resultados de la opción de cálculo de la carga del vehículo y los demás resultados del cálculo de las opciones de carga estática y dinámica. Si el usuario sólo está interesado en la línea de influencia o impacto de la superficie, que sólo es necesario los dos primeros pasos. Paso 5 no es necesario llevar a cabo si el usuario decide hacer caso omiso de las normas.

2.3.1

Carril y el carril de dos dimensiones

La estructura del puente modelo se basa en el supuesto de que la dirección de su propio peso se encuentra frente al eje Z del sistema global de coordenadas (GCS). De carga del vehículo se aplican a los carriles lineales o dos carriles del vehículo a lo largo de la construcción de carreteras. En la dirección del puente puede ser situado a pocas calles, el número de carriles de tráfico proyectado y el proyecto de ancho de banda asignado a las normas de diseño. Carriles sobre todo dispuestas paralelamente entre sí o los elementos de las vías de circulación. disposición en paralelo de los carriles de tráfico y elementos de las vías de circulación no siempre se aplique, como la intersección en la que dos o más carreteras se cruzan en una trayectoria curva. puente de Carreteras grande puede ser representado por una serie de elementos de una sola línea de carril. Si utilizamos el modelo como una red, los elementos longitudinales se puede modelar como elementos de línea de carril. Para simular el grupo de fotogramas de losa o rígida de los elementos del puente se utilizan como "estufa".

29 

Consulte la sección "Análisis de la Estructura> Traslado de carga Análisis> Apoya Lane"

("Cálculo de estructuras> Cálculo de la carga en movimiento span> Atrezzo") en el menú principal. ������ ���

2.3.2 Carril de tráfico В  Programa MIDAS / carril Civil se suele presentar su línea de centro. Lane se define en el

cálculo de las líneas de influencia, se encuentra en la excentricidad del eje de la prismáticos / no de tipo prismático elemento de la viga, como se muestra en la figura. 2.29. Haz de elementos de línea introducidos en las filas especificando, definida como las partidas carriles.

30

En la línea de artículos carriles º i (N1) del nodo del elemento coincide con el j-TYM (N2) del nodo del elemento inmediatamente anterior. Si la coincidencia de los dos lugares no es posible, la brecha entre dos elementos consecutivos de los carriles en dirección a las vías de circulación debe ser por la exactitud del cálculo de la medida de lo posible reducir al mínimo. Por ejemplo, si dos o más cargas por eje concentrada se aplican a lo largo de las líneas de los elementos de carriles, y la diferencia entre dos elementos sucesivos de las calles más que la distancia entre los ejes en la dirección longitudinal, algunas cargas concentradas no se pueden incluir en el cálculo. Sin embargo, las brechas en la cruz o en una dirección perpendicular a los carriles de los elementos no afectan los resultados del cálculo. eje Z del sistema de coordenadas local de ECS carriles elemento debe ser paralela o casi paralela al eje Z del sistema global de coordenadas GCS, y el eje x del sistema de ejes de la CE no puede ser paralela a la GCS sistema del eje Z. Todas las cargas de tráfico en la construcción de líneas de influencia se unen al eje de los carriles, y luego se da a los elementos de las vías de circulación. Si el eje de los carriles y el eje del elemento de los carriles son idénticos, entonces los elementos de carriles en la dirección de desplazamiento de la banda se aplica sólo a carga vertical. Si la línea central del carril es la excentricidad en la dirección transversal con respecto al eje del carril de elemento, junto con una unidad de carga vertical a la aplicación del par carriles elemento unidad. Excentricidad se define como la cantidad de desplazamiento entre los carriles (línea central) y los carriles de elemento en la dirección perpendicular al movimiento (en la dirección del eje local x). Los signos de las excentricidades se determinan con base en las reglas de los signos para el esfuerzo de torsión sobre el eje local x, que surgen debido a la excentricidad de las

30  Consulte

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Tráfico línea de carriles, carriles de

tráfico de superficie" ("carga de datos> para calcular una carga en movimiento> carril lineal, de dos carriles") en un tutorial interactivo. ������ ���

cargas verticales. Regístrate () es nombrado por la excentricidad en los que el par es positivo. Excentricidades pueden ajustarse por separado para cada elemento de los carriles, y por lo tanto la posición de los carriles (línea central) puede variar con respecto a los elementos de las vías de circulación a lo largo de las líneas de los elementos de las vías de circulación. Si los carriles (líneas en el centro) se definen como se muestra en la figura. 2.29, entonces la construcción de líneas de influencia a los elementos de los carriles se unen unidad de carga vertical y una unidad de torque (en el caso, teniendo en cuenta las excentricidades). En cada uno de los nodos de elemento de carril de carga consolidada y el momento aplicado a los nodos en los extremos del elemento y puntos situados en los cuartos de la longitud del elemento. Aplicación de la unidad de carga en el programa automáticamente se lleva a cabo al unísono en la dirección del nodo i al nodo j. La exactitud de los resultados del cálculo depende de la distancia entre los puntos de aplicación de la carga, por lo que si la exactitud de los resultados es importante, se recomienda que el desglose de los elementos pequeños.

(a) Elementos de las vías de circulación y vías de circulación (las líneas centrales)

������ ���

(b) Regístrate en regla para las excentricidades Fig. 2.29 La relación entre la vía de circulación (eje), que forma parte de los carriles y excentricidades

2.3.3 carril de dos dimensiones vía de circulación de dos dimensiones se utiliza para calcular el movimiento de una placa de vehículo o camino emparrillado del puente cuando los registros importantes de una distribución asimétrica de cargas en movimiento. Este carril está montado a partir de elementos de los dos carriles y la línea de los carriles de los nodos. vía de circulación de dos dimensiones, como se muestra en la figura. 30, usado para construir un efecto de superficie, en la que a continuación se pueden realizar cálculos de la carga en movimiento, lo que refleja el movimiento del vehículo. 31 De ordenadas representa el valor de los efectos de superficie del parámetro correspondiente

31 Consulte

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Tráfico carriles de superficie" ("carga

de datos> para calcular una carga en movimiento> carriles de circulación de dos dimensiones) en el tutorial interactivo. ������ ���

(desplazamiento, fuerza de reacción, etc) en el cálculo de los puntos de fuerza de aplicación a la unidad de avión. Unidad de la fuerza aplicada en todas las posiciones posibles puntos de aplicación de la carga. efecto de superficie tiene el mismo significado que la línea de influencia, a excepción de dimensión cada vez más. Efectos de superficie, así como una línea de influencia es una herramienta esencial para el cálculo de la carga en movimiento. Determinación de la carga en el programa MIDAS / Civil de trabajo incluye dos carriles en la que el vehículo en movimiento, y artículos tales como placas, que, además, creado por el usuario para calcular el uso de superficies influencia. Programa MIDAS / Civil produce una serie de cálculos estáticos para las cargas verticales unidad se acople por separado a todos los nodos de elementos tales como placas, incluido en el ámbito de la influencia de la superficie. El programa crea el efecto de superficie de los parámetros de cálculo diferentes, tales como el movimiento, las reacciones y los esfuerzos en los elementos. Elementos de dos carriles de definir el dominio de dos carriles por el que mover el vehículo. En el modelo, se les da el ancho de banda, la línea del carril de los nodos y excentricidades. Introducción de datos duplicados se permite. Para cada nodo se puede introducir el coeficiente de influencia (factor de impacto) en relación con la duración del vuelo (s) y se puede dar una carga uniformemente distribuida. Línea de carriles nodos y excentricidades forman la línea de movimiento de la carga de la concentración del tráfico. Excentricidad se considera positivo si la línea central de dos carriles en el lado derecho de la línea de los carriles de nodos con respecto al eje del puente. La disposición frente define una excentricidad negativa. Línea de carril nodos consiste de nodos dispuestos en un plano de dos dimensiones de las vías y los nodos se organizan secuencialmente en la dirección del movimiento. Los nodos se introducen una sola vez. C Establecer el ancho de los carriles y las excentricidades de la línea del carril de nodos se convierte en una línea de relación, que se realiza por vía de circulación de dos dimensiones. Por lo tanto recomendable elegir la línea de los carriles de los ganglios cercanos a la línea central de dos carriles. Además del tiempo de la carga distribuida mediante la introducción de los elementos adyacentes a los soportes pueden ser obtenidos por un momento negativo adicional, los estándares de diseño es necesario.

������ ���

Fig. 2.30 Elementos de los dos carriles y la línea de los carriles de los nodos en los dos carriles

Una vez introducido carril o carriles de circulación de dos dimensiones, el programa MIDAS/Civil utilizando el proceso descrito anteriormente se crea un efecto de línea o la superficie de los parámetros de diseño siguientes cinco años. impacto de la línea o la superficie de desplazamiento generalizado en la dirección de los seis grados de libertad en el sistema de coordenadas GCS en todos los nodos. impacto de la línea o la superficie de reacciones generalizadas en la dirección de los seis grados de libertad en el sistema de coordenadas GCS en todos los pilares. efecto de línea o la superficie de las fuerzas axiales en todos los elementos de dicha explotación en el sistema de coordenadas local de ECS. Línea o área de impacto de los seis componentes de los esfuerzos de todos los elementos de viga (o elementos afilados de la viga) en un ECS sistema de coordenadas local en nudos en los extremos de los elementos y los puntos en un cuarto de la longitud (5 puntos). Línea o superficie efectos de los ocho componentes de las fuerzas y momentos lineales para todos los elementos de la cocina tipo en el local de coordinar los elementos del sistema, tales como la placa de ECS.

������ ���

La línea y la superficie de los efectos en el régimen de la post-procesador se muestran gráficamente en la pantalla o imprimirse. Uso de los efectos línea o superficie para el cálculo de la estructura de respuesta bajo la acción de mover las cargas de tráfico en las zonas entre los puntos de carga del programa MIDAS/Civil aplicación utiliza interpolación lineal.

(a) Línea de impacto del desplazamiento en el punto A

(b) Influencia de la línea de los momentos de flexión en el punto de A

(c) Influencia de desplazamiento vertical en el punto B

������ ���

(d) nfluencia de la reacción vertical en el soporte C Fig. 2.31 Líneas de influencia de diversos parámetros del puente atirantado

(a) La superficie del impacto del desplazamiento (DZ) en el punto central del espacio de la izquierda

(b) La superficie de la influencia de la reacción (Fz) en el n odo central de los pilares centrales

������ ���

(c) La superficie de la emoción del momento (MXX) en el elemento central del tipo de placa en la bahía a la izquierda

(d) Superficie de influir en la fuerza de corte (Vxx) en el elemento central del tipo de placa en la bahía a la izquierda Fig. 2.32 Las superficies de la influencia de diferentes parámetros de un puente de estructura rígida

������ ���

2.3.4 Móvil carga de tráfico El programa MIDAS / Civil establece dos formas de especificar las cargas del vehículo en movimiento. ruedas de carga definidos por el usuario y la carga en el carril Cargas de transporte que se definen en las normas como AASHTO, Caltrans, área, etc El primer método permite al usuario determinar directamente la carga de la rueda de diseño y la carga en el carril. Determinar la carga de la rueda medios para establecer el proyecto se concentró carga de las ruedas y la distancia entre los ejes, como se muestra en la figura. 2.33. Si la distancia entre los ejes anterior y el penúltimo no es constante y, a continuación del texto introducido los valores máximo y mínimo de tono. La carga de proyecto en el carril consiste en un uniforme de la carga y las cargas concentradas, la ubicación de los cuales cambia como se muestra en la figura. 2.34. Las cargas concentradas en el carril se disponen en las cargas de PLM, PLV y PL. Carga de PLM y PLV se utilizan en el cálculo de los valores máximo y mínimo de esfuerzo de torsión y los valores máximo y mínimo de esfuerzo cortante, respectivamente. PL carga se aplica cuando se recibe todos los resultados de cálculo de forma independiente, son los resultados de los momentos o fuerzas transversales. carga distribuida se supone válido para toda la longitud del carril. Programa MIDAS / Civil tiene zonas de carga, para que entre todos los estados posibles de la construcción se encontró la condición más desfavorable y recibido los resultados más desfavorables del proyecto. En la mayoría de los estándares de diseño no se especifica la aplicación simultánea de la carga de la rueda de tráfico y carga uniforme en la pista. A pesar de este programa MIDAS / Civil permite la carga simultánea de estos dos tipos de cargas para el usuario. El segundo método le permite utilizar la carga de tráfico normal, definida en varias bases de datos estándar, simplemente por la elección de tipos de vehículos de la construcción en MIDAS / Civil de base de datos. Construido en base de datos se muestran en la Tabla 2.2 y las figuras. Normas

Designación de la carga de tráfico estándar H15-44, HS15-44, H15-44L, HS15-44L

Norma AASHTO

H20-44, HS20-44, H20-44L, HS20-44L, AML HL93-TRK, HL93-TDM, HS20-FTG

������ ���

AASHTO LRFD DB-24, DB-18, DB-13.5, DL-24, DL-18,

Norma Caltrans Norma

de

DL-13.5 carga

IL

(estándar para puentes de P5, P7, P9, P11, P13 carretera) Estándar de los trenes de L-25, L-22, L-18, L-15,S-25, S-22, S-18, carga KS

S-15, EL-25, EL-22, El-18 & HL Tabla 2.2 Tipos de carga de tráfico estándar

P - carga de la rueda concentrada

Fig. 2.33 La definición de carga de las ruedas concentrado

Para la carga de la línea de influencia

Para la carga del efecto de superficie

������ ���

Fig. 2.34 Determinación de las cargas de diseño en el carril

DlP1 - carga por eje delantero, P2 - la carga en el eje secundario P3 - carga por eje trasero, Sal de punto de carga para calcular el esfuerzo cortante, carga Pm puntos para calcular el momento W - carga viva (línea de carga de influencia) w - carga distribuida (efecto de la carga de la superficie).

