Uma articulação de barra restringe os esforços internos que são transmitidos de uma barra para outras barras. As articulações só podem ser dispostas nas extremidades da barra, não em pontos ao longo da barra.
Alguns tipos de barra já estão equipados com articulações: Uma barra de treliça, por exemplo, não transmite momentos, um cabo não transmite nem momentos nem forças de corte. A esses tipos de barra não é possível atribuir articulações. A entrada está bloqueada.
Geral
O separador Geral gere os parâmetros elementares da articulação.
Sistema de coordenadas
Uma articulação de barra pode ser referida a um dos seguintes sistemas de eixos:
- Sistema local de eixos da barra x,y,z
- Sistema de coordenadas global X,Y,Z (opcionalmente como articulação de tesoura)
- Sistema de eixos definido pelo usuário U,V,W
No caso normal, as articulações estão referidas ao sistema local de eixos da barra. No entanto, articulações de tesoura (ver imagem Cruzamento de barras) só são possíveis no sistema global ou em um sistema de eixos definido pelo usuário.
Condições de articulação
As condições de articulação estão divididas em graus de liberdade 'Translacionais' e 'Rotacionais'. Os primeiros descrevem os deslocamentos na direção dos eixos locais ou globais, os últimos as rotações em torno desses eixos.
Para definir uma articulação, marque a caixa de verificação do respectivo eixo. A marca de verificação simboliza que o deslocamento ou a rotação da barra na direção correspondente ou em torno dela é possível. A constante da mola de translação ou de rotação é então definida como zero. Você pode ajustar a 'Constante de mola' a qualquer momento, para modelar uma articulação elástica. Insira as rigidezes de mola como valores de dimensionamento.
Na coluna Não linearidade, você pode controlar especificamente a transmissão dos esforços internos para cada componente. Dependendo do grau de liberdade, na lista de não linearidades estão disponíveis entradas adequadas para seleção.
Fixo, se esforço interno negativo ou positivo
Com isso, você pode controlar de forma simples se apenas forças ou momentos positivos ou negativos são transmitidos na extremidade da barra. Uma articulação ux com a não linearidade 'Fixo, se N positivo', por exemplo, faz com que na extremidade da barra sejam transmitidas forças de tração (positivas), mas não forças de compressão (negativas). Com forças normais negativas, uma articulação é, portanto, eficaz.
Com um sistema de coordenadas local, os esforços internos são referidos ao sistema local de eixos da barra xyz.
Se você selecionar outra não linearidade, poderá definir os parâmetros nos separadores Efeito parcial, Diagrama, Atrito ou Diagrama de andaime.
Opções
A 'Articulação de tesoura' está disponível no sistema de coordenadas global ou definido pelo usuário. Com ela, você pode modelar o cruzamento de barras contínuas.
Exemplo
Em um nó concorrem quatro barras. As barras transmitem momentos na sua "direção de passagem", mas não para o outro par de barras. No nó são transmitidas apenas forças normais e forças de corte.
Atribua a articulação às barras 3 e 4 ou às barras 1 e 2. O outro par de barras cruzadas não recebe articulação.
Efeito parcial
O Efeito parcial de um componente de articulação está disponível como propriedade não linear da articulação de barra (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
Defina o efeito da articulação para o 'Campo negativo' bem como para o 'Campo positivo'. Na lista 'Tipo', estão disponíveis vários critérios para a eficácia da articulação.
- Completo: O deslocamento ou a rotação é plenamente possível através da articulação.
- Fixo a partir do deslocamento de liberação/rotação de liberação: A articulação só é eficaz até um determinado deslocamento ou rotação. Em caso de ultrapassagem, torna-se eficaz uma ligação fixa ou um encastramento.
- Rasgamento a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação só é eficaz até uma determinada força ou momento. Em caso de ultrapassagem, a articulação deixa de funcionar e não transmite mais o esforço interno.
- Fluência a partir da força de liberação/momento de liberação: A articulação só é eficaz até uma determinada força ou momento. Em caso de ultrapassagem, as deformações aumentam, mas o esforço interno não aumenta mais.
- Falha da mola: Em uma articulação com rigidez de mola, o componente da articulação não é eficaz.
A maioria dos tipos de articulação pode ser combinada com um 'Deslizamento', pelo qual a articulação só se torna eficaz após um determinado deslocamento ou rotação.
