Membros Contínuos vs. Membros normais – quando usar cada

Introdução

Este artigo explorará uma visão detalhada de como os membros (ou elementos) conectar uns aos outros através de nós e como isso é tratado no SkyCiv Solver. Os nós marcam um ponto de conectividade entre os membros, eles são a separação das matrizes de rigidez.

Os membros podem ser de vários tipos diferentes. Na verdade, O 3D estrutural na verdade tem um total atual de 6 tipos de membros. No momento, examinaremos os dois tipos de membros, pois são tipos de membros fundamentais para modelagem em geral. Existem dois tipos de membros principais no Structural 3D: membros normais e contínuos. Esta discussão será mais aprofundada sobre como ambos são tratados pelo solucionador SkyCiv, bem como as vantagens de usar um do outro.

Membros normais

Membros normais são elementos que são tratados ‘normalmente’ no sentido de que os membros são analisados ​​no sentido tradicional.

Tradicionalmente, análise de elementos finitos (FEIO) solvers trabalham usando o método de rigidez direta. Com base nas cargas aplicadas e rigidez dos elementos na estrutura, o deslocamento da estrutura pode ser resolvido como mostrado na seguinte equação:

\(Q = KD )

Onde:

\(Q=) vetor de rigidez

\(K=\) matriz de rigidez global (montado a partir da matriz de rigidez de cada membro)

\(D=\) vetor de deslocamentos nodais desconhecidos que são desconhecidos e a serem resolvidos

O SkyCiv Structural 3D aplica essas fórmulas ao modelo e obtém os resultados de cada nó e membro.

Contínuo

Membros contínuos em Structural 3D são um tipo de membro que permite conectividade entre dois nós para um nó(s) que não tem conexão nodal com o membro. As conexões de nó ocorrem quando um nó é atribuído para conectar dois ou mais membros.

Deflexão de viga simplesmente apoiada Outro exemplo de deflexão é a deflexão de uma viga simplesmente apoiada, os nós claramente não estão conectados, pois os dois membros não compartilham um nó comum. Deflexão de viga simplesmente apoiada Outro exemplo de deflexão é a deflexão de uma viga simplesmente apoiada (coluna) Deflexão de viga simplesmente apoiada Outro exemplo de deflexão é a deflexão de uma viga simplesmente apoiada (feixe).

Deflexão de viga simplesmente apoiada Outro exemplo de deflexão é a deflexão de uma viga simplesmente apoiada’ membro, portanto, não reconhece a coluna ao longo de seu comprimento. Alterando o membro para 'Contínuo’ vai “conectar” o membro longo para a coluna, que é o caso dos outros dois membros que apresentam deflexão limitada.

Vantagens e desvantagens de cada tipo de membro

Membros normais

Modelos construídos com membros normais têm maior probabilidade de serem compatíveis com software de análise estrutural de terceiros. Como outros programas podem não suportar membros contínuos da maneira que o Structural 3D o implementa, os resultados fornecidos podem não estar corretos.

É importante verificar se não há membros contínuos no modelo antes de exportá-lo.

Em termos de analise, como o membro é dividido em membros simples, o número de pontos de avaliação no modelo é maior do que os membros contínuos que carregam o mesmo número de pontos de avaliação em dois ou mais períodos, tornando os resultados menos detalhados. Pode-se aumentar o número de pontos de avaliação nas Configurações Gerais do Solver, mas como isso controla os pontos de avaliação para todos os membros, a análise poderia ser mais longa. Isso pode ser uma desvantagem ao trabalhar com estruturas grandes e complexas.

Membros Contínuos

Membros contínuos, por outro lado, são muito úteis quando se trata de aumentar a eficiência na modelagem. Membros contínuos reduzem o número de membros necessários para fazer um modelo semelhante com membros normais. Isso impacta diretamente na quantidade de cargas que estarão presentes em seu projeto. por exemplo., Carregar um membro contínuo com carga distribuída versus carregar cada membro normal com carga distribuída.

Em relacao a analise, reduzir a quantidade de membros reduz a desordem e facilita a interpretação e apresentação dos resultados. Ter menos membros reduz a quantidade de elementos de modelo subsequentes em seu projeto, tornando mais fácil ver o comportamento dos membros. Por exemplo, com membros contínuos, você pode verificar o comportamento em um período maior, em vez de uma combinação de membros normais no mesmo intervalo.

Quando se trata de projeto, membros contínuos são ótimos para vigas de concreto armado, pois se destinam a se comportar monoliticamente. Como um vão geralmente não muda sua seção transversal entre, também é útil para identificar a seção de aço necessária para um determinado vão. Por exemplo, os membros contínuos são quase sempre recomendados ao projetar vigas ou membros que se enquadram neles, ou seja,, estrutura de piso ou telhado.