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Propiedades y tensiones de secciones de pared delgada y secciones conformadas en frío

El programa independiente SHAPE-THIN 9 determina las propiedades cualquier sección de paredes delgadas abiertas o cerradas, así como secciones conformadas en frío y llevando a cabo el análisis de tensiones y cálculo plástico.

SHAPE-THIN 9 proporciona una interfaz de intercambio de datos con RSTAB y RFEM: las secciones de SHAPE-THIN son también accesibles en la biblioteca del programa de análisis de barras o de análisis por elementos finitos, y viceversa, es posible importar y calcular los esfuerzos internos de RSTAB y RFEM a SHAPE-THIN.

Los datos estructurales se pueden definir gráficamente, en tablas o bien mediante la importación de un archivo DXF.

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Funciones

Resultados – Distribución de tensiones normales de una sección curva

• Modelado de secciones mediante elementos, secciones, arcos y elementos puntuales
• Biblioteca ampliable de propiedades de materiales, límite elástico y tensiones límite
• Propiedades de secciones abiertas, cerradas o discontinuas
• Propiedades eficaces de secciones que consisten en materiales diferentes
• Determinación de las tensiones de soldaduras en ángulo
• Análisis de tensiones, incluyendo el cálculo de la torsión principal y secundaria
• Comprobación de relaciones de esbeltez (c/t)
• Sección eficaz según
  • EN 1993-1-5 (incluyendo elementos de placa rigidizados frente a la abolladura según el apartado) Resultados – Clasificación de una sección y distribución de las tensiones normales
  • EN 1993-1-3
  •  EN 1999-1-1
  •  DIN 18800-2
• Clasificación según
  •  EN 1993-1-1
  •  EN 1999-1-1
• Interfaz con MS Excel para importar y exportar tablas
• Informe

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Propiedades de sección y tensiones

SHAPE-THIN determina las propiedades de sección y las tensiones de cualquier perfil abierto, cerrado, armado o no                  unido.

Propiedades de sección

• Área de sección A
• Áreas de cortante A_y, A_z, A_u y A_v
• Posición del centro de gravedad y_S, z_S
• Momentos de inercia I_y, I_z, I_yz ,I_u ,I_v ,I_p ,I_p,M
• Radios de giro i_y, i_z, i_yz, i_u, i_v, i_p, i_p,M
• Inclinación de los ejes principales α
• Peso de la sección G
• Perímetro de la sección U
• Módulos de torsión J, J_St.Venant ,J_Bredt , J_s
• Posición del centro de cortante y_M, z_M
• Módulos de alabeo I_ω,S, I_ω,M o I_ω,D para coacción lateral
• Momentos estáticos máximos/mínimos S_y, S_z, S_u, S_v, S_ω,M con posiciones
• Parámetros de estabilidad r_u, r_v, r_M,u, r _M,v
• Coeficiente de reducción λ_M

Propiedades de sección plástica

• Esfuerzo axil N_pl,d
• Esfuerzos cortantes V_pl,y,d, V_pl,z,d, V_pl,u,d, V_pl,v,d
• Momentos flectores M_pl,y,d, M_pl,z,d, M_pl,u,d, M_pl,v,d
• Módulos de sección Z_y, Z_z, Z_u, Z_v
• Áreas a cortante A_pl,y, A_pl,z, A_pl,u, A_pl,v
• Posición de las bisecciones de área f_u, f_v
• Muestra de la elipse de inercia

Momentos estáticos

• Momentos estáticos Q_u, Q_v, Q_y, Q_z con posición del máximo y especificación del flujo de cortantes
• Coordenadas de pandeo ω_M
• Áreas de alabeo Q_ω,M
• Áreas de celdas A_m de secciones cerradas

Tensiones

• Tensiones normales σ_x debidas a los esfuerzos axiles, momentos flectores y bimomento de alabeo
• Tensiones tangenciales τ debidas a los esfuerzos cortantes, así como los momentos torsores principales y secundarios
• Tensiones equivalentes σ_eqv con factor personalizable para las tensiones tangenciales
• Razones de tensiones, referidas a las tensiones límite
• Tensiones para los bordes de los elementos o las líneas centrales
• Tensiones en soldaduras de soldaduras en ángulo

Secciones de muros a cortante

• Propiedades de sección de secciones no unidas (núcleos de construcciones altas, perfiles mixtos)
• Esfuerzos cortantes de las secciones parciales debidos a flexión y torsión