Para la carga de la línea de influencia

������ ���

Para la carga del efecto de superficie

Fig. 2.35 Carga DB y DL norma KS para puentes de carretera

������ ���

Para la carga de la línea de influencia

Para la carga del efecto de superficie

Fig. 2.36 Tráfico de carga H, SA AASHTO estándar y de carga militar alternativo

������ ���

Fig. 2.37 de carga autorizado Caltrans estándar

������ ���

(a) Estándar de los trenes de carga (carga L)

(b) Norma trenes de carga (carga S)

(c) La carga del tren de la norma H (tren de alta velocidad) Fig. KS 2.38 a bordo de carga

������ ���

(a) El tren de carga Cooper E-80

(b) El UIC80 carga del tren Fig. 2.39 trenes de carga Otros

Una vez que el proyecto de movimiento de cargas se definen como se describe anteriormente, se aplican en la dirección opuesta a la del Z-eje de coordenadas del sistema GCS. Valores mínimos y máximos de diseño, como los desplazamientos nodales, fuerzas de reacción se calcula para un determinado movimiento de cargas con las líneas ya establecidas de influencia o las superficies de influencia. El concepto de cálculo de las variables de diseño con líneas o superficies de impacto es menor que el anterior. Para calcular el valor de la variable de diseño bajo la influencia de la aplicación a un punto de concentración del tráfico de carga, la ordenada de la línea o la superficie de impacto de esta variable en el punto donde se multiplica la carga por una carga de tráfico concentrado. En el caso de una carga uniformemente distribuida de valores máximos y mínimos de l as variables de diseño en esta posición se encuentra multiplicando la superficie (volumen), delimitadas por una línea (de superficie) la influencia de la variable en las zonas positivas y negativas en la intensidad de la carga de tráfico distribuidos (ver fig. 2.40). Para el cálculo de puntos de referencia en virtud de la acción de la carga uniformemente distribuida a ser a la vez incluidos en los grupos más desfavorecidos fuerzas adicionales concentrado, igual en la distribución del tamaño de la carga en la adyacente a los tramos considerados de apoyo. Este es el requisito para obtener el máximo momento negativo en el apartado anterior el yunque, que suele ser formulado en las normas de diseño como AASHTO

������ ���

(ver fig. 2.41). 32

(A) Cálculo de los valores máximos y mínimos en el momento de la acción de la carga de tráfico concentrado (P)

(b) Cálculo de los valores máximos y mínimos en el momento de la acción de la carga distribuida sobre el carril (W) Fig. 2.40 Cálculo de los valores máximos y mínimos de las variables de diseño de la acción de cargas concentradas y distribuidas

32 Consulte

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Apoya Lane" ("carga de datos> para

calcular el movimiento de carga> Atrezzo carriles) en el tutorial interactivo. ������ ���

Fig. 2.41 El método de la carga de los carriles de momento n egativo máximo de apoyo a la viga continua B

Programa MIDAS / Civil establece tres métodos eficientes para el cálculo de la aplicación de cargas multiaxiales. 33 En el primer método, algunas fuerzas locales que dan forma multiaxial cargas concentradas se aplican de forma secuencial a cada punto de aplicación de la carga a lo largo del carril. Si la fuerza concentrada aplicada en el punto de aplicación de la carga, las otras fuerzas locales, que no se encuentran en el punto de aplicación de la fuerza, se calculan sobre la base de la interpolación lineal de las ordenadas de la línea de influencia, o los efectos de superficie. Los resultados obtenidos con este método es tan exacto, la exactitud de la línea se utilizan o los efectos de superficie. Si todas las fuerzas concentradas se aplican a todos los puntos de aplicación de la fuerza, el tiempo de cálculo se reduce. Este método en el libro de texto se señala como "E" (Exast con precisión) (ver fig. 2.42). El segundo método es básicamente idéntica a la primera, salvo que las cargas concentradas se aplican en el lugar de máximo y mínimo de las coordenadas de los efectos de línea o superficie. Este método en el libro de texto denominado "Q" (rápido-rápido) (ver fig . 2.43). El tercer método es similar al primer método, excepto que se determina la carga concentrada en el eje de referencia. En este método, hasta el punto de aplicación carga aplicada

33 Véase

"Análisis> Análisis de Control de movimiento de carga" ("> Los cálculos de carga de

cálculo de control móvil") una guía interactiva ������ ���

concentra sólo carga en el eje de referencia. El eje de reducción se define como el eje que golpeó el centro de la carga de transporte. Este método está indicado en el libro de texto como una 'P' (pivote - el punto central) (ver Fig. 2.44.). Para el diseño preliminar, se recomienda utilizar el método 2 y los métodos 1 y 3 se utilizan para la etapa del diseño final. Si un grupo de dos o más de las fuerzas concentradas aplicadas como una opción para mover la carga, es necesario tener en cuenta las cargas de impacto en dos direcciones. Multiaxial en gran medida simétrica de carga, y esto lleva a los diseños de votos diferentes en función de la dirección de movimiento de cargas.

Fig. 2.42 La aplicación de cargas concentradas, de conformidad con el método de 'E' (exacto con

������ ���

precisión)

Fig. 2.43 La aplicación de cargas concentradas, de conformidad con el método de la 'Q' (rápido rápido)

������ ���

Fig. 2.44 La aplicación de cargas concentradas por el método de 'P' (pivote - el punto central)

2.3.5 Condiciones de carga del transporte de carga Para encontrar los valores más críticos de los parámetros de diseño (las fuerzas en los elementos, el movimiento y las reacciones de apoyo) en el cálculo de estructuras de puentes, es necesario tener en cuenta todas las condiciones de carga, transporte de cargas. Esto se hace especialmente importante si el cálculo consiste en varios proyectos de transporte de carga y equipos de varios carriles. En este caso, es necesario tener en cuenta todas las condiciones que puedan afectar el valor de los parámetros de diseño, y descubrir a) puede o no del proyecto cargas de los equipos del vehículo beso al mismo tiempo, b) puede o no puede cargar de todos los grupos a considerar sólo el peor de los casos de la carga de diseño, c ) se ha seleccionado o no una banda especial para la aplicación de la carga de diseño, y d) una carga de factor de reducción debe ser tomado si usted va a cargar varios carriles. Teniendo en cuenta los criterios de diseño antes mencionadas, el programa MIDAS / Civil recibe

������ ���

los valores máximo y mínimo de parámetros de diseño de todos los medios posibles permutaciones. Para calcular los valores máximo y mínimo de los parámetros de diseño para el programa MIDAS / Civil requiere la siguiente información. Clases de carga de tráfico y el número de carriles de carga.Número máximo y mínimo de los carriles de carga al mismo tiempo.factores multi-banda de escala (relaciones de disminuir la carga de múltiples bandas al mismo tiempo carga).

(a) Plan de

(b) Fachada Figura 2.45 Modelo de construcción de puentes

Los siguientes ejemplos ilustran el concepto de combinaciones de carga para el movimiento de cargas: Ejemplo 1. Cálculo del puente con cuatro carriles para la carga de carga de coches y carga en los carriles de conformidad con la norma AASHTO HS20-44. Introduzca el carril lineal (línea central de los carriles de tráfico). En el menú principal (Main Menu), seleccione> Carga en movimiento de carga de Análisis de Datos> Tráfico Línea carriles (carga de> datos para calcular el movimiento de carga> carriles lineales) para mostrar un cuadro de

diálogo Definir Diseño Tráfico Línea Lanes

(Definir carril de diseño lineal) como se muestra en la figura. 2.46 (a). Haga clic en el botón para determinar los nuevos carriles en el cuadro de diálogo que se muestra en la figura. 2,46 (b). Escriba el nombre de la banda en el cuadro Nombre de Lane (El nombre de la banda), seleccione el tipo de elementos de viga y luego determinar la ruta de acceso mediante el establecimiento de las excentricidades y los coeficientes de influencia.

������ ���

Fig. 2.46 Cuadro de diálogo Definir Diseño carriles de tráfico de línea

(Determinar el proyecto de carril lineal)

2.3.5.1

 Introducir la carga de tráfico.

En el menú principal (Main Menu)> seleccione la carga en movimiento de carga de Análisis de Datos> Vehículos (carga de> datos para calcular una carga en movimiento> Vehículos) y haga clic en

para seleccionar el estándar deseado y la carga (en este caso la

norma elegida AASHTO de carga y de carga estándar).

������ ���

Fig. 2.47 Determinación de la carga de tráfico

Para revisar una combinaciones de carga más desfavorable HS20 y HS20-44-44L se utiliza, el mismo grupo de la carga de tráfico, de la clase 1 (clase 1), como se muestra en la Figura. 2.48.

Fig. 2.48 Escritura de carga clase de tráfico

Determinar el método de la carga de tráfico de aplicaciones. En el menú principal (Main Menu) para seleccionar la ventana de Análisis> Análisis de Control de Movimiento de Carga (Cálculo> Administración de la expectativa de las cargas en movimiento), a continuación, en el método de selección - exacta (exacta) e identificar el método elegido de aplicación de la carga.

������ ���

Fig. 2.49 La definición del método de aplicación de la carga

Introducir un factor de escala de varias bandas, tanto para las tiras de carga. Establece la reducción de la carga para el tráfico de varias bandas con el número de bandas de uno a cuatro, como se muestra en la Figura .2.50.

������ ���

Ris.2.50 multi-banda de factores de escala para las tiras de carga

Identificar opciones para la carga de tráfico, determina una clase (grupo) de la carga de tráfico, canciones descargables, y el máximo / mínimo número de carriles cargados, como se muestra en Figura. 2.51. 34

34  Consulte

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Traslado de los casos de carga"

("carga de datos> para calcular una carga en movimiento> Opciones de carga móvil"), una guía interactiva. ������ ���

Fig. Versión 2.51 del transporte de carga, determinar la carga de tráfico de clase y las vías de circulación

Sobre la base de las anteriores condiciones de diseño, los valores mínimo y máximo de los parámetros de diseño. Estos valores son elegidos entre los valores más desfavorables, que son los resultados de los cálculos, un total de 15 variantes de la carga. Opciones para cargar automáticamente creado con la ayuda de permutaciones, como se muestra en la Tabla 2.3.

