Análisis elastoplástico de post-pandeo

El comportamiento elastoplástico de post-pandeo se puede modelizar con el software CSI, siguiendo las líneas generales a continuación:

1. Discretizar el modelo en elementos suficientemente pequeños para capturar la no linealidad geométrica. Normalmente son necesarios entre cuatro y ocho elementos de barra o Shell por vano.

2. Definir cuidadosamente las condiciones de contorno de la estructura a modelizar.

3. Definir imperfecciones geométricas que pueden ser importantes para iniciar la solución correspondiente al modo de pandeo deseado, especialmente en el caso de estructuras simétricas.
   1. Establecer un load case de Buckling con la carga a estudiar.
   2. Consultar los resultados para identificar el modo de pandeo relevante.
   3. Convertir la configuración deformada de ese modo de pandeo en una imperfección geométrica, utilizando la opción “Analyze>Modify Undeformed Geometry”.

4. Definir un análisis estático no lineal del tipo P-Delta plus Large Displacements, aplicando la carga a estudiar y con las siguientes opciones:
   1. Load Aplication = Displacement Control – esta opción es útil para estructuras que, al inestabilizarse, pierden momentáneamente su capacidad de carga durante el análisis. De esta forma, la carga aplicada se escalará durante el análisis hasta alcanzar el objetivo de desplazamiento especificado.
   2. Results Saved = Multiple States – de esta forma forzamos la subdivisión del análisis en varios pasos para acompañar de forma adecuada la evolución del comportamiento.

5.  Consultar/definir las curvas de tensión-deformación de los materiales utilizados.

6. Asignar propiedades no lineales a los objetos
   1. Barras – definir y asignar rótulas de fibras.
   2. Shells – utilizar secciones del tipo Shell Layered, con un mínimo de 3 puntos de integración transversales cuando la deformación fuera del plano sea condicionante.

7. Revisar muy cuidadosamente las condiciones de apoyo lineales y/o no lineales, teniendo en cuenta que en los análisis de grandes desplazamientos se utiliza la configuración deformada al rehacer las ecuaciones de equilibrio.

8. Realizar el análisis. En caso de que surjan problemas de convergencia, puede ser necesario definir un análisis cuasi estático (ver artículo “Problemas de convergencia en análisis no-lineales”).

9. Supervisar cuidadosamente la evolución de los siguientes resultados con la aplicación progresiva de la carga:
   1. Reacciones en los apoyos - muy a menudo se detectan valores inesperados de reacciones debido al uso de apoyos inadecuados para un análisis de grandes desplazamientos.
   2. Tensiones - comprobar que no se superan las tensiones de cedencia en los elementos. La migración de esfuerzos puede conducir a la plastificación de elementos a los que no se han asignado propiedades no lineales.
   3. Consultar gráficos de deformación en función de la carga aplicada.

10. Revisar la estructura y volver al paso 9 si es necesario.

El vídeo a continuación ilustra un ejemplo de modelado de post-pandeo con SAP2000 y comparación con resultados experimentales.