Descripción
Una estructura consta de una viga de perfil en I y dos cerchas tubulares. La estructura contiene varias imperfecciones y está cargada por la fuerza Fz. El problema se describe mediante el siguiente conjunto de parámetros. En este ejemplo se desprecia el peso propio. Determine los desplazamientos uy y uz y la rotación axial φx en el extremo (Punto 4). El ejemplo de verificación se basa en el ejemplo introducido por Gensichen y Lumpe (ver la referencia).
| Material | Acero S355 | Módulo de Elasticidad | E | 210000.000 | MPa |
| Módulo de Cortante | G | 81000.000 | MPa | ||
| Geometría | Estructura | Longitud del Tramo 1 | L1 | 4.000 | m |
| Longitud del Tramo 2 | L2 | 4.000 | m | ||
| Longitud del Tramo 3 | L3 | 2.500 | m | ||
| Posición del Apoyo de la Cercha | a | 2.500 | m | ||
| Imperfecciones | Punto 2 | ey2 | -40.000 | mm | |
| Punto 4 | ey4 | 12.500 | mm | ||
| Perfil en I | Canto | h | 400.000 | mm | |
| Ancho | b | 180.000 | mm | ||
| Espesor del Alma | s | 10.000 | mm | ||
| Espesor del Ala | t1 | 14.000 | mm | ||
| Tubo | Diámetro Exterior | D | 60.300 | mm | |
| Espesor de Pared | t2 | 5.000 | mm | ||
| Carga | Fuerza | F | 14.000 | kN | |
| Excentricidad | eFy | 20.000 | mm | ||
| eFz | -193.00 | mm | |||
Solución Analítica
No se dispone de una solución analítica. Los resultados del software S3D se toman como referencia.
Configuración de RFEM y RSTAB
- Modelado en RFEM 6.14
- El tamaño del elemento es lFE= 0.020 m
- Se utiliza un modelo de material elástico lineal isótropo
- El número de incrementos es 10
- Se utiliza el Análisis de Grandes Deformaciones
- El problema se modela tanto con barras como con una combinación de barras y elementos superficiales
Resultados
En RFEM 6 se utilizan dos técnicas de modelado. Primero, el perfil en I se modela como una viga con imperfecciones y los tubos como cerchas (solo N). Segundo, los tubos son cerchas mientras que la viga de perfil en I se modela mediante placas, considerando las imperfecciones dadas. En el Punto 1 se crea un apoyo fijo mediante apoyos en línea rígidos. En el caso de una viga de perfil en I de placas, los resultados se evalúan en el punto central.
Resultados
| Magnitud | S3D | RFEM 6 - Barras | Ratio | RFEM 6 - Barras y Placas | Ratio |
| uy [mm] | 14.800 | 16.214 | 1.096 | 15.940 | 1.077 |
| uz [mm] | 16.900 | 17.983 | 1.064 | 17.795 | 1.053 |
| φx [mrad] | 237.000 | 239.673 | 1.011 | 254.382 | 1.073 |