Número de

Número de carriles de carga lineal

Multi-banda

combinacio nes

#1

#2

#3

#4

factor

de

escala

HS20-44 o 1

1.0 HS20-44L HS20-44 o

2

1.0 HS20-44L

3

HS20-44 o

1.0

������ ���

HS20-44L HS20-44 o 4

1.0 HS20-44L HS20-44 o

HS20-44 o

5

1.0 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44 o

6

1.0 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44 o

7

1.0 HS20-44L

HS20-44L HS20-44 o

HS20-44 o

8

1.0 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44

HS20-44 o

9

1.0 HS20-44L

HS20-44L HS20-44 o

HS20-44 o

10

1.0 HS20-44L HS20-44 o

HS20-44 o

HS20-44L

HS20-44 o

11

0.9 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44 o

HS20-44L HS20-44 o

12

0.9 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44L HS20-44 o

HS20-44 o

13

0.9 HS20-44L

14

HS20-44 o

HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44 o

0.9

������ ���

HS20-44 o

HS20-44L

HS20-44L

HS20-44L

HS20-44 o

HS20-44 o

HS20-44 o

15

0.75 HS20-44L

HS20-44L

HS20-44L

HS20-44L

Tabla 2.3 Condiciones de carga en el ejemplo 1 (AASHTO) 35

Ejemplo 2. Basado en el modelo del ejemplo 1 es el cálculo de las cargas del puente P13, que se adjunta a la correa, y transporte de mercancías de la base de datos AASHTO SA, adscrito a una de las bandas restantes, de conformidad con el especificado en los grupos de combinación estándar Caltrans IPW. Determinar el carril lineal (línea central de tráfico) con respecto a los elementos de las vías como en el ejemplo 1. Como se muestra en la figura. 2.52, entrar en la carga de tráfico y combinarlos en un grupo de la clase 1 (HS20-44, HS20-44L) y Clase 2 (P13).

Fig. 2.52 Carga de tráfico de carga de tráfico

Se utiliza para el método de carga de la aplicación exacta (exacta), como en el ejemplo 1.

Identificar las opciones para mover cargas mediante la especificación de la clase (grupo), lleno de bares y el máximo / mínimo de las bandas de lleno, como se muestra en la Figura. 2.53.

35 La

expresión "HS20-44 o HS20-44L" en la tabla significa que selecciona el máximo CIVIL más

críticos / valor mínimo de los parámetros de diseño de estas dos opciones de carga. ������ ���

36

Figura. 2.53 Variantes de la carga del transporte, la definición de clases de las cargas de tráfico y las  vías

Norma Caltrans determina los grupos de combinación IPW manera que la carga se aplica a la banda P13 y la carga aplicada a la SA, una de las otras bandas. La norma también especifica que debe haber calculado sin tener en cuenta las variaciones de carga del SA. De acuerdo con esta carga SA el paso 2 y P13 se separan en las clases 1 y 2. El número mínimo y máximo de los carriles de carga se les asigna como 0 y 1 para el SA y la carga como 1 y 1 para el P13 de carga, respectivamente, en el paso 4. En las opciones de diseño de arriba por la inversión de la carga genera automáticamente un total de 16 combinaciones de opciones para la carga, como se muestra en la Tabla 2.4. Número

Número de carriles de carga lineal

Multi-banda

de combinaci ones

36  Consulte

de factor de #1

#2

#3

#4

escala

"Carga> Traslado de carga Análisis de Datos> Traslado de los casos de carga"

("carga de datos> para calcular el movimiento de carga Opciones> para mover la carga"), una guía interactiva. ������ ���

1

P13

2

1.0 P13

3

1.0 P13

4

1.0 P13

1.0

HS20-44 o 5

P13

1.0 HS20-44L HS20-44 O

6

P13

1.0 HS2044L HS20-44

7

P13

1.0 O HS2044L

HS20-44 O 8

P13

1.0

HS20-44L HS20-44 O 9

P13

1.0 HS20-44L HS20-44 O

10

P13

1.0 HS20-44L

HS20-44 O 11

P13

1.0

P13

1.0

HS20-44L HS20-44 O 12 HS20-44L HS20-44 O 13

P13

1.0 HS20-44L

������ ���

HS20-44 O 14

P13

1.0

P13

1.0

P13

1.0

HS20-44L HS20-44 O 15 HS20-44L HS20-44 O 16 HS20-44L Tabla 2.4 Condiciones de carga en el Ejemplo 2 (grupo de combinación estándar IPW Caltrans) 37

El cálculo para el calor durante la hidratación En algunas estructuras de hormigón con una masa significativa, o cuando la construcción del edificio se realiza mediante las articulaciones tecnológica en un corto tiempo, tiene un valor de la extensión y magnitud de la evolución de calor durante la hidratación. expansión y contracción térmica desigual debido al calor durante la hidratación y refrigeración de hormigón se acompaña de cambios en las relaciones, que causan estrés no deseado. Destaca puede causar grietas en el hormigón, lo que reduce la resistencia y durabilidad de estructuras de hormigón. Cálculo de la liberación de calor durante la hidratación es especialmente importante en el proceso de verter estructura de hormigón masivo. Este cálculo permite predecir y gestionar la distribución de la temperatura y tensiones en el diseño para evitar posibles problemas. La necesidad de calcular las estructuras de hormigón masivo en el calor durante la hidratación depende de la estructura de tallas, su tipo, el tipo de condiciones de cemento y la construcción. En la práctica, el cálculo de la hidratación se realiza generalmente para el consejo o grosor de la placa base por encima de 800 ~ 1000 mm y la pared en la parte inferior de la estructura de espesor por encima de 500 mm. En un principio, debido a las diferencias de temperatura en la superficie y en la parte central de

37 Expresión

de tipo "HS20-44 o 44L-HS20" significa que el programa MIDAS CIVIL selecciona la

máxima más críticos / parámetros mínimos de diseño de las dos opciones de carga. ������ ���

la estructura se puede desarrollar grietas estructura de hormigón en la superficie. grietas transversales se puede producir como consecuencia de las restricciones impuestas por las condiciones de frontera exterior en el proceso de enfriamiento en el lanzamiento de alta temperatura durante la hidratación. Cálculo de la liberación de calor durante la solución de hidratación incluye una serie de tareas diferentes. Al calcular el calor de la hidratación necesaria para llevar a cabo el cálculo de distribución de la temperatura en los problemas de la conducción del calor, la convección y la fuente de calor, el cálculo de los cambios en el módulo de elasticidad en el proceso de maduración del concreto y la determinación de las tensiones en el cálculo de la fluencia y retracción. A continuación se presentan los componentes para el cálculo de liberación de calor durante la hidratación. Cálculo de la transferencia de calor Programa MIDAS / Civil calcula la variación del tiempo de la temperatura en los nodos, que se produce durante la hidratación del cemento, como resultado de la transferencia de calor, convección, y la recepción de calor de la fuente de calor. A continuación describe el problema, como se refleja en el programa MI-DAS/Civil, y algunos de los conceptos básicos de cálculo de transferencia de calor. calor La transferencia de calor es una forma de calor, acompañado de un cambio de energía. Movimiento y colisión de las moléculas en el líquido y el movimiento de los electrones en un sólido causa un intercambio de energía entre la zona de alta temperatura y zona de baja temperatura. La tasa de transferencia de calor a través del intercambio de calor es proporcional al área perpendicular al flujo de calor, multiplicado por el gradiente de temperatura en la dirección del flujo (ley de Fourier).

Donde Q- La tasa de flujo de calor A - área, k - conductividad térmica

������ ���

∂T  - gradiente de temperatura ∂ x В principalmente la conductividad térmica del hormigón saturado en el intervalo de 1.21 ~ 3.11

kcal / h • m • ° C. La conductividad térmica del hormigón tiene una tendencia a disminuir con el aumento de la temperatura, pero este efecto es insignificante en comparación con la temperatura ambiente. convección

Convección - es otra forma de transferencia de calor en el cual el calor se transfiere entre la superficie del líquido y sólido por el movimiento relativo de las moléculas del líquido. La transferencia de calor por convección forzada se produce cuando el líquido es forzado a fluir sobre la superficie para que se crea un flujo de fluidos artificiales. Si el flujo de fluido se crea naturalmente debido a la diferencia de la densidad que ocurren en el líquido a una diferencia de temperatura que causa el efecto de flotabilidad, a continuación, esta forma de transferencia de calor se llama convección libre. Dado que en este tipo de transferencia de calor de flujo de fluido haciendo que el campo de temperatura, para determinar la distribución de la temperatura y la transferencia de calor por convección es una tarea difícil. Con base en los propósitos de ingeniería, para describir la transferencia de calor entre los líquidos y los sólidos introducidos de transferencia de calor hc coeficiente. El flujo de calor se determina mediante la siguiente fórmula, donde la superficie sólida de T-temperatura, y fluye sobre una superficie sólida que el líquido esté a temperatura ambiente T ∞:

hc Coeficiente de transmisión térmica es muy variable dependiendo del tipo de flujo, la configuración geométrica y el tamaño del contacto con el flujo de fluidos, las propiedades físicas del líquido, la temperatura media en la superficie de contacto en donde la convección, y de muchos otros factores, en este sentido muy difícil para la formalización de la definición del coeficiente. Básicamente, el problema de la convección asociados con el cálculo de la temperatura de enormes estructuras de hormigón, lo que reduce a la solución del problema de la transferencia de calor entre la superficie del hormigón y la atmósfera. De acuerdo con el uso frecuente de la siguiente fórmula empírica que tenga en cuenta la velocidad del flujo de aire: hc = hf hn = 5.2 3.2v (m / s) Coeficiente de transmisión térmica (coeficiente de convección) tiene dimensión kcal / m 2 ⋅ º C

������ ���

fuente de calor modelos de fuente de calor la cantidad de calor liberado durante la hidratación del concreto. Diferenciar el crecimiento de la temperatura adiabática y multiplicando la expresión resultante de calor específico y la densidad del hormigón, obtener el flujo de calor interna por unidad de tiempo por unidad de volumen. Se llama un proceso adiabático que tiene lugar sin la entrada y salida sin calor. ganancia interna de calor por unidad de tiempo por unidad de volumen viene dada por:

el flujo interno de calor tiene las dimensiones de kcal / m 3 ⋅ hora. La función de crecimiento de la temperatura adiabática es la siguiente:

Donde T - adiabático de temperatura (° C), K - la temperatura máxima adiabática (° C), α - la velocidad de respuesta,

t - tiempo (días). tuberías de refrigeración

tuberías de enfriamiento se lleva a cabo mediante la introducción de tubos de hormigón de la construcción, que se alimentaba de un líquido a baja temperatura. El proceso de transferencia de calor entre los tubos de hormigón y reduce el aumento de la temperatura durante la hidratación del hormigón, aumentando la temperatura del líquido. La transferencia de calor se realiza por convección entre el líquido y la superficie interna de las tuberías. flujo de calor en la transferencia de calor se expresa como sigue:

h - coeficiente de convección en los tubos (kcal / m 2 ⋅ h ⋅ º C),

������ ���

Como - área de la tubería (m2) T s, m T - temperatura de la tubería y el líquido refrigerante (° C) inicial de la temperatura Temperatura inicial - la temperatura media del agua, cemento y agregados en el momento de verter el hormigón, que es la condición inicial para el cálculo. ambiente La temperatura ambiente es la temperatura de fragmentos de concreto, que puede ser una función constante, sinusoidal o más complejos de tiempo. consigna Punto de ajuste es una condición de contorno para el cálculo de la transferencia de calor y es siempre constante. Los nodos, que no se establecen las condiciones de temperatura por convección o constante, calculado en términos de un proceso adiabático sin calor. En el modelo simétrico del plano de simetría suele ser elegida como una condición de contorno adiabática. Para el cálculo de la transferencia de calor, utilice las ecuaciones básicas siguientes. Los resultados de los cálculos se expresan en términos de variables en el tiempo las temperaturas nodales.

Donde T - temperatura de la unión, ������ ���

ρ - densidad,

c - calor específico, xxk k yyk zz - conductividad térmica, h - coeficiente de convección Q - tasa de flujo de calor - la cantidad de calor transmitida por unidad de tiempo, q - flujo de calor - la cantidad de calor que se transmite a través de una unidad de superficie por unidad de tiempo. Cálculo de las tensiones térmicas Destaca en el hormigón masivo en cada etapa del diseño de la asamblea se calcula sobre la base de los resultados del cálculo de la transferencia de calor, tales como distribución de temperaturas en los nodos, teniendo en cuenta los cambios en las propiedades del material en los cambios de tiempo y temperatura, teniendo en cuenta la contracción del hormigón, la fluencia en función del tiempo y el estrés y la m . etc A continuación se presentan algunos principios importantes de cálculo de las tensiones térmicas y de los momentos más importantes, registrados en el programa MIDAS / Civil. edad equivalente de hormigón y la temperatura acumulada Cambio de las propiedades del material debido al envejecimiento del hormigón, se puede expresar en términos de temperatura y tiempo. Para reflejar este tipo de fenómenos se han introducido conceptos tales como la edad equivalente de hormigón y la temperatura acumulada. edad equivalente de hormigón se calcula sobre la base de las normas CEB-FIP modelo de código, y para calcular la temperatura acumulada sobre la base de la teoría de la ecuación de envejecimiento se utiliza Oh-Zagi. edad equivalente de hormigón se calcula sobre la base de las normas CEB-FIP MODEL CODE

teq edad equivalente de hormigón (días) ∆ti - un intervalo de tiempo de cada etapa del cálculo (días)

������ ���

T (∆ti) - la temperatura en cada etapa del cálculo (° C), T0 - 1 ° C. Ohzagi ecuación para calcular la temperatura acumulada

2

β=0.0003(T( �t i ) +10) +0.006(T( �t i ) +10) +0.55

M - la temperatura acumulada (° C), ∆ti - un intervalo de tiempo de cada etapa del cálculo (días)

T (∆ti) - la temperatura en cada etapa del cálculo (° C). Cálculo de resistencia del hormigón en compresión con una edad equivalente de hormigón y la temperatura acumulada Норма ACI CODE

a, b - la tasa de clasificación del cemento σc (28) - resistencia a la compresión del hormigón a los 28 días.

