Base de conocimiento

Análisis de rigidez

Steel

Connection

EN (Eurocode)

Rotational stiffness

Stiffness

AISC (USA)

Este artículo también está disponible en:

Traducido por IA del inglés

En toda estructura, la distribución de los esfuerzos internos depende de la rigidez de sus elementos. IDEA StatiCa puede ayudarle a determinar la rigidez de la junta y así validar la configuración del modelo global. El siguiente artículo recopila la información principal que necesita conocer sobre el análisis de rigidez.

Utilice el análisis de rigidez en IDEA StatiCa Connection para determinar si las juntas son articuladas, semirrígidas o rígidas. La clasificación de la unión sigue la norma nacional seleccionada.

Como resultado del análisis de rigidez, obtendrá el diagrama momento-rotación y una tabla con varios valores. Basándose en la curva y en la norma seleccionada, la junta se clasifica como:

articulada
rígida
semirrígida

Se deben establecer otros parámetros para analizar correctamente la rigidez

longitud teórica del elemento
carga adecuada - N, My, Mz, o combinaciones (las fuerzas aplicadas deben ser mayores que 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft)
parámetro de sistema arriostrado

La Longitud teórica para My y Mz [m] se define como la distancia nodo a nodo del elemento analizado y se utiliza únicamente para la clasificación (no para calcular los valores reales de rigidez).

La opción de sistema arriostrado (pórtico arriostrado) está disponible para proyectos en Eurocódigo según EN 1993-1-8.

Existen varias fuentes de información para leer sobre este tipo de análisis. Recomendamos leer la parte general del Fondo Teórico, la entrada del blog Por qué preocuparse por la rigidez de la unión y/o ver uno de nuestros webinars sobre el tema (véase más abajo).

Para combinar los resultados de rigidez con su modelo global de elementos finitos, consulte el artículo Rigidez de la unión y su uso en el análisis global y/o vea el vídeo Cómo introducir la rigidez rotacional en su modelo de elementos finitos.

Al final del artículo, puede encontrar varios tutoriales paso a paso.

Modelo para la evaluación de la rigidez

Para evaluar la rigidez rotacional k_joint de la propia unión y la rotación correspondiente θ₂, restamos la parte de la rigidez asignada a la deformación de los elementos θ₁ de la deformación total θ_tot.

La rotación de los elementos θ₁ se evalúa en el modelo con uniones idealmente rígidas entre todos los elementos. La rotación total θ_tot se evalúa en el modelo con operaciones de fabricación reales.

Los resultados obtenidos del análisis de rigidez corresponden a k_joint y θ₂.

Valor infinito o muy alto de S_j,ini

Si S_j,ini y S_j,s muestran rigidez infinita, esto significa que la curva de rigidez es tan pronunciada que en realidad forma 90° en el diagrama, de modo que la tangente resulta en infinito. Esto siempre significa una unión rígida muy alejada del límite de la clase semirrígida, por lo que los valores exactos no son importantes. En otras palabras, la unión es absolutamente rígida.

Fondo Teórico

Lea la información esencial sobre el análisis de rigidez en nuestro Fondo Teórico. Los ajustes mencionados anteriormente se describen en la parte general del mismo.

La parte general del Fondo Teórico sobre el análisis de rigidez y sus resultados:

Análisis de rigidez y capacidad de deformación de juntas de acero

Partes específicas del Fondo Teórico para cada una de las normas nacionales admitidas:

Otros artículos sobre rigidez de uniones y verificaciones

Puede encontrar información más detallada y algunos estudios de verificación en los siguientes artículos. Algunos de ellos forman parte del libro "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" escrito por el prof. Wald y su equipo.

Webinars y vídeos

En el pasado, hemos celebrado varios webinars sobre el tema de la rigidez de la unión. Además, otros vídeos describen cómo trabajar en la aplicación. Puede encontrar inspiración en proyectos reales, así como consejos para configurar correctamente sus modelos de cálculo.

Connection Wednesdays - Stiffness classification

En este webinar, revisamos brevemente los requisitos normativos relacionados con la clasificación de rigidez. A continuación, nos esforzamos por diseñar las uniones de un pórtico real que inicialmente se diseñará como resistente a momentos. Empleamos una configuración semirrígida y posteriormente aplicamos el comportamiento previsto al análisis global de la estructura. A lo largo de este proceso, exploramos preguntas habituales y evaluamos su impacto en el diseño.

Connection Wednesdays - Game-changing joint stiffness analysis

Durante el webinar, verá el flujo de trabajo completo de modelado, carga y verificación normativa de una interesante junta de acero.

Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok joint

Las juntas de plataforma suelen ser articuladas, pero ¿qué ocurre si la realidad no es tan sencilla? ¿Cómo introducir correctamente el análisis de rigidez de la junta? Vea el análisis de rigidez de la junta del pórtico y las consecuencias de la rigidez en el modelo de elementos finitos.

Cómo introducir la rigidez rotacional en su modelo de elementos finitos

La rigidez de la junta es un factor significativo e indispensable en el diseño de la estructura global para uniones semirrígidas. La pregunta es: ¿dónde puedo calcular la rigidez de la junta y qué rigidez debo utilizar para mi diseño?

Diseño y verificación normativa de la junta del velódromo de Yakarta

La siguiente grabación del webinar explica cómo se construye el diagrama del análisis de rigidez, cuáles son los ajustes y qué resultados obtendrá.

Actualizaciones en versiones

Las siguientes funciones forman parte de las notas de versión de IDEA StatiCa y pueden estar relacionadas con el análisis de rigidez. Lea más sobre las funciones en los artículos dedicados bajo el enlace.

Capacidad rotacional limitada por fallo de perno y soldadura (Análisis de rigidez) (versión 21.0)