Métodos comunes
Todo ingeniero estructural está acostumbrado a utilizar el límite elástico como valor límite de la verificación, ya que prácticamente todas las normas y códigos de diseño se basan en este enfoque.
No obstante, esto se aplica al comportamiento puramente elástico del material. Esto puede llevar a un diseño conservador y, en ocasiones, a un sobredimensionamiento innecesario de la estructura, lo que resulta en un mayor consumo de material.
Sin embargo, el comportamiento real del acero es diferente, y es correcto asumir el comportamiento plástico del material una vez superado el límite elástico.
IDEA StatiCa y el método CBFEM
El Método de los Elementos Finitos basado en Componentes (CBFEM) es una sinergia del Método de Componentes y el análisis por Elementos Finitos.
La verificación de una junta mediante el método estándar basado en componentes y en el CBFEM utilizado en IDEA StatiCa Connection se basa en la verificación de todas las partes de la junta – los componentes. Los componentes pueden ser tornillos, anclajes, soldaduras, placas, y hormigón en la cimentación.
CBFEM divide la junta completa en los componentes separados mencionados anteriormente. A continuación, el software crea automáticamente el modelo de análisis a partir de cada componente.
Todas las placas de acero, como alas o almas de secciones transversales, rigidizadores, nervios, cartelas, etc., se modelan mediante elementos finitos. El MEF está ampliamente aceptado en ingeniería estructural y proporciona resultados muy buenos y fiables.
Las placas se modelan con material elasto-plástico con una pendiente nominal de la meseta de fluencia según EN 1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1 (E/1000).
El comportamiento del material se basa en el criterio de fluencia de von Mises. Se asume que es elástico antes de alcanzar el valor de cálculo del límite elástico fyd.
El criterio del estado límite último para regiones no susceptibles de pandeo es alcanzar el valor límite de la deformación principal de membrana. Se recomienda un valor del 5% (p. ej. EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Note 1).
Para obtener más información sobre el método, lea el artículo CBFEM - cómo funciona, cumplimiento normativo, validación y verificación.
Lea la información esencial sobre la teoría en nuestro Trasfondo Teórico.
Validación y verificación
El método CBFEM, con todas sus hipótesis y enfoques, como el límite de deformación plástica del 5%, ha sido correctamente validado y verificado. ¿Qué significan exactamente la validación y la verificación? El proceso de validación y verificación confirma que los resultados del software son correctos.
En base a los resultados, puede afirmarse que es un método absolutamente fiable, probado y seguro.
En nuestro Centro de Soporte, puede encontrar numerosos estudios de verificación, así como comparaciones con ensayos de laboratorio. Encuéntrelos mediante el enlace a continuación.
Los ejemplos de verificación y validación más importantes fueron publicados en el libro "Component-based finite element design of steel connections."
Conclusión
Basándose en la validación de resultados con modelos sólidos 3D en otros programas científicos, experimentos reales y, por último pero no menos importante, siguiendo las recomendaciones del Eurocódigo, se ha establecido el 5% de deformación plástica como el valor límite de verificación.
Este valor es suficiente para alcanzar el comportamiento real de la estructura, lograr un diseño económico y mantenerse en el lado seguro del diseño.
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