semifijo (primavera) las fijaciones le permiten modelar la fijación del extremo de un miembro que se encuentra en algún lugar entre la de una armadura (clavado) fijación o marco (fijo) fijeza.

Este artículo entra en el detalle de los miembros semi-fijos, cómo configurarlos en S3D, cómo se utilizan sus valores en el software, y su efecto en el comportamiento de los miembros.

Cuadro, Fijaciones de extremos de vigas de celosía y elementos semifijos

primero, un resumen rápido de las fijaciones de Frame vs Truss:

1. Una fijación del marco (FFFFFF), también conocido como “fijo” o “completamente arreglado”, asegura que no haya rotación entre los miembros conectados en las juntas, y todos los momentos se transfieren de un miembro al otro
2. Una fijeza de truss (FFFFRR), también conocido como “gratis” o “clavado”, permite que los miembros conectados giren entre sí, lo que significa que no se transfieren momentos, y asegurando que el momento final del miembro sea cero

Cabe señalar también, que las conexiones de marcos y cerchas son realmente idealizaciones, ya que son dificiles, si no imposible, lograr en estructuras del mundo real.

Una fijación semifija en el extremo del miembro, también conocido como un “primavera” o “flexible” fijeza, ofrece algo intermedio entre estos dos casos – se permite cierta rotación entre los miembros en el nodo, pero los miembros no son completamente libres para rotar entre sí. Esto da un momento al final del miembro., pero, con una rigidez de resorte adecuada, menos momento que la fijación del marco, y un momento mayor que la fijeza del truss.

Por lo tanto, los miembros semifijos ofrecen un modelo más cercano al de la estructura del mundo real., en lugar de los casos idealizados de conexiones de marcos o armaduras.

Cómo configurar fijaciones semifijas en S3D

Las fijaciones semifijas se configuran desde el menú de la izquierda en S3D, cuando se selecciona un miembro.

Al seleccionar "Semi" de los botones en la parte superior del panel izquierdo, se establecerá el código de fijación en FFFFSS en ambos extremos del miembro., y abra los campos Nodo A rigidez rotacional Y (RyA), Nodo A rigidez rotacional Z (RzA), Rigidez rotacional del nodo B Y (RyB), y Nodo B rigidez rotacional Z (RzB) para editar:

(Tenga en cuenta que también puede elegir la opción "Personalizado", y luego ajuste manualmente el código de fijación para usar una S en lugar de F o R para lograr el mismo resultado).

A continuación, puede establecer la rigidez del resorte para cada uno de los 4 campos RyA, RzA, RyB & RzB.

Ajuste de la rigidez del resorte directamente

Puede especificar la rigidez del resorte, en las unidades que se muestran en el cuadro de entrada, escribiendo el número directamente:

Un resorte giratorio con rigidez de 10 000 Entonces se usará kNm/rad al final del miembro..

Ajuste de la rigidez del resorte como un porcentaje

También puede especificar la rigidez del resorte como una proporción de la rigidez del miembro, agregando un % firmar al final del número, ej. 75%:

Luego se calcula la rigidez absoluta del resorte tomando el porcentaje, expresado como un valor decimal, como el factor 'r' en la siguiente ecuación:

Dónde:

• E es el módulo de Young
• I es el momento de inercia sobre el eje correspondiente
• L es la longitud del miembro

los usuarios pueden mover sus puntos de inserción a donde necesiten en el miembro. 75% se expresa como 0.75, dando k = 3EI/L * (0.75/(1-0.75)) = 3EI/L*3 = 9EI/L.

Comparación de elementos semifijos con elementos fijos y de celosía

Ahora que sabemos cómo configurar un miembro en semifijo, e ingrese la rigidez del resorte, Echemos un vistazo a un modelo S3D que compara el comportamiento.

La siguiente imagen muestra un modelo S3D con varias instancias del mismo miembro, cada uno con una fijación y rigidez de resorte diferente:

(Se puede acceder al modelo en este enlace platform.skyciv.com/structural-viewer/semi-fixed-members)

Cada miembro tiene una sección transversal rectangular de 100 x 300 mm, dando un momento de inercia (I) de 225,0E6 mm^4. los miembros son 4.0 longitud mínima, y utilizar el material de acero estructural general, que tiene un módulo de Young de E = 200.0E3 GPa (N/mm2). Por lo tanto, el valor de 3EI/L para cada uno de los miembros es 33750.0 kN-m/rad.

Los soportes al final de los miembros están completamente fijos. (empotrado). El 8 cada uno de los miembros tiene progresivamente menos rigidez, comenzando con un miembro fijo, luego pasar a un valor de resorte muy alto, igual a 297 NO/L, luego bajando a un valor de resorte de EI/L /99. El miembro final se establece como un miembro de Truss. Las rigideces de los miembros se muestran en la siguiente tabla:

Resolviendo el modelo, podemos ver la diferencia en los diagramas de momento flector:

Para el miembro del marco de la izquierda, vemos la combinación esperada de acaparamiento cerca de los soportes y hundimiento en el medio del miembro, con un punto de momento cero a cada lado del punto medio del miembro. Al lado derecho, vemos que el miembro del truss experimenta solo hundimiento, como se esperaba.

Para los miembros semifijos, a medida que su rigidez se reduce, tienen regiones más pequeñas de acaparamiento, menor (en términos absolutos) valores del momento de acaparamiento, y mayores valores de momento de hundimiento. Una rigidez muy alta del resorte da resultados muy similares a los de la fijación del marco., y una rigidez muy baja del resorte da resultados muy similares a los de la fijeza del truss.

Las deflexiones de los miembros varían de manera similar:

Para el miembro completamente fijo (No. 1) vemos la deflexión esperada con puntos de inflexión a ambos lados del punto medio del miembro. Para la armadura vemos que la deflexión es mayor y no hay puntos de inflexión..

Para los miembros semirrígidos, a medida que sus rigideces de resorte se reducen, Ven una mayor deflexión y la forma desviada se vuelve más similar a la del caso de la armadura.. Los resultados se tabulan a continuación:

En resumen

• Los miembros semifijos dan como resultado un comportamiento entre el de una conexión fija o fija
• Puede establecer la rigidez del resorte para un miembro semifijo como un valor absoluto o relativo
• Entonces usando una rigidez relativa, la rigidez absoluta calculada es inversamente proporcional al factor r, siendo el factor r el porcentaje de fijeza expresado como decimal
• Una mayor rigidez del resorte proporciona un comportamiento más cercano al de un miembro del marco, una rigidez de resorte más baja da un comportamiento más cercano al de un miembro de truss

Nuevo en SkyCiv? Regístrese para obtener una cuenta gratuita en: http://www.skyciv.com/free-signup