Norma CEB-FIP MODEL CODE

s - el tipo de clasificación de cemento σc (28) - resistencia a la compresión del hormigón a los 28 días,

t1 -1 día. Ecuación Ohzagi cepas con la temperatura

������ ���

tensiones térmicas y tensiones se calculan a partir de datos sobre los cambios en cada etapa de las temperaturas nodales obtenidos en el cálculo de la transferencia de calor. deformación durante la contracción Debido a la contracción del concreto después de la chvatyvaniya inicial en el concreto desarrollo de la tensión y el estrés adicional. Programa MIDAS / Civil utiliza estándares ACI CODE y CEB-FIP MOD-El código para incluir los efectos de la contracción en el análisis de estrés térmico, que tiene en cuenta el tipo de cemento, la configuración y el tiempo de diseño. fluencia Debido al estrés prolongado en la estructura de hormigón que hay tensión adicional y el estrés. Programa MIDAS / Civil utiliza estándares ACI CODE y CEB-FIP MOD-EL CÓDIGO para dar cuenta de los efectos de la fluencia. El procedimiento de liberación de calor durante el cálculo de la hidratación Elige Modelo> Propiedades> Tiempo función de los materiales (Creep / Contracción) (Modelo> Propiedades> El material en función del tiempo - fluencia / contracción) y la hora función de los materiales (Comp. Fuerza) (material en función del tiempo - endurecimiento) y asignar las propiedades del material dependientes del tiempo. Asociado propiedades de los materiales básicos y propiedades de los materiales, en función de la ventana de tiempo Modelo> Propiedades> Tiempo Vincular función de los materiales (Modelo> Propiedades de propiedades de Conexión> dependientes del tiempo). Introducir los datos básicos necesarios para calcular el calor de hidratación en la sub-> Carga de calor de hidratación análisis de datos de carga> Hidratación calor Análisis de Datos (de carga> Carga de datos para el cálculo de generación de calor durante la hidratación> cálculo de datos de calor durante la hidratación). Introducir el coeficiente de la integración, la temperatura inicial, punto de tensión de salida y el punto a tener en cuenta si debe o no tomar en cuenta los efectos de la fluencia y retracción en la ventana de Análisis> La hidratación de calor Análisis de Control (Cálculo> Administración el cálculo de generación de calor durante la hidratación). Seleccione el menú Análisis> Realizar Análisis (cálculo> Ejecutar el cálculo), o haga clic en el botón

Realizar análisis (Ejecute el cálculo).

������ ���

Después de completar el cálculo ver los resultados en los mapas, gráficos, animación, etc.

Figura. 2.54 punta de un modelo columnas de hormigón pretensado en forma de caja para el cálculo de la liberación de calor durante la hidratación, teniendo en cuenta la secuencia de llenado

Figura. 2.55 Cuadro de diálogo y de las propiedades térmicas de las propiedades del material dependientes del tiempo

������ ���

Figura. 2.56 El cuadro de diálogo para el cálculo de la fase de montaje, que toma en cuenta la secuencia de verter el hormigón (determinado por un grupo de elementos, condiciones de contorno  y cargas)

1 Etapa

2 Etapa

������ ���

3 Etapa

Fig. 2.57 Las gráficas de los resultados del cálculo de todas las fases de montaje

Cálculo teniendo en cuenta los cambios en las propiedades de la construcción en el tiempo Las etapas de cálculo de la erección El cálculo de estructuras como puentes colgantes, puentes atirantados y puentes de hormigón, el PSC (pre-o puentes de tensión post) requieren especial de asentamientos individuales como un equipo de diseño en su conjunto, así como las estructuras intermedias que surgen durante la construcción. Cada estructura temporal en una fase separada de la construcción afecta a las siguientes fases de construcción. Así, durante el diseño de montaje a menudo se lleva a cabo la instalación y remoción de los soportes temporales y los obenques. En el proceso de montaje de las propiedades de la estructura está en constante cambio debido a la mayor o menor grado de voluntad de los elementos de vecinos, las propiedades del material son como módulo de elasticidad y resistencia a la compresión, en función del tiempo. Comportamiento de la estructura, la deformación y la redistribución de la tensión seguirá cambiando en el proceso de instalación, y después de su conclusión debido a los cambios en las propiedades dependientes del tiempo tales como la fluencia de hormigón, retracción, módulo de elasticidad (envejecimiento) y la relajación de las cuerdas. Debido a que el proceso de instalación está en constante cambio de configuración de diseño, cambiar la carga y las condiciones de apoyo, y cada etapa de la influencia de montaje en las etapas posteriores de la construcción, el diseño de ciertas partes de la estructura puede ser controlado durante la instalación. En consecuencia, cada etapa de la asamblea debe calcularse teniendo en cuenta los resultados del cálculo de las primeras etapas que dependen del tiempo de la

������ ���

erección. Sin calcular las fases de diseño de construcción de la fase final del cálculo no es confiable. Cuando se calcula la construcción de estadios en el programa MIDAS / Civil en cuenta los siguientes aspectos. Dependiente del tiempo las propiedades del material Fluencia de elementos de hormigón en las distintas etapas de preparación. La contracción de los elementos concretos de las distintas etapas de ejecución. El aumento de la resistencia a la compresión de los elementos de hormigón. El debilitamiento de las cuerdas pre-estirada. Cambios en las condiciones en las etapas de la construcción Encendido y apagado elementos de diseño que tienen diferentes grados de preparación. Encendido y apagado en determinados momentos de ciertas cargas. Cambiar las condiciones de contorno. A continuación se presentan los procedimientos que están en el programa MIDAS / Civil se utiliza para el cálculo de los estados dependientes del tiempo de construcción, lo que refleja el proceso de su construcción. Creación de un diseño del modelo. Designación de elementos, cargas y apoyos, así como los grupos que deben ser activados o desactivados en las sucesivas etapas de montaje. Determinación de las propiedades del material dependientes del t iempo tales como la fluencia y retracción. propiedades de los materiales en función del tiempo se puede determinar mediante norma ACI o CEB-FIP, también puede especificar las propiedades de los materiales directamente.38 Relación de las propiedades que dependen del tiempo de las propiedades básicas de los

38 

Vea la sección "Modelo> Propiedades> Tiempo función de los materiales" ("Modelo>

Propiedades> Material, dependiente del tiempo) guía interactiva. ������ ���

materiales. En la designación de tal relación de los cambios en las propiedades de los materiales para elementos de hormigón se tienen en cuenta de forma automática.39 Programación de un diseño real, algunas de las principales etapas de las etapas de la erección de la erección y la duración de tiempo.40 Definición de las etapas de la erección mediante la creación de grupos de elementos, los grupos de condiciones de contorno y las cargas de los grupos.41 Después de realizar las condiciones necesarias para la realización de los cálculos de diseño para el cálculo.42 Combinando los resultados de las etapas de cálculo de la construcción y el cálculo del diseño completo. Propiedades de los materiales, que dependen del tiempo El programa MIDAS / Civil se refleja en las propiedades que dependen del tiempo de concreto, tales como la fluencia, retracción y endurecimiento. fluencia y retracción Como se muestra en la figura. 2.58, en las estructuras reales se producen simultáneamente, como la fluencia y la retracción del hormigón. En el proceso de análisis y diseño de compresión elástica fluencia, y la contracción se consideran por separado. La deformación elástica reales

39 Vea

la sección "Modelo> Propiedades> Enlace de material depende del tiempo" ("Modelo>

Propiedades de materiales de conexión> dependiente del tiempo"), una guía interactiva. 40

Consulte "Carga> Fase de Construcción Análisis de Datos> Definir Fase de Construcción" ("los

datos de carga> cálculo de la etapa de construcción> Configurar la etapa de construcción) guía interactiva. 41

Consulte "Carga> Fase de Construcción Análisis de Datos> Definir Fase de Construcción" ("los

datos de carga> cálculo de la etapa de construcción> Configurar la etapa de construcción) guía interactiva. 42

Véase "Análisis> Análisis de Control de la Fase de Construcción, realizar análisis" ("Cálculo>

Administración de la etapa de cálculo de la construcción, para calcular) guía interactiva. ������ ���

en la cifra representa una disminución de la tensión elástica debido al aumento del tiempo de la resistencia del hormigón en compresión. En la mayoría de los casos considerados en el cálculo de la deformación elástico aparente, la deformación es decir, sin cambio en la resistencia del hormigón. Programa MIDAS / Civil es capaz de utilizar en el cálculo de la deformación elástica reales de hormigón, teniendo en cuenta el cambio en la resistencia del hormigón con el tiempo. deformación de los elementos es una función del estrés prolongado e igual a la experiencia concreta de voltaje de alta resistencia cepa menos fuerza en comparación con el hormigón de baja resistencia. Los valores de la tensión durante la fluencia puede en 1.5 ~ 3.0 veces la deformación elástica. Alrededor del 50% de la deformación total en los primeros meses, mientras que la mayoría de la deformación en función del tiempo se produce en los cinco años.

Fig. 2.58 deformación en función del tiempo de hormigón

Fluencia del concreto puede variar en función de los siguientes factores Mayor proporción de agua / cemento aumenta la fluencia. Fluencia disminuye con la edad y la fuerza del concreto si el hormigón se ve afectada por el estrés. Fluencia aumenta la tensión con el aumento de la temperatura ambiente y la disminución de la humedad. Creep también depende de muchos factores relacionados con la calidad del concreto y verter las condiciones concretas, como el tipo, tamaño y tamaño máximo del árido, el tipo de cemento, el volumen de la mezcla de cemento, el tamaño y el tipo de hormigón en masa, el ������ ���

volumen de acero de refuerzo; condiciones. La mayoría del material tiene la característica de fluencia. Sin embargo, esta propiedad se expresa más claramente en el concreto y da lugar a una reducción en el tiempo de pretensado en el hormigón. En las estructuras convencionales de hormigón causada por la acción de la fluencia a largo plazo de las cargas permanentes, mientras que en el pre y post estrés estructural, una fluencia adicionales asociados con los efectos de pretensado. Si una tensión única axial σ  = 1 se aplica a las muestras de concreto en el tiempo t0, a continuación, que aparece en la misma cepa axial determinada por la función J(t, t0) .

donde J (t, t0) representa la deformación total bajo la acción de un esfuerzo único y se define como una función de fluencia.

(a) Tensión de cambio en el tiempo

(b) Cambio en la tensión con el tiempo

Figura. 2.59 Determinación de la desviación de uso y la fluencia a la compresión

Como se muestra en la figura. 2.59, la función de fluencia J (t, t0) se puede representar como la suma de la deformación elástica de deformación inicial y sigue:

donde E (t0) es el módulo de elasticidad en la carga y C (t, t0) es la deformación resultante a la edad t, que es considerada como la fluencia específica. Función de fluencia J (t, t0) se puede expresar en términos de su relación con la deformación elástica:

donde φ (t, t0) se define como el factor de deformación, que es la relación de deformación de ������ ���

deformación elástica. fluencia a la compresión ya se puede expresar de la siguiente manera:

Programa MIDAS / Civil le permite especificar el factor de deformación o reducción de presión por medio de las relaciones presentadas en los códigos de la CEB-FIP, ACI, etc, también se puede fijar directamente los valores obtenidos experimentalmente. propiedades definidas por el usuario puede introducir en la forma del factor de deformación, en forma de desviación de uso en forma de fluencia específica.