Diagrama
O Diagrama de um componente de articulação está disponível como propriedade não linear da articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
Defina na coluna 'Deslocamento' ou 'Rotação' o número de pontos de definição do diagrama de trabalho com os valores correspondentes. Na coluna 'Força' ou 'Momento', você pode então atribuir os valores de abcissa dos deslocamentos ou rotações às forças de articulação ou momentos de articulação.
Caso a ordem dos pontos de definição não esteja correta, você pode ordenar as entradas em ordem crescente com o botão
.
Para o 'Início do diagrama' e o 'Fim de diagrama', estão disponíveis os seguintes critérios:
- Rasgamento: A articulação só é eficaz até ao valor máximo da força ou do momento. Em caso de ultrapassagem, estabelece-se o efeito pleno da articulação. Não é transmitido mais nenhum esforço interno.
- Fluência: A articulação só é eficaz até ao valor máximo da força ou do momento. Em caso de ultrapassagem, as deformações aumentam, mas os esforços internos não aumentam mais.
- Contínuo: Além do campo de definição, é aplicada a constante de mola do último passo.
- Batente: A deformação admissível é limitada ao valor máximo do deslocamento ou da rotação. Em caso de ultrapassagem, o efeito da articulação é anulado e torna-se eficaz uma ligação fixa ou um encastramento.
Atrito
Na lista 'Não linearidade', estão disponíveis quatro possibilidades para definir o Atrito de uma articulação translacional em função de outro componente de articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação).
As forças de articulação transmitidas são relacionadas com as forças normais ou forças de corte que atuam em outra direção. Dependendo da seleção no separador 'Geral', o atrito depende de apenas um ou de dois esforços internos. Existe a seguinte relação entre a força de atrito da articulação e a força normal ou força de corte:
Plástico
As propriedades plásticas da articulação são importantes para análises pushover. Na opção Plástico de um componente de articulação de efeito não linear, estão disponíveis quatro possibilidades (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação):
- Bilinear
- Diagrama
- FEMA 356 | Rígido
- FEMA 356 | Elástico
Defina nas colunas '"Esforço interno" / "Esforço interno"cedência' e 'δ / δcedência' ou 'φ / φcedência' os valores característicos dos campos plásticos. Com um valor para My / My,cedência de, por exemplo, 1.27, a secção começa a fluir a partir de uma ultrapassagem do momento plástico. Se forem ultrapassados 127% da capacidade de carga plástica, a barra falha.
Os esforços internos limites plásticos são determinados automaticamente a partir das propriedades da secção da barra.
O comprimento da barra influencia o cálculo da rigidez da articulação plástica. Ele é normalmente reconhecido automaticamente a partir dos comprimentos das barras às quais a articulação está atribuída. Se necessário, você pode indicar um 'Comprimento de barra definido pelo usuário' para a articulação.
Critérios de aceitação
Na seção inferior, você pode definir os valores limite dos critérios de fluência que devem valer para a segurança do edifício. Estes são regulados, por exemplo, para componentes de aço na tabela 5-5 da norma ASCE FEMA 356 [1]. Assim, com um valor para φ / φcedência de 6.000, o valor crítico para a 'Segurança de vida' é atingido assim que as deformações plásticas se tornarem seis vezes maiores do que aquelas que ocorrem ao atingir o limite de cedência.
Os campos dos critérios de aceitação também são representados no diagrama.
Em uma das duas opções plásticas da FEMA, os critérios de aceitação estão predefinidos segundo as especificações da norma americana. Você pode ajustá-los se necessário, marcando a caixa de verificação 'Definido pelo usuário'.
Defina na lista o 'Tipo de componente'. Os critérios de aceitação para componentes primários e secundários são regulados em [1] tabela 5-5.
No artigo Articulações plásticas no RFEM 6 está descrito como você pode utilizar uma articulação plástica para uma análise pushover.
Diagrama de andaime
O Diagrama de andaime de um componente de articulação está disponível como propriedade não linear da articulação (ver imagem Selecionar não linearidade da articulação). Com ele, você pode representar o efeito mecânico de uma junta de tubos encaixada com tubo interior entre duas barras. O modelo equivalente transmite – dependendo do estado de compressão na extremidade da barra – o momento fletor através do tubo exterior pressionado e, adicionalmente por contacto de formas, através do tubo interior.
Você pode descrever as propriedades da articulação separadamente nos separadores 'Diagrama de andaime | Tubo interior' e 'Diagrama de andaime | Tubo exterior'.
Para a definição dos parâmetros, estão disponíveis as possibilidades apresentadas na seção Diagrama.
