Conectividad de Elementos

Los diferentes elementos de la estructura son definidos en el módulo Conectividad de Elementos, en donde se especifican sus nombres, clases, nodos correspondientes, cachos rígidos, liberaciones de fuerma/momento y eventualmente su tiempo de activación/L.F.

Debe notarse que la posibilidad de definir un tiempo de activación (y desactivación)/L.F. se provee dentro de cada elemento. Los valores predefinidos son -1e20 para la activación (para poder efectuar análisis cíclicos de pushover) y 1e20 para la desactivación; esto significa que el elemento se activa al inicio de cualquier análisis y no será desactivado.

Al igual que en todos los módulos, el usuario puede agregar nuevos elementos (también en modo de input gráfico) y eliminar/editar elementos existentes que se encuentren seleccionados (ver el capítulo funciones de edición). Por otra parte, también se encuentran disponibles las herramientas de Duplicación y Subdivisión.

Al igual que para el caso de los nodos, la duplicación de elementos posibilita la generación automática de nuevos elementos mediante la "repetición" de elementos existentes. Funciona en forma muy similar a la generación automática de nodos, con la diferencia de que, en lugar de incrementar coordenadas nodales, son incrementados los nombres de los nodos. Esta herramienta obviamente requiere que los nombres de los elementos sigan un formato numérico (por ej. 100) o alfa-numérico (por ej. elm20).

La Subdivisión de elementos, por otro lado, tiene como fin proveer al usuario una herramienta simple y rápida para la subdivisión de elementos de pórtico existentes, de modo tal de refinar la discretización en zonas localizadas (por ejemplo, para aumentar la precisión del análisis en zonas con elevado desarrollo de inelasticidad que hayan sido detectadas sólo luego de ejecutar un primer análisis con un menor nivel de discretización). Las operaciones de creación de los nuevos nodos internos, generación de los nuevos elementos más pequeños y actualización de la conectividad son realizadas automáticamente por el programa. Los usuarios pueden subdividir los elementos existentes en 2, 4, 5 y 6 componentes más pequeños, cuya longitud es calculada como un porcentaje de la longitud original del elemento, definido en los Ajustes de Proyecto.

A continuación se brinda una visión general de los requerimientos de conectividad para cada uno de los tipos de elementos disponibles en SeismoStruct.

Elementos de pórtico elásticos e inelásticos - infrmDB, infrmFB, infrmFBPH, infrmDBPH, elfrm & elfrmH

Para este tipo de elementos es necesario definir dos nodos, representando los extremos del elemento y definiendo así su longitud, posición en el espacio y dirección (eje local 1). Un ángulo de rotación es necesario para determinar la orientación de la sección transversal del elemento (ejes locales 2 y 3), como se describe aquí. Se recomienda a los usuarios hacer uso de un nodo no estructural para la definición de este tercer nodo. Se recomienda también utilizar el mismo nodo no estructural como tercer nodo de todos los elementos vigas-columna que se encuentren ubicados en el mismo plano (ver sistemas de ejes globales y locales).

Por otra parte, para cada elemento de pórtico es posible especificar Longitudes de Cachos Rígidos (en coordenadas globales), asignando un valor de dX, dY y dZ a cada nodo extremo (designados como Nodos 1 y 2). Además, los usuarios pueden también "liberar" uno o más grados de libertad (fuerzas o momentos) del elemento en las uniones. Es importante destacar que las Liberaciones de Momento/Fuerza son siempre especificadas en el sistema de coordenadas locales del elemento.

Elemento infill panel - infill

Para este tipo de elementos es necesario definir cuatro nodos que corresponden a las esquinas del panel, deben ser ingresados en secuencia anti-horaria comenzando por la esquina inferior izquierda, y deben encontrarse todos en el mismo plano. Debe notarse que las bielas internas 1, 2 y 5 del panel serán aquellas que conectan su primer y tercer nodo, mientras que las bielas internas 3, 4 y 6 conectarán la segunda y cuarta esquina del mismo.

Elemento inelástico reticulado - truss

Para este tipo de elementos es necesario definir dos nodos, que usualmente corresponden a las extremidades de los miembros estructurales (es decir, se utiliza un elemento truss por cada miembro estructural), a menos que sea necesario modelar la inestabilidad de los elementos, en cuyo caso dos o más elementos truss (que incluyan una imperfección inicial) deben ser utilizados por cada miembro.