Figura. 2.60 Cuadro de diálogo para el usuario del factor de deformación

fluencia de función depende del momento de la carga. Cuanto mayor es el endurecimiento de proceso de hidratación intensa y concreta en el tiempo que más se aplica la carga, la deformación menos elástica y deformación de fluencia. En ris.2.61 muestra las diferentes funciones de fluencia, dependientes del tiempo. En consonancia con esto, si para el cálculo, teniendo en cuenta el tiempo, el usuario con el fin de reflejar el aumento de la resistencia del concreto determina la función de fluencia, el intervalo de tiempo de carga debe incluir la edad de los elementos. Por ejemplo, si desea calcular la fluencia de más de 1000 días para una determinada carga aplicada a los elementos concretos en 10 días después de la colocación del concreto, la función de fluencia debe ser definida en el intervalo de 1.010 días. La exactitud de los resultados de los aumentos de cálculo con el número de funciones de fluencia, dado a diferentes intervalos de tiempo de carga.

������ ���

Edad

del

hormigón

en

el

momento sostenida aplicaciones 4~7

14

28

90

365

3.8

3.2

2.8

2.0

1.1

4.0

3.4

3.0

2.2

1.3

de carga Creep

La resistencia inicial

factor

del cemento Normal de cemento

Tabla2.5 fluencia factor común de hormigón

La contracción es una función del tiempo, que no depende de las tensiones en el elemento de hormigón. Deformación de la contracción se determina en el intervalo de tiempo desde t0 en t para:

donde εso representa factor de la contracción en el momento final, f (t, t0) - en función del tiempo, el tiempo t-actuales y t0 - el inicio de la contracción. Métodos para el cálculo de la fluencia Creep - un proceso de crecimiento de la tensión con el tiempo bajo la influencia del estrés a largo plazo que se produce sin ninguna carga adicional. Creep no es mecánico de tensión, deformación va acompañada de un esfuerzo sólo cuando se ve limitada bonos.

������ ���

Los factores más importantes que determinan la fluencia es una función de la variación de la tensión en el tiempo, y el tiempo. Creep es evidente no sólo en el crecimiento de las cepas pre / post puentes tensión, pero también afecta a los cables de tensión previa, cambiando así el comportamiento de la estructura. Para un cálculo fiable de los parámetros dependientes del tiempo necesitan información sobre la historia de la variación de la tensión en el tiempo y el factor de deformación en las diferentes etapas de la carga. En consecuencia, el cálculo de la fluencia requiere una gran cantidad de cálculos y los datos de entrada. Uno de los principales métodos utilizados en la práctica para el cálculo de la fluencia en estructuras de hormigón es un método en el que se toma cada elemento en cada paso directamente en el factor de deformación en la tensión causada cuenta el elemento hasta el punto actual en el tiempo. Otro método frecuentemente utilizado se basa en el hecho de que la función de fluencia puede ser expresado numéricamente integrar el estrés y el tiempo. El primer método requiere un conjunto de coeficientes de fluencia para cada artículo en cada etapa. El segundo método calcula la deformación mediante la integración de la función del tiempo, utilizando el factor de deformación disponibles en el incorporado en las normas del programa. MI-DAS/Civil programa soporta ambos métodos. Si el cálculo del elemento estructural definido por ambos métodos, la preferencia se dará el primer método. Más lógico adoptar un método único para todo tipo de cálculos. Sin embargo, ambos métodos se pueden utilizar en paralelo, si es seleccionado para el período de estudio de 20 ~ 30 años, o si debe tener en cuenta la fluencia de carga de los elementos específicos. Cuando el factor de deformación de los elementos individuales se evalúan y luego se usa en el cálculo, hay que tener en cuenta que los resultados del cálculo puede variar sustancialmente dependiendo de los valores de los coeficientes. Para garantizar unos resultados fiables del cálculo del factor de deformación se debe obtener sobre la base de datos suficientemente precisos sobre el desarrollo de las tensiones en el tiempo y el momento de la carga. Si el factor de deformación en las diferentes etapas se derivan de la experiencia o de los experimentos, la utilización directa de estos valores de los coeficientes pueden ser eficaces. Junto con el factor de deformación asignados al grupo decidido y activo de la fluencia cargas. fluencia de carga calculada a partir de los valores de los coeficientes de fluencia y la tensión en el elemento que surgieron hasta el momento. A continuación se presentan las fórmulas para el cálculo de la fluencia de carga con el factor de deformación.

������ ���

A continuación, presentamos un método en el cual se expresa la desviación de uso específico numérica y realizó la integración con el tiempo. La deformación total en el tiempo t0 a la hora actual t puede expresarse como una integral de la fluencia debido a las tensiones que surgen en cada etapa.

donde εc (t) - deformación en el momento,

C (t0, t-t0) - fluencia específica t0 - el momento de la aplicación de la carga. Si en la expresión anterior sugiere que el estrés durante cada fase es constante, la deformación total puede ser representado simplemente como la suma de la tensión en cada etapa

С utilizando una fórmula simplificada para el incremento de la fluencia deformación total de

deformación ∆εc, n, entre las fases y sigue tn tn-1 puede ser escrito como:

Si la fluencia específica se representa como un degenerado del núcleo (la suma de la serie), el incremento de la deformación se puede calcular sin necesidad de tener la historia del cambio de voltaje a través del tiempo.

Donde ai (t0) - los factores relacionados con la forma original de las curvas de fluencia específica en el momento de aplicación de la carga t0, Γi - valores relativos a la forma de las curvas de la fluencia específica durante un período de

tiempo. Utilizando la expresión anterior para el incremento de la fluencia cepa específica se puede ������ ���

escribir de la siguiente manera:

Donde

С utilizando el método anterior el incremento de la tensión de cada elemento en cada etapa

se puede obtener sobre la base de la tensión que ha surgido en la etapa inmediatamente anterior, y la tensión de modificación de todas las etapas anteriores. Este método proporciona un cálculo relativamente preciso para reflejar los cambios en el voltaje. Si establece las propiedades necesarias del material sin un cálculo individual del coeficiente de fluencia, fluencia del programa calcula automáticamente. A pesar del atractivo de la facilidad de uso, este método tiene algunos inconvenientes: desde el método son las relaciones deben estar representados en las normas, que limita la posibilidad de introducir los valores específicos de fluencia para los artículos individuales. Método funciona bien para intervalos cortos de tiempo. Intervalos de las etapas de montaje en general, son relativamente cortos, por lo que el cálculo de la fluencia no es un problema. Sin embargo, si la etapa de montaje tiene una duración más larga, a continuación, para reflejar los efectos de la fluencia es necesario dividir el intervalo en una serie de intervalos cortos. Al estudiar las características de fluencia, los intervalos de tiempo para representar mejor a la escala logarítmica. MI-DAS/Civil programa puede crear automáticamente para representar los intervalos en una escala logarítmica basada en un número especificado por el usuario de los intervalos. No hay reglas fijas para el nombramiento de un número adecuado de intervalos. Sin embargo, cuanto más estrecho es el intervalo, mientras más cerca se puede llegar a reflejar el proceso real de fluencia. 2.3.5.2

concretas para reforzar la

Programa MIDAS / Civil refleja el crecimiento en el cálculo de la resistencia del hormigón en compresión en los elementos de la estructura a medida que crecen concretas. Función de hormigón de endurecimiento puede ser determinado con base en especificaciones estándar, tales como documentos de ACI y el CEB-FIP, como se muestra en la figura. 2.62, el usuario

������ ���

también puede especificar la función de fortalecer la misma. Programa MIDAS / Civil se dibuja a lo establecido de una manera u otra las curvas de endurecimiento del hormigón, calcula automáticamente la fuerza de la hora correspondiente de los diseños de montaje, y lo utiliza en el cálculo. Propiedades de los materiales, que dependen del tiempo (fluencia, retracción y endurecimiento del hormigón), que se define en la figura. 2.62, se puede utilizar en el cálculo,  junto con las propiedades estándar del material. La estructura de los datos del programa interno proporciona una conexión de proceso de estas características. 43

Figura. 2.62 Determinación de la curva de endurecimiento del hormigón en la base de las normas

Identificación y secuenciación de diseño de contabilidad de la construcción Programa MIDAS / Civil para determinar la etapa de diseño de la instalación y los detalles de su contenido a fin de reflejar la secuencia real de diseño de la construcción. Esta es una herramienta extremadamente poderosa que puede ser utilizado para el cálculo de la construcción de las etapas de los distintos métodos de elevar construcciones PSC (pre / post hormigón pretensado) con la instalación y remoción de estructuras temporales. Admite el cálculo de las estructuras de orden inverso gran envergadura, tales como candados y puentes atirantados, y el cálculo de la calefacción y la hidratación, lo que refleja la secuencia de vaciar el concreto.

43 

Consulte la sección "Modelo> Propiedades> Tiempo dependiente Enlace de material"

("Modelo> Propiedades> Ajustar el material en función del tiempo") en un tutorial interactivo. ������ ���

A continuación se presentan los elementos de contenido de cada fase de montaje. Revitalización (creación) o desactivar (eliminación) de los elementos de acuerdo a su madurez (edad). Encender y apagar las cargas en determinados momentos. Cambiar las condiciones de contorno. Fig. 2.63 ilustra el concepto de las etapas de la reflexión de la construcción, aprobada en el programa MI-DAS/Civil .. Usted puede especificar la duración de cada fase de montaje. Posible fase de la instalación con la duración de "0" y, a continuación los pasos primero y el último se llevan a cabo tan pronto como la etapa de reunión definido. En cada paso por el encendido y apagado de los elementos, condiciones de contorno y cargas.

Figura. 2.63 El concepto de las etapas de la construcción

La activación y desactivación de las condiciones cambiantes, tales como elementos nuevos y se eliminarán, las condiciones de contorno y cargas en general, se producen en el primer paso de cada etapa de la construcción. En consonancia con esta etapa de la construcción son para reflejar los cambios en los sistemas de producción de los diseños que aparecen en el escenario real de la instalación de acuerdo con el calendario de la construcción. Así, el número de fases de los aumentos de la asamblea con el número de estructuras de trabajo temporal. Cambiar el diseño de trabajo en términos de elementos activos y las condiciones de frontera se determina sólo por el primer paso de cada etapa de montaje. En fase de montaje se puede determinar medidas adicionales destinadas a facilitar la integración en el cálculo de los ������ ���

cambios de carga. Esto permite que, sin crear la etapa de montaje adicional para reflejar la carga lenta, lo que representa, por ejemplo, las cargas temporales de erección, que proporcionan la geometría deseada. Si en la fase de montaje para definir una serie de pasos adicionales, la exactitud del cálculo aumenta con la mayor precisión en cuenta para el cálculo del tiempo refleja mejor la fluencia, retracción y endurecimiento del hormigón. Sin embargo, el aumento en el número de pasos que pueden conducir a exceso de tiempo de cálculo, así que debe haber un compromiso. Si la ventana de Análisis> Fase de Construcción del análisis de control de datos (los cálculos los datos de control> cálculo de montaje de escenarios) no se define parte en el cálculo de variables en el tiempo las propiedades del material (fluencia, retracción y módulo de elasticidad) y el cálculo de la entonces llevó a su término, los resultados del cálculo es independiente el número de pasos específicos. Tras la activación de los elementos con un relleno y el endurecimiento del hormigón en un determinado momento de la instalación, es necesario tener en cuenta que el curado continua para las próximas etapas. Propiedades de los materiales de los elementos de cambio por separado la etapa de montaje en el tiempo. Programa MIDAS / Civil calcula automáticamente el cambio de propiedades utilizando sólo la edad del hormigón en elementos estructurales y pre-definidas las propiedades del material dependientes del tiempo. Se util iza para esta función (Modelo> Propiedades> Tiempo función de los materiales) (Modelo> Propiedades> El material en función del tiempo). No requerimos el trabajo de cambiar las propiedades del material en cada etapa de montaje. Si en la misma fase de montaje consiste en dos elementos del hormigón de la misma edad, el tiempo necesario para que ambos elementos son siempre los mismos. Hay situaciones en las que entre todos los elementos activados al mismo tiempo, es necesario trazar los cambios en el tiempo sólo para los artículos individuales. Cambio de la edad de los elementos individuales tomadas en cuenta mediante el uso de la carga, dependiendo de la hora, -> Carga Tiempo Carga de la Fase de Construcción (carga> Carga fase temporal de montaje).

