Elementos inelásticos de tipo pórtico - infrmFB

Son elementos 3D viga-columna que permiten modelar miembros de pórticos espaciales con no linealidades geométricas y de los materiales. Como se describe aquí el estado de esfuerzo-deformación de una sección de un elemento viga-columna se obtiene mediante la integración de la respuesta uniaxial no lineal del material en cada una de las fibras individuales en las cuales se ha subdividido la sección, de forma tal que se tiene en cuenta la propagación de la inelasticidad a lo largo de la longitud del miembro y en la altura de la sección.

Como se describe en Inelasticidad de Materiales, el elemento infrmFB es el más preciso de los cuatro tipos de elementos de marco inelásticos de SeismoStruct, ya que es capaz de capturar el comportamiento inelástico a lo largo de toda la longitud del miembro estructural, aun cuando se usa solamente un solo elemento por miembro.  Por tanto, permite al usuario obtener resultados muy precisos en los análisis, al mismo tiempo que da la posibilidad de obtener la rotación de cuerda de los elementos para llevar a cabo revisiones de cumplimiento de código (p. ej. Eurocode 8, NTC-08, KANEPE, ASCE/SEI 7-05, etc.).

El número de fibras se sección usadas en los cálculos de equilibrio que se llevan a cabo en cada sección de integración del elemento requiere ser definida. El número ideal de fibras, suficiente para garantizar una representación adecuada de la distribución de esfuerzos-deformaciones en la sección del elemento, varía con la forma y las características del material de ésta, y depende también del grado de inelasticidad al cual el elemento ha de ser llevado. Como regla aproximada general, puede considerarse que secciones compuestas por un solo tipo de  material pueden ser representadas adecuadamente con 100 fibras, mientras que secciones más complicadas, sometidas a grandes niveles de inelasticidad, normalmente requieren el uso de 200 fibras o más. Sin embargo, y claramente, sólo un estudio de sensibilidad llevado a cabo por el usuario para cada caso particular puede determinar inequívocamente el número óptimo de fibras.

Adicionalmente, y sólo para el caso del elemento infrmFB, es necesario definir el número de secciones de integración. Habitualmente se adoptan entre 4 y 7 secciones de integración, aunque se invita cordialmente a los usuarios a consultar la literatura [por ej., Papadrakakis 2008; Calabrese et al. 2010] por mayores detalles sobre el asunto (se recuerda que la ubicación de dichas secciones de integración a lo largo de la longitud del elemento está indicada en Inelasticidad de los Materiales). En particular, debe notarse que hasta 7 secciones de integración pueden ser necesarias para modelar con precisión la respuesta con endurecimiento, mientras que, por otro lado, 4 ó 5 secciones de integración resultan aconsejables cuando se prevé que los elementos alcanzarán su rango de respuesta de softening.

Nota: En lugar de subdividir los elementos para representar cambios en los detalles de armadura (ver arriba), es posible utilizar un solo elemento infrmFB por miembro y definir secciones múltiples. Debe notarse que estas secciones sólo pueden diferir en la armadura (es decir, el tipo de sección, dimensiones y materiales deben ser los mismos).

En la ventana de diálogo de este elemento es posible definir también un valor de amortiguamiento específico del elemento, en contraste con el amortiguamiento global descrito aquí. Para hacerlo, los usuarios deben simplemente hacer clic sobre el botón Amortiguamiento y luego seleccionar el tipo de amortiguamiento que mejor se adapta al elemento en cuestión (por mayores detalles respecto a los tipos de amortiguamiento disponibles y consejos respecto de cuáles pueden ser las mejores opciones, ver el menú Amortiguamiento). También se recuerda a los usuarios que el amortiguamiento definido a nivel de los elementos prevalece por sobre el amortiguamiento global, es decir, los coeficientes de la matriz de amortiguamiento calculados "a nivel global" asociados a los grados de libertad de un elemento dado serán reemplazados por los coeficientes calculados a través del producto de la matriz de masa del elemento y un parámetro proporcional a la masa, o a través del producto de la matriz de rigidez del elemento y un parámetro proporcional a la rigidez, o mediante el cálculo de una matriz de amortiguamiento de Rayleigh del elemento.

Nota: Si se define amortiguamiento de Rayleigh a nivel del elemento utilizando coeficientes diferentes para distintos elementos o respecto de aquellos empleados en los ajustes de amortiguamiento global, entonces se está modelando un amortiguamiento de Rayleigh "no-clásico", ya que el amortiguamiento de Rayleigh "clásico" requiere la definición de coeficientes uniformes.

Ejes Locales y Notación del Output