Cálculo plástico

• Cálculo de la capacidad plástica con la determinación del factor de mayoración α_pl
• Comprobación de los límites de esbeltez (c/t) en concordancia con los métodos de cálculo el-el, el-pl ó pl-pl según la norma DIN 18800

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Perfiles conformados en frío

Sección eficaz de un perfil Z conformado en frío en SHAPE-THIN 9

SHAPE-THIN determina las secciones eficaces según EN 1993-1-3 y EN 1993-1-5 para secciones de perfiles conformados en frío. De manera opcional, puede comprobar las condiciones geométricas para ver si es aplicable la norma especificada en EN 1993-1-3, apartado 5.2.

Los efectos del pandeo local de la placa se consideran según con el método de anchuras reducidas y el posible pandeo de los rigidizadores (inestabilidad) se considera para secciones rigidizadas según EN 1993-1-3, sección 5.5.

Como opción, puede realizar un cálculo iterativo para optimizar la sección eficaz.

Puede mostrar gráficamente las secciones eficaces.

Lea más sobre el diseño de secciones conformadas en frío con secciones conformadas en frío SHAPE-THIN y RF-/STEEL en este artículo técnico: Diseño de una sección en C de pared delgada y conformada en frío según EN 1993-1-3.

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Entrada de datos

Programa de propiedades de secciones transversales SHAPE-THIN | Parámetros de cálculo global

SHAPE-THIN contiene una amplia biblioteca de perfiles laminados y secciones paramétricas. Esto se puede combinar o complementar con nuevos elementos. Es posible modelar secciones compuestas de diferentes materiales.

Las herramientas gráficas y características permiten modelar formas de secciones complejas de la manera habitual en común con los programas de CAD. La entrada de datos gráfica permite, entre otras cosas, establecer elementos puntuales, arcos o secciones parametrizadas rectangulares o circulares, elipses, arcos elípticos, parábolas, hipérbolas, spline y curvas NURBS. De forma alternativa, se puede importar un archivo DXF que se utiliza como base para modelados posteriores. También es posible utilizar líneas auxiliares para el modelado.

Además, la introducción de datos paramétrica permite insertar el modelo y datos de cargas de una manera específica para que dependa de ciertas variables.

Los elementos se pueden dividir o adjuntar a otros objetos gráficamente. SHAPE-THIN divide automáticamente los elementos y facilita un flujo de tensiones ininterrumpido introduciendo elementos nulos. Para los elementos nulos, puede definir un espesor específico para controlar la transferencia a cortante.

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Cálculo

Programa de propiedades de secciones transversales SHAPE-THIN | Parámetros de cálculo: partes c/t y sección efectiva

SHAPE-THIN calcula todas las propiedades de sección relevantes, incluyendo los esfuerzos internos límite plásticos. Las áreas superpuestas se tienen en cuenta de manera realista. Si las secciones constan de diferentes materiales, SHAPE-THIN determina las propiedades de la sección eficaz con respecto al material de referencia.

Además del análisis de tensiones elásticas, se puede realizar el cálculo plástico, incluida la interacción de los esfuerzos internos para cualquier forma de sección. El cálculo de interacción plástico se realiza según el método Simplex. La hipótesis de fluencia se puede seleccionar según el método Tresca o von Mises.

SHAPE-THIN realiza una clasificación de la sección según EN 1993-1-1 y EN 1999-1-1. Para secciones de acero de la clase 4, el programa determina las anchuras eficaces para elementos de placa rigidizados o sin rigidizar frente a la abolladura según EN 1993-1-1 y EN 1993-1-5. Para secciones de aluminio de la clase 4, el programa calcula los espesores eficaces según EN 1999-1-1.

Opcionalmente, SHAPE-THIN comprueba los valores límite c/t según los métodos de cálculo el-el, el-pl o pl-pl según DIN 18800. Las zonas c/t de los elementos conectados en la misma dirección se reconocen automáticamente.

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Resultados

Todos los resultados se pueden evaluar numérica y gráficamente de un vistazo. Las herramientas de selección facilitan la evaluación precisa de los resultados.

El informe, disponible en español, es consistente con las normativas más exigentes del programa de análisis de estructuras de barras RSTAB y el programa de análisis por elementos finitos RFEM. Las modificaciones de la sección se actualizan automáticamente.