������ ���

Figura. 2.64 Montaje de la etapa de la FCM (método de consola) y s u simulación

Si la etapa de montaje incluye elementos específicos, estos elementos se debe definir su edad. Creación de elementos con la edad de "0" refleja el momento de verter el hormigón. Cuando se crea un modelo para calcular el diseño no se suele incluir en un modelo de las estructuras temporales, como encofrado / andamios. Si este modelo de cálculo incluye los elementos de hormigón en bruto, que se pueden producir resultados inesperados del cálculo. Esli vklyucheny vozrastom elementy con "0" y el cálculo provoditsya, betona uprochnenie otrazhayuschy, a continuación, por el hecho de que las primeras 24 horas no está ganando prochnosti hormigón, cálculo de v rezultate puede byt polucheny peremescheniya znachitelnye imeyuschie ne física smysla. Sería el método correcto de construcciones de modelado para el estudio de los pasos de instalación, en los que se consideran concreto húmedo y encofrado como las cargas de construcción temporales, y la inclusión de elementos de hormigón se realiza después de la retirada de encofrados / cimbra. Supongamos que el método adoptado de la construcción de la FCM (ris.2.64), en los que el elemento «a» llenó el primer día de la primera etapa de la instalación. En lugar de la primera etapa de instalación para crear un elemento de 'a' con la edad, '0 ', equipo de peso temporal, encofrado y húmedo (inmaduros) de concreto se consideran en esta etapa como las cargas, como se muestra en la figura. 2.64 (c). elemento de hormigón "a" se determina en el primer día de la segunda etapa de la asamblea como parte del hormigón a la edad de 7 días. Si en alguna etapa de montaje introduce nuevos elementos, el desplazamiento total y el estrés acumulado en el momento en esta etapa de la instalación de nuevos elementos no se ven afectadas. Es decir, se introducen nuevos elementos con tensiones internas cero, a pesar de las cargas aplicadas al diseño actual.

������ ���

Si los elementos se apagan y se le asigna 100 redistribución% de las tensiones, las tensiones internas en desactivar los elementos son reemplazados con efectos equivalentes eliminado los elementos conectados a la estructura restante, las tensiones internas miembros que forman el resto de la construcción, con el cambio. Por lo tanto, para el resto de la construcción de la carga, las fuerzas iguales y de sentido opuesto aplica en los límites de los elementos eliminados. Por otro lado, si la redistribución del estrés se establece en 0%, apague los componentes tensión interna en general no se transmiten al resto del diseño, y destaca en el resto de elementos de diseño no ha cambiado. La tensión que se redistribuye a los temas restantes pueden ser recogidos por controlar el grado de redistribución de la tensión. Este procedimiento flexible puede ser utilizado para el cálculo de la fase de montaje para dar cuenta de la transferencia incompleta o parcial de los esfuerzos en desactivar elementos. Un ejemplo típico es el uso de este procedimiento en el cálculo del túnel. En el cálculo de la creciente tensión en la etapa de los elementos del túnel se retira partes se envían al resto de la parte de soporte de la construcción de inmediato. El uso de anclajes o soportes temporales parcialmente puede transmitir tensiones internas de apagar los elementos de la estructura restante de las fases posteriores de montaje. artículos de este modo, las tensiones internas se suprimen los transfiere a la fase intermedia del diseño de un número de montaje de forma gradual. Al encender las condiciones de contorno seleccionado "original", las condiciones de contorno son introducidos a la original (no deformado) de nodos. Esto se logra asignando el desplazamiento del nodo en la dirección opuesta al desplazamiento de un nodo en la etapa inmediatamente anterior a la instalación. El diseño tendrá en cuenta las tensiones internas adicionales derivadas del desplazamiento forzado. Por el contrario, si la opción se selecciona la "deformada", el sitio, que incluye una nueva condición de frontera, se encuentra en una posición deformada, a diferencia de su ubicación original. En el cálculo, lo que refleja la etapa de instalación, el diseño del sistema varía de una etapa a otra, y la historia de carga de las etapas anteriores se refieren al resultado del cálculo de las etapas posteriores de la asamblea. Así, el programa MIDAS / Civil está adoptando el concepto de acumulación. Antes de que el cálculo de la construcción del modelo en su conjunto, para cada etapa del montaje, se introducen y analizar los cambios en los cambios de diseño y de la carga. Los resultados de la fase actual y luego agregó a los resultados de la etapa anterior. Si la carga se aplica en la fase de montaje, que sigue siendo eficaz en todas las fases posteriores hasta que se quiten. Del mismo modo, en cada etapa de la instalación que se incluyen elementos. Sólo incluye nuevos elementos relacionados con la fase de montaje actual, en contraste con la activación de todos los elementos necesarios para la etapa. Una vez que los elementos incorporados no deben ser incluidos de nuevo, y sólo una vez los artículos incluidos se puede desactivar. ������ ���

Opciones para la carga, que deben tenerse en cuenta en el cálculo del proceso de construcción, que se define como un tipo de "Construcción de carga de la etapa (etapa de carga de montaje). Incluso si el cálculo de la construcción aparece varias opciones para la carga, los resultados del cálculo se presentan como un único resultado, como se muestra en la figura. 2.65. Debido a la no linealidad de las propiedades del material dependientes del tiempo en la etapa de cálculo de montaje de una combinación lineal de las opciones de carga no es posible. El cálculo de la construcción da los resultados acumulados de / cálculo de los valores mínimos y máximos, como se muestra en la figura. 2.65. Los resultados obtenidos del cálculo de la construcción puede combinarse con los resultados de las opciones estándar de la carga. Con frecuencia nos encontramos con situaciones en la etapa intermedia de montaje de estructura suficiente para garantizar una investigación completa. El cálculo puede incluir algunos de carga especial relacionado con el trabajo de construcción. Programa MIDAS / Civil puede agregar a las etapas intermedias de montaje de una etapa "posterior a la reunión, que se puede calcular como la realización del diseño final. Si el diseño relativos a la fase de montaje, ha sido designada como una etapa "posterior a la reunión, se puede unir a todas las principales opciones para la carga y se puede realizar todo tipo de cálculos, incluyendo el cálculo de la historia de carga en el tiempo y calcular el espectro de respuesta.

������ ���

Figura. 2.65 La combinación de cargas en el cálculo del proceso de la erección

El cálculo de las estructuras del PSC (pre-tensado y post-hormigón pretensado) Cálculo de estructuras de hormigón pretensado Comportamiento de estructuras de hormigón pretensado depende del pretensado reales. En el cálculo de la pre-tensado estructura de hormigón debe calcularse con precisión el cambio en la tensión de los cables de pretensado, teniendo en cuenta la historia de carga para cada etapa de montaje. El debilitamiento de la tensión de los cables pretensados (PS) se debe a muchos factores diferentes, incluyendo el método de la tensión. En el caso de la precarga de la causa de la tensión relajación se atribuye a la contracción del hormigón y la relajación de las cuerdas para acortar la tensión y elasticidad, fluencia, retracción, relajación, cuerda, carga de impacto y de la temperatura después de la tensión. Cuando la tensión post-tensado causa aliviar atribuyó a la fricción entre las cuerdas y los canales, las anclas de deslizamiento, la contracción, la relajación, cuerda, impacto de la

������ ���

carga y la temperatura. Programa MIDAS / Civil para el cálculo de estructuras pretensadas tener en cuenta los siguientes tipos de reducir la tensión: caída de tensión instantánea La reducción a largo plazo del estrés Para calcular las propiedades de la sección transversal, como el área transversal, la rigidez de flexión, que se calculan por el área de superficie de canales que se deducirán de la superficie total de la sección transversal de los cables de tensión del PS, el programa MIDAS / Civil utiliza una cuadrícula en la sección representativa. Después de la tensión en el cálculo de las secciones modificadas se presentó, teniendo en cuenta las secciones de cuerda. La rigidez de las cuerdas arriba con respecto a la dureza del hormigón, por lo tanto el centro de gravedad de los cambios de sección. A continuación, calcula las excentricidades de las cuerdas en el nuevo centro de gravedad y calcular la fuerza de tensión de las cuerdas. Antes de simular las cuerdas PS como elementos de explotación del programa MIDAS / Civil está estudiando las cuerdas, como equivalente a la carga de cables pre-tensión debido a la rigidez se refleja en las propiedades de la sección transversal, como se señaló anteriormente. cables de tensión, que se utilizan para calcular las cargas equivalentes, deberían tener en cuenta la reducción de pretensado por razones diferentes en cada etapa de montaje. Para el cálculo de estructuras pretensadas programa MIDAS / Civil tiene a su disposición los siguientes procedimientos: Creación de un diseño del modelo. Revitalización (establecimiento) Ciclo de vida del conjunto mediante la determinación de las propiedades del material dependientes del tiempo, determinar los elementos de condiciones de contorno y las cargas para cada etapa de la asamblea. 44 Determinación de las propiedades de las cuerdas: las zonas de corte transversal, las

44 

Véase "Análisis> Análisis de Control de la Fase de Construcción" ("Cálculo> cálculo del

conjunto de control fase") en un tutorial interactivo. ������ ���

propiedades del material, resistencia a la tracción, el diámetro del canal, los coeficientes de fricción, etc.45 Es necesario hacer cita cables en la sección transversal y la definición del perfil de la ubicación de los cables.46 Determinación de los cables de tensión y el estrés poner en las etapas apropiadas de reunión.47 Realización de cálculos. Reducción de pretensado relajación instantánea Deslizamiento de los anclajes. La fricción entre las cuerdas y los canales de PS. elástico de compresión de hormigón. tiempo a largo plazo depende de la atenuación Fluencia del hormigón. La contracción del hormigón. La relajación de los cables PS El debilitamiento debido a la fricción se considera en términos de post-tensado, y no para la pre-carga. La disminución global de corto y largo plazo es de 15 ~ 20% de la fuerza de tensión.

45 Consulte

"Carga> Pretensado Carga> Tendón de propiedad" ("Carga Carga> pretensado>

Propiedades de las cuerdas") en un tutorial interactivo. 46 

Consulte "Carga> Pretensado Carga> Perfil del tendón" ("Carga Carga> pretensado>

cuerdas Perfil") en un tutorial interactivo. 47 Consulte

"Carga> Pretensado Carga> tendón pretensado Carga" ("Carga de carga> Carga

pretensado> de los cables de pretensado) en el tutorial interactivo. ������ ���

El factor más importante para el cálculo de las tensiones en los elementos del PSC (antes y después hizo hincapié en concreto) es la fuerza efectiva final precarga Pe en las cuerdas, teniendo en cuenta todas las pérdidas a corto y largo plazo. La relación entre Pi y Pe se puede expresar de la siguiente manera: Pe = IPC donde R - coeficiente de eficiencia de la pretensión, que fue aprobado R = 0,80 en el caso de los pre-tensores y R = 0.85 de la tensión post. El programa MIDAS / Civil pretensado reducción se tiene en cuenta, como se describe a continuación. inmediata reducción de pretensado Caída de tensión por el deslizamiento de anclaje Tirando de la cuerda y el debilitamiento de pretensado PS se transfiere al ancla. cuñas de fricción en las vigas de anclaje asegurar escapar una corta distancia, permitiendo que la cuerda un poco más débil. Este movimiento, conocido como la precarga (asimilación) de anclaje, causa la pérdida de tensión de la cuerda alrededor del ancla. Este fenómeno se observa en el caso de la precarga y en la post-tensado y puede ser compensado por la mayor tensión de la cuerda. Reducción de la pre-tensión por el deslizamiento de anclaje es por lo general limitada a una zona de anclaje de fijación debido a la resistencia de fricción entre el PS y el canal de cable. El efecto no se extiende más allá de una cierta distancia de la fijación del anclaje. La longitud de la zona LSet cuerda de anclaje que se fijan en la figura. 2.66 representa una zona donde hay una pérdida de extensión. La longitud es una función de la fricción cuando la resistencia de fricción es grande, entonces la longitud se hace más pequeño y viceversa. Si se denota la magnitud del deslizamiento como DELTA.L, área de sección transversal de la cuerda como AP y el módulo elástico como Ep, podemos hacer una ecuación que determina el área sombreada en la figura. 2.66. Área de un triángulo ( 0.5�Plset ) = Ap Ep �l

(1)

Si además definir la resistencia de fricción por unidad de longitud p, entonces la pérdida de pretensado DP en la figura. 2.66 se puede expresar así:

������ ���

Uso de expresiones (1) y (2), obtenemos una expresión para la longitud de la cuerda LSet, en el que hay pérdida de pretensado por el deslizamiento de anclaje:

Fig. 2.66 como la ilustración muestra una distribución lineal de la tensión a lo largo de la longitud de la cuerda. Sin embargo, el programa MIDAS / Civil para el cálculo de las pérdidas de pretensado por el deslizamiento de anclaje considera la distribución de la tensión de la nolineal, lo que corresponde a la realidad.

