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Eslabones rígidos

En un modelo de análisis estructural, los elementos (vigas, pilares, muros, forjados, … ) se representan esquemáticamente mediante líneas y superficies a las que se asignan características constructivas. Para asegurar la transferencia de fuerza entre estos elementos, están interconectados.
En la mayoría de los casos, la transferencia de fuerzas se realiza a través de los nodos comunes entre los elementos. Sin embargo, si estos elementos tienen una gran excentricidad entre sí, no tienen nodos comunes. Tendrás que conectar los elementos mediante enlaces rígidos.

En una nave de acero, los pórticos planos a dos aguas (azules) están unidos entre sí por vigas continuas (grises). Hay una distancia significativa entre los ejes de las vigas continuas y los ejes del pórtico plano a dos aguas. Por tanto, los ejes están conectados entre sí mediante enlaces rígidos. Los enlaces rígidos están seleccionados en esta imagen, por eso se muestran en amarillo. En una representación volumétrica, los eslabones rígidos se dibujan como cilindros.

¿Qué es un eslabón rígido?

Un eslabón rígido lo es:

  • Un elemento infinitamente rígido que transfiere todas las fuerzas internas.
  • Se desplaza (mueve) como un cuerpo rígido. No puede deformarse.
  • Un eslabón rígido no tiene sección transversal ni material.
  • Los enlaces rígidos se representan con una línea discontinua rosa.
Dos pisos están a distinto nivel y están conectados por una viga alta. Para modelar esto, los suelos y la viga se conectaron mediante enlaces rígidos. Los enlaces rígidos no están seleccionados en esta imagen, por eso aparecen en rosa.
  • No es posible mostrar los resultados en un enlace rígido, ¡aunque contengan fuerzas!
Para ilustrar la presencia de enlaces rígidos, la viga y la columna de un pórtico plano a dos aguas se ponen excéntricas. Al observar el momento flector, parece como si la unión viga-columna no estuviera en equilibrio. Eso es porque Diamonds no muestra las fuerzas internas en los eslabones rígidos. Al final de este artículo se menciona una forma alternativa de modelar enlaces rígidos que te permite ver las fuerzas internas.
  • Algunos casos de excentricidades pueden modelarse utilizando este botón . Aquí, Diamonds añadirá automáticamente los enlaces rígidos al modelo.

¿Cómo hacer un enlace rígido?

  • Selecciona las barras que quieras definir como enlace rígido.
  • Haz clic en . Se crea el enlace rígido.
  • Cualquier condición de contorno necesaria en los extremos de la barra del eslabón rígido, puede definirse utilizando el botón .

¿Cómo quitar un eslabón rígido?

  • Selecciona los enlaces rígidos correspondientes y pulsa SUPR o .

¿Cómo transformar un enlace rígido en una barra normal?

  • Asigna una sección transversal y un material aleatorios a los eslabones rígidos. Elige, por ejemplo, una sección de acero de la biblioteca .

Forma alternativa de modelar el comportamiento rígido de los enlaces

El inconveniente de los eslabones rígidos es que no es posible consultar las fuerzas internas en ellos. Como solución, puedes modelar el eslabón rígido como una barra normal:

  • Abre la biblioteca de materiales y crea un nuevo material con un módulo de Young (módulo E) muy elevado y un peso propio despreciable.
    Asegúrate de que el módulo de Young es al menos 10 veces mayor que el del hormigón/acero/madera utilizado en el modelo.
  • Traza una línea.
  • Asígnale una sección transversal grande (puedes exagerar) y el nuevo material.
  • Cualquier condición de contorno necesaria en los extremos de la barra del eslabón rígido, puede definirse utilizando el botón .
  • Asigna los enlaces rígidos a un nuevo tipo de Diseño para facilitar la activación/desactivación de sus resultados.
  • Define también un tamaño mínimo de elemento para las barras, a fin de evitar nodos de malla innecesarios y largos tiempos de cálculo.