Elemento de mampostería - masonry

Para este tipo de elementos es necesario definir dos nodos que representan los extremos del elemento, definiendo así su longitud, posición en el espacio y dirección (eje local 1). Un ángulo de rotación o un tercer nodo se requiere para definir la orientación de la sección del elemento (ejes locales 2 y 3), como se describe en el sistema de ejes global y local.

Por otra parte, para cada elemento de mampostería es posible especificar Longitudes de Cachos Rígidos (en coordenadas globales), asignando un valor de dX, dY y dZ a cada nodo extremo (designados como Nodos 1 y 2).

Elementos Rack - rack & rackH

Para estos tipos de elementos es necesario definir dos nodos que representan los extremos del elemento, definiendo así su longitud, posición en el espacio y dirección (eje local 1). Un ángulo de rotación o un tercer nodo se requiere para definir la orientación de la sección del elemento (ejes locales 2 y 3), como se describe en el sistema de ejes global y local.

Elemento Shell - shell4

Para este tipo de elemento es necesario definir cuatro nodos. Éstos corresponden a las esquinas del elemento shell, deben introducirse en sentido contrareloj empezando por la esquina inferior izquierda y deben pertenecer todos al mismo plano.

Elementos link - linlink, NLlink, ssilink1 & ssilink2, isolator1 & isolator2

Para este tipo de elementos es necesario definir cuatro nodos. Los dos primeros son los nodos extremos del elemento y deben ser inicialmente coincidentes, ya que todos los elementos link poseen una longitud inicial igual a cero. Esta última condición implica también que un tercer nodo es requerido para definir el eje local (1), observando que la orientación de este eje luego de la deformación es determinada por su orientación inicial y la rotación global del primer nodo del elemento. El cuarto nodo es utilizado para definir los ejes locales (2) y (3), siguiendo la convención descrita en sistemas de ejes globales y locales. Se recomienda a los usuarios hacer uso de nodos no estructurales para la definición del tercer y cuarto nodo del elemento.

Elemento masa concentrada - lmass

Para este tipo de elementos es necesario definir sólo un nodo. En edificios aporticados sujetos a excitación horizontal, es habitual asignar una masa concentrada a cada conexión viga-columna, aunque un elemento masa por piso suele brindar la precisión necesaria para la mayoría de las aplicaciones (en las que la excitación vertical y la deformación axial de las vigas sean despreciables). En el modelado de puentes, por otra parte, es frecuente concentrar la masa de inercia del tablero en los nodos de intersección de éste con las pilas, a menos que sea necesario utilizar un enfoque más riguroso [por ej., Casarotti and Pinho, 2006].

Elemento masa distribuida - dmass

Para este tipo de elementos es necesario definir dos nodos, habitualmente correspondientes a los extremos de miembros estructurales (es decir, un elemento dmass por cada columna, viga, etc.), a menos que se prevean desplazamientos muy grandes, en cuyo caso deben utilizarse dos o más elementos de masa distribuida por cada miembro.

Elementos disipador viscoso (dashpot) - dashpt & NLdashpt

Para este tipo de elementos es necesario definir sólo un nodo (se asume que el segundo nodo del disipador se encuentra fijo en el suelo).

Notas

Mientras una discretización demasiado gruesa puede imposibilitar la reproducción precisa de ciertos mecanismos/formas de respuesta, un refinamiento extremo (que resulte, por ej., en elementos de pórtico con una longitud mucho menor que la altura de su sección transversal) puede incrementar innecesariamente y en demasía el tiempo de ejecución del análisis y conducir, a veces, a soluciones menos estables. Por lo tanto, se recomienda a los usuarios tomar decisiones bien equilibradas respecto al nivel de refinamiento que decidan introducir e, idealmente, realizar estudios de sensibilidad para determinar el punto de equilibrio óptimo entre precisión, estabilidad numérica y tiempo de ejecución del análisis.
Un máximo de 50000 elementos pueden ser definidos.
Los usuarios pueden cambiar en una simple operación, por ejemplo, el nodo no estructural utilizado para un gran número de elementos, realizando una selección múltiple y editando las características disponibles en este y otros módulos.