Figura. 2.66 influencia en el deslizamiento de la fuerza de pretensado de anclaje

2. Reducción de estrés debido a la fricción entre las cuerdas y el canal de PS Cuando después de la tensión se produce la fricción entre el cable y el canal de PS. la fuerza de pre-tensión de la cuerda disminuye a medida que la distancia de la toma, y depende de la longitud de la cuerda y de su curvatura. Efecto de la longitud de la cuerda se expresa en el efecto de oscilación (efecto vobbler). El efecto de la oscilación depende de la longitud y la tensión de la cuerda y la cuerda debido a la fricción en el canal debido a la orientación imperfecta del canal lineal. Reducción de pretensado debido a la influencia de la curvatura, debido a una combinación proporcionada por la curvatura de la cuerda y la oscilación inesperada. Introducir los coeficientes de fricción notación: µ (/ rad) por unidad de ángulo y k (/ m) por unidad de longitud. Si al final de la cuerda con la ayuda de la mano de Jack se aplica P0 pretensado, entonces la fuerza de tensión en la cuerda Px a una distancia l de ello, dependiendo del ángulo α se expresa como sigue

������ ���

Tambalearse Pretensado material

Coeficiente de

coeficiente k (/ curvatura m) Cables

de 0.0033~0.0050

0.15~0.25

0.0003~0.0020

0.08~0.30

0.0015~0.0066

0.15~0.25

0.0033~0.0066

0.05~0.15

0.0033~0.0066

0.05~0.15

0.0010~0.0066

0.05~0.15

0.0010~0.0066

0.05~0.15

acero De

Cuerda gavillas

µ (/rad)

alta

resistencia bares Haz de 7 hilos

recubrimie Cables nto de acero Poleas

masilla

de

Haz de 7 hilos

poleas cuerdas

Cables

conectad

acero

as

Grasa

Haz de 7 hilos

de

Tabla 2.6 Los coeficientes de fricción k y µ (ACI-318)

3. Reducción de pretensado debido a la compresión elástica del hormigón Desde la fuerza de pretensado se transfiere al elemento de hormigón, el hormigón se contrae. La longitud del elemento de hormigón se reduce y la cuerda se acorta por la misma cantidad, disminuye el esfuerzo de tracción. Características de acortamiento elástico en la pre-tensión y estrés post-difieren ligeramente, aunque el cálculo de las características en ambos casos se basa en el principio mismo. En el caso de la pre-tensión tiene el acortamiento elástico instantáneo. En el momento de la liberación de la cuerda atada a la fuerza de la cuerda se aplica a la toma. Como resultado, la cuerda se acorta y se produce una pérdida de pretensado. Como se muestra en la figura. 2.67,

������ ���

la pre-tensión (PJ) en la cuerda es diferente de las fuerzas de pretensado (Pi), que se adjunta a los elementos de hormigón. En el caso de pretensado después de la tensión se aplica directamente a los elementos de hormigón. El acortamiento elástico es idéntica a la pre-tensión, pero la resistencia a la tracción de la cuerda, medido después de manteca, ya está teniendo lugar. Por lo tanto, como consecuencia del acortamiento elástico en la pérdida post-tensión de la tensión se produce. Programa MIDAS / Civil no está considerando la reducción de la pre-tensión debido al acortamiento elástico. Esencialmente, cuando un elemento de hormigón, que utiliza un método de pre-tensión, dado el poder de la fuerza de pretensado, pretensado (Pi) se puede poner en los esfuerzos de lugar en la toma (Pj). En un elemento típico de la post-tensado de los cables, los cables se colocan, se contraen y zaankerivayutsya en una secuencia predeterminada. En este caso, el elemento es una serie de acortamiento elástico del hormigón y la relajación de pretensado en cada cuerda está cambiando con los sucesivos cambios en el pretensado. En la primera cuerda pretensado sin pérdida de tensión, la figura. 2.68 (b). Cuando la segunda cuerda se estira, como se muestra en la figura. 2.68 (c), una disminución de la tensión en la primera cuerda debido a la reducción secuencial como resultado de la tensión del cable del segundo. Programa MIDAS / Civil calcula no sólo por la pérdida de pretensado debido al acortamiento elástico en cada etapa del montaje, pero también tiene en cuenta todas las pérdidas de pretensado debido al acortamiento elástico causado por fuerzas externas.

Figura. 2.67 Reducción de la pre-tensión debido al acortamiento elástico (elemento pretensado)

������ ���

Figura. 2.68 Disminución en el elemento pretensado con dos cuerdas, como resultado de la tensión constante (un elemento de post-tensado)

Reducir pretensado en el tiempo Reducción de la pretensión también aparece con el tiempo debido a la tensión y la contracción del hormigón y la relajación de los cables de la PC. Programa MIDAS / Civil considera las propiedades que dependen del tiempo de elementos de hormigón y calcula la fluencia y retracción en todas las fases de montaje. Esto se aplica también para reducir los cables de pretensado PS inducida por el cambio en los elementos de deformación. El proceso de reducción de pretensado en cada etapa de la construcción puede verse en los gráficos. relajación Estrés en elementos de acero, que es una manifestación de fluencia, se expresa en la disminución de la tensión, que se creó anteriormente y se mantiene a una tensión constante a lo largo de un período de tiempo. Reducción de pretensado debido a la relajación varía en función de la tensión inicial, la duración del proceso de relajación y las propiedades del producto. Programa MIDAS / Civil para describir la relajación de la cuerda con la ecuación de Magura 48.

tensión inicial - FSI;

48 Magura

d.d., Sozen M.A. y Siess PP, "un estudio de la relajación de la tensión en el pretensado

de refuerzo", PCI Journal, vol. 9, No. 2, abril 1964. ������ ���

fs-tensión causada por la carga durante el tiempo t; fy - límite elástico (0,1% de desviación del límite de elasticidad); C - constante del material. Por regla general, aceros no aleados y constante toma igual a C = 10 para el acero de baja relajación con la igualdad de C = 45. La ecuación anterior supone que la tensión de la cuerda se mantiene constante. En las estructuras reales de tensión cuerdas PS están continuamente cambiando con el tiempo debido a la fluencia, la contracción, el efecto de las cargas externas, etc y por lo tanto la ecuación (5) no se puede aplicar directamente. De acuerdo con el programa MIDAS / Civil para cada etapa de la instalación de espera a la evolución de las cargas de trabajo cables de pretensado, que surge de todas las demás causas que la relajación de las cuerdas, y calcula para cada etapa de la instalación de la reducción de la relajación sobre la base de pretensado inicial ficticio49. Carga de pretensado Programa MIDAS / Civil convierte el cable de carga de pretensado adjunta a la construcción de la carga equivalente, como se muestra en la figura. 2.69.

49 Kan,

TG, "no lineal del material geométrico, y análisis en función del tiempo de marcos de

hormigón armado y pretensado", tel. D. Tesis, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de California, Berkeley, junio de 1977. ������ ���

Figura. 2.69 Conversión de pre-tensión en la carga equivalente

Fig. 2.69 muestra el perfil de la cuerda en un elemento de la viga. imagen 2-D es elegido por el bien de la simplicidad, en este proceso de reducción a una tensión equivalente en el plano xy es idéntico a un proceso similar en el plano xz. Programa MIDAS / Civil divide elementos de viga en cuatro segmentos y calcula la carga equivalente, como se muestra en la figura. 2.69. Perfil de la cuerda en cada segmento se supone que es lineal. Fuerza de tensión de la cuerda y pi pj no son iguales debido a las pérdidas por fricción. Tres concentra fuerzas generalizadas (px, mi, pz) en cada extremo, I y J, por sí solos no proporcionan el equilibrio, y por lo tanto el equilibrio introduce distribuidas las cargas. Para el cálculo de las cargas concentradas en cada ecuación final utilizando (1) y (2) para calcular cargas distribuidas mediante la ecuación (3) y (4).

������ ���

Programa MIDAS / Civil calcula la disminución dependiente del tiempo en la pre-tensión que surgen debido a la fluencia, la contracción y relajación de la cuerda, en cada etapa de la instalación, y reducir el estrés pre-debido a vozdeystvieme cargas externas, temperatura, etc Inicialmente, en cada etapa de reunión se calcula el cambio en las cuerdas de tracción y aumentar la fuerza de la tensión se convierte en una carga equivalente, que se aplica a un elemento, como se muestra arriba. Cálculo del puente con la cuenta de depósito automático apoya Para el cálculo de la construcción de puentes en el sedimento es compatible con una situación típica, las unidades de apoyo que son al mismo tiempo que experimentan las precipitaciones,  junto con un grupo de sedimentos. Cada grupo se define como el sedimento apoya la opción de carga y de esta variante se lleva a cabo el análisis estático. Todas las opciones posibles para el sedimento se acumula y crea las condiciones para obtener más combinaciones. Los criterios de diseño final para los valores máximos y mínimos obtenidos por una cuidadosa comparación de los resultados de los cálculos anteriores y las combinaciones de opciones. Aquí se describe es un proceso típico es muy complicado, si es posible. Programa MIDAS / Civil es una función que simplifica de forma automática las tareas tediosas como la siguiente: Algunas variantes de carga se crean con los grupos definidos por el usuario de los soportes de sedimentos y los valores correspondientes. Cada grupo está formado por nodos de soporte experimentando precipitaciones de forma simultánea.

������ ���

Para cada caso de carga por el cálculo estático. Crear todos los estados posibles de los residuos y apoya los resultados de los cálculos se combinan para obtener los valores máximo y mínimo. Los resultados del cálculo efectuado de conformidad con el procedimiento descrito anteriormente se puede combinar con los resultados de otras opciones para la carga. Los resultados de los cálculos incluyen desplazamientos nodales, reacciones, y apoya los esfuerzos en los elementos de las explotaciones en los elementos de la viga, o elementos de las placas. Otros tipos de temas incluidos en el modelo de cálculo, se toman en cuenta en el cálculo de la rigidez global, pero para estos tipos de elementos que no forman los resultados del cálculo. Teniendo sedimentos se introducen con los nodos, con los valores de los sedimentos en diferentes sitios pueden ser diferentes. Precipitaciones soportes unidos al eje Z de la GCS sistema global de coordenadas. El número máximo de grupos de pellet limitado a diez, pero el número de sedimentos sedimentos teniendo en el grupo no está limitado. Cálculo de puentes prefabricados de acero con las propiedades de las secciones transversales antes y después del montaje Para reflejar el cambio en la sección de propiedades de puente prefabricado hecho dos cálculos: el cálculo de diseño con una sección para la construcción y diseño de los cálculos con la sección de después de la finalización de la asamblea Los resultados de los dos cálculos se combinan para su uso en el diseño. Programa MIDAS / Civil es una función que automatiza el proceso de cálculo de la siguiente manera:50 Llevado a cabo cálculos estáticos para las condiciones dadas, teniendo en cuenta las secciones definidas por el usuario a la asamblea, los resultados del cálculo se almacenan. Llevó a cabo un análisis estructural con sección transversal después de la final de la reunión con arreglo a diferentes condiciones de carga, en lugar de calcularse utilizando secciones no conjuntas. Los resultados del cálculo estático, dinámico y el cálculo de los sedimentos en los pilares también se guardan.

50 

Consulte "Carga> Casos de carga pre-combinado compuesto por la Sección" ("carga>

carga las opciones para construir una sección mixta) en un tutorial interactivo. ������ ���

Las variantes de las cargas con secciones para construir quince opciones se limitan carga estática. Solución de problemas de optimización estructural Proyección de la construcción de grandes luces a veces puede interferir con la tarea de buscar en las condiciones de carga desconocida, una solución que satisfaga los requisitos de diseño dado (véase, por ejemplo, ris.2.70). Programa MIDAS / Civil resuelve los problemas de este tipo, utilizando técnicas de optimización, y calcular los valores óptimos de las variables para las restricciones estipuladas y la función objetivo. Las restricciones se pueden especificar en forma de igualdades y desigualdades en el formulario. Como la función objetivo se puede utilizar: la suma de los valores absolutos o un máximo de valores absolutos

, suma de los cuadrados 51.

Fig. 2.70 (a) ilustra el problema de los esfuerzos de búsqueda en las tomas en las traviesas de grandes luces. Como las restricciones se puede utilizar una distribución dada de flexión en la viga o restricciones de viajes. Fig. 2.70 (b) ilustra el problema de encontrar la nivelación (alisado) las cargas durante el diseño de la instalación de gran envergadura, que trata de limitar los usos una forma especial de la estructura deformada. Fig. 2.70 (c) muestra un puente atirantado en las condiciones de carga especificadas de carga, la tensión de los chicos que no saben. limitaciones de diseño en este problema son los siguientes: el movimiento lateral de la torre se ve limitada por la especificación de un magnitud límite del desplazamiento, el desplazamiento vertical de los puntos B y C debe ser positivo (+). Los problemas antes mencionados dan lugar a problemas de optimización de las condiciones en forma de ecuaciones o desigualdades que se resuelven en el MIDAS / Civil, utilizando técnicas de optimización.A continuación se describe el procedimiento para el cálculo de las tomas de los esfuerzos, que se encuentran en los puntos A y B. En el cálculo, como las restricciones de igualdad se utilizan, como se muestra en ris.2.70 (a):

51 

Vea "Resultados> Desconocida Factor de carga" ("> Resultados de factor de carga

desconocido"), una guía interactiva. ������ ���

В en la ubicación de los conectores en la dirección de las fuerzas desconocidas en las t omas se

aplican de forma coherente posible (solo) las fuerzas, como se muestra en la figura. 2.70 (a). El número de estados creados por un solo número igual de cargas incógnitas. Realiza un cálculo estático, el cual determina el estado de la viga bajo la influencia del diseño de carga uniformemente distribuida. Formulada la igualdad de las limitaciones: MA1 MA2 P1 P2 MAD = MA MB1 MB2 P1 P2 MBD = MB Mai - actualmente en el punto A de la unidad de la fuerza aplicada en la dirección del poder Pi, MBI - el momento en el punto B en la unidad de la fuerza aplicada en la dirección del poder Pi, MAD - el momento en el punto A de la carga distribuida MBD-tiempo en el punto B de la carga distribuida MA - actualmente en el punto A de la carga y las fuerzas desconocidas P1, P2, MB - el momento en el punto B en la carga y la fuerzas desconocidas P1 P2. Resuelve el sistema de ecuaciones algebraicas que representan el sistema de ecuaciones escritas anteriormente. Si el número de ecuaciones es igual al número de cargas desconocido, entonces la solución se obtiene de inmediato mediante el uso de cualquier método de álgebra lineal.

El siguiente ejemplo ilustra el procedimiento para el cálculo de la tensión de los obenques con restricciones de desigualdad, la figura. 2.70 (c): Para cada tipo se aplica posible (individual) de energía en forma de carga de pre-tensión. El número de estados creados por un solo número igual de fuerza de la tensión desconocida en el aparejo. Llevado a cabo cálculos en una carga de diseño dado, que en este caso es una carga uniformemente distribuida. ������ ���

Las restricciones se formulan en forma de desigualdades:

δAi - Un desplazamiento transversal en un solo estado, que se deriva de la acción de una fuerza

única pretensión en la dirección de Ti, δBi - desplazamiento transversal de B en un solo estado, que se deriva de la acción de una

fuerza única pretensión en la dirección de Ti, δCi - desplazamiento transversal de C en un solo estado, que se deriva de la acción de una

fuerza única pretensión en la dirección de Ti, desplazamiento transversal de A, que surge bajo la influencia de la carga de diseño – δAD desplazamiento transversal de la B, que surge bajo la influencia de la carga de diseño – δBD desplazamiento transversal de C, que surge bajo la influencia de la carga de diseño – δCD DELTA.A - desplazamiento transversal de A, que surge bajo la influencia de la carga de proyecto y los chicos fuerza de tensión, Ti - la tensión desconocida fuerza de la i-hombre. Solución que satisface las condiciones en la forma de las desigualdades, está utilizando técnicas de optimización. Hay un sinnúmero de soluciones para satisfacer el sistema formulado de las desigualdades. Programa MIDAS / Civil está buscando a las variables que satisfacen las condiciones en la forma de las desigualdades, lo que minimiza una función objetivo dado. MIDAS / Civil permite que la función objetivo de elegir la suma de valores absolutos, la suma de los cuadrados o el máximo de los valores absolutos de las variables. Para controlar la importancia relativa de las variables se pueden asignar pesos así lo determina el rango de operación de las variables. Utilizando las técnicas de optimización descritas antes para encontrar las variables de diseño necesarias requiere un profundo conocimiento de la estructura. Dado que las condiciones en forma de ecuaciones o desigualdades en el formulario no puede ser una solución que satisface las limitaciones, la elección de la función objetivo y las condiciones de diseño inteligente es muy importante.

������ ���

(a) Ejemplo de conectores de esfuerzo para determinar P1 y P2, que causan un momento dado M1 en el punto A y un M2 momento dado en el punto B bajo la acción de una determinada carga distribuida

(b) Ejemplo de determinación de las presiones de estabilización P1 y P2, con la igualdad de desplazamientos verticales en los puntos A, D y G y son iguales en los cojinetes de apoyo a la reacción B, C, E y F bajo la acción de determinados uniformes de carga especificado

������ ���

(c) Ejemplo de determinación de los chicos de la tensión inicial de la fuerza T1, T2 y T3, que restringen el movimiento lateral de la letra A valor de DELTA.A y desplazamientos verticales en los puntos B y C, que debe ser positivo, la acción de una determinada carga distribuida

Figura. 2.70 Ejemplos de la determinación de las cargas de desconocidos, que cumpla las condiciones diferentes del diseño

������ ���

1

El modelo computacional de diseño en el programa MIDAS/Civil

2

1.1

El modelo computacional de diseño

2

1.2

Sistema de coordenadas

3

1.3

Tipos de Elementos y disposiciones básicas del cálculo

4

1.3.1

1.3.2

1.3.3

1.3.4

1.3.5

Elemento de la finca

5

1.3.1.1

Prólogo

5

1.3.1.2

Grados de libertad del elemento y ECS

5

1.3.1.3

Los elementos para la función

7

1.3.1.4

Retirada de las fuerzas en el elemento

7

Elemento que sólo funciona en tensión

8

1.3.2.1

Prefacio

8

1.3.2.2

Grados de libertad y el elemento de la coordenada del sistema ECS

9

1.3.2.3

Funciones relativas a los elementos

9

Esfuerzos Conclusión element

9

1.3.3.1

Prefacio

9

1.3.3.2

equivalente armadura

10

1.3.3.3

elementos de la cadena elástica del hilo flexible

10

Elemento, que sólo funciona en la compresión

13

1.3.4.1

Prefacio

13

1.3.4.2

Grados de libertad y elemento de ECS

13

1.3.4.3

Los elementos para la función

13

1.3.4.4

Conclusión esfuerzos en el elemento

14

Elemento viga

14

������ ���

1.3.6

1.3.7

1.3.8

1.4

1.3.5.1

Prefacio

14

1.3.5.2

Grados de libertad y elemento de ECS

14

1.3.5.3

Los elementos para la función

14

1.3.5.4

Derivación de las fuerzas internas en el element

15

Un elemento en tensión plana

17

1.3.6.1

Entrada

17

1.3.6.2

grados de libertad y elemento de ECS

17

1.3.6.3

los elementos para la función

18

1.3.6.4

Retirada de las fuerzas que actúan en el element

19

El elemento bidimensional en deformación plana

22

1.3.7.1

Prefacio

22

1.3.7.2

Elemento libertad Stepney y coordinar el sistema ECS

23

1.3.7.3

Relacionados con los elementos de la función

25

1.3.7.4

retirada de las fuerzas que actúan en el elemento

25

elemento de simetría axial de dos dimensiones

27

1.3.8.1

Entrada

27

1.3.8.2

Grados de libertad y elemento de coordenadas locales del sistema ECS

28

1.3.8.3

los elementos para la función

30

1.3.8.4

retirada de las fuerzas en el elemento

30

Paneles de control

32

1.4.1

Prefacio

32

1.4.2

grados de libertad y elemento de coordenadas locales del sistema ECS

33

1.4.3

los elementos para la function

34

������ ���

1.4.4 1.5

Retirada de las fuerzas en el element

35

Tomo elemento

39

1.5.1

Prefacio

39

1.5.2

Grados de elementos libertad, ECS y tipos de artículos

40

1.5.3

Funciones relativas a los elementos

41

1.5.4

Conclusiones de las fuerzas internas que actúan en el element

42

1.6

1.6.1

Principios básicos de la elección de los elementos

45

Elementos de la explotación, que están trabajando sólo en la tensión, y los elementos

de trabajo sólo en la compresión

47

1.6.2

Transmitir los elementos

49

1.6.3

Un elemento en tensión plana

52

1.6.4

Elemento plano cepa

54

1.6.4.1

1.6.5

1.6.6

1.6.7

Simetría axial elemento

54

Paneles de control

55

1.6.5.1

Tomo element

56

1.6.5.2

Especificación de un elemento de rigidez

57

1.6.5.3

Notas

58

Area (área de sección transversal)

59

1.6.6.1

eficaz del área de corte (Asy, Asz)

60

1.6.6.2

Resistencia a la torsión (Ixx)

62

1.6.6.3

Momento de inercia del área transversal (AIJ, Izz)

68

Centrífuga momento de inercia (Iyz) 1.6.7.1

Momento estático (Qy, Qz)

70 73

������ ���

1.6.8

Shear factor de esfuerzo cortante (Qyb, QZB)

74

1.6.9

Rigidez de secciones prefabricadas

75

1.7

Las condiciones de contorno

77

1.7.1

Las condiciones de contorno

77

1.7.2

Asegurar los grados de libertad

77

1.8

Elementos límite elástico (muelle de apoyo)

80

1.8.1

Elemento de acoplamiento elástico

83

1.8.2

Extracción de los enlaces del final del elemento

84

1.8.3

Estudio de los efectos de la zona del panel

86

1.8.3.1

1.8.4

Cálculo automático de la rigidez de la zona del panel

87

El método de cálculo de los puntos duros en los extremos de las vigas 1.8.4.1

96

El método por el cual el usuario directamente especifica el tamaño de los

insertos extremo duro en ambos extremos de las vigas, con el haz de finalización de compensaciones (Offset en los extremos de las vigas)

98

1.8.5

Principal y las unidades subordinadas (acoplamiento de funciones muy reducidos)

99

1.8.6

como se especifica de apoyo

107

2 2.1

Tipos de asentamientos en el programa MIDAS / Civil

111

Los principales tipos de cálculos

111

2.1.1

Lineales de análisis estático

112

2.1.2

Cálculo del valor propio

112

2.1.3

Cálculo del espectro de respuesta

119

2.1.4

Cálculo del comportamiento de diseño a través del tiempo

123

2.1.5

El método de superposición modal

123

2.1.6

Lineal de cálculo de la pérdida de la estabilidad

127 ������ ���

2.2

Análisis no lineal

131

2.2.1

Revisión de análisis no lineal

131

2.2.2

cálculos no lineales de grandes desplazamientos

133

2.2.2.1

Iterativo de Newton-Raphson

135

2.2.2.2

Un método iterativo para las longitudes de los arcos

137

2.2.3

Cálculo P-Delta

140

2.2.4

cálculos no lineal de estructuras con elementos no lineales

144

2.2.5

La rigidez de los elementos no lineales (KN)

146

2.2.6

Cálculo del equilibrio límite (análisis estático no lineal)

148

2.2.7

2.2.8

2.2.6.1

Información general

148

2.2.6.2

Método de cálculo

151

2.2.6.3

tipos de elementos utilizados en MIDAS / Civil

151

Características de la primavera no lineal

153

2.2.7.1

Método de cálculo

155

2.2.7.2

carga aplicada

156

2.2.7.3

válido rango y el espectro necesario

156

2.2.7.4

Punto de rendimiento de cálculo

159

2.2.7.5

Clasificado características operativas

159

2.2.7.6

El procedimiento para el cálculo del equilibrio límite

160

Cálculo del comportamiento en el tiempo de las estructuras con condiciones de

contorno no lineales 2.2.8.1

161

Modelo numérico de cálculo / condiciones / acoplamiento elemento no lineal 161

2.2.8.2

cálculo de la función de Diseño / Cálculo del comportamiento en tiempo de

������ ���