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2024-07-12

Metodo agli elementi finiti basato sui componenti (CBFEM) in RFEM 6

Cos'è il metodo di analisi agli elementi finiti basato su componenti (CBFEM)?


Risposta:

La metodologia degli elementi finiti basata su componenti (CBFEM) è un metodo per il calcolo assistito da computer e la progettazione di collegamenti in acciaio. Riprende il concetto fondamentale del metodo dei componenti regolato nella EN 1993-1-8, che determina le caratteristiche di un collegamento basandosi sulle rigidità e sulle capacità portanti (non lineari) dei singoli componenti di base. Il metodo dei componenti consente di stimare con buona precisione anche il comportamento portante di collegamenti parzialmente portanti e deformabili. In molti casi, ciò consente una progettazione più economica rispetto all'assunzione di un collegamento puramente articolato o alla realizzazione di un collegamento rigidamente vincolato.

Mentre nel processo classico le rigidità e le capacità portanti dei componenti di base sono calcolate su base di formule semi-empiriche e devono essere poi sovrapposte in modo adeguato, nella CBFEM i componenti di base sono discretizzati utilizzando elementi finiti adeguati e messi in connessione tra loro. La rigidità del collegamento così come la distribuzione esatta delle forze nei singoli componenti di base deriva quindi dal calcolo agli elementi finiti (non lineare). In seguito, la capacità portante dei componenti di base può essere verificata tenendo conto delle regole di progettazione pertinenti - ad esempio EN 1993-1-8 o AISC 360. I vantaggi del metodo basato su FE rispetto al metodo classico dei componenti includono:

  • Maggiore flessibilità riguardo alla definizione dei componenti di base così come delle loro geometrie e proprietà dei materiali
  • Maggiore flessibilità nella definizione delle condizioni di contatto e accoppiamento tra i componenti di base
  • Maggiore flessibilità nella progettazione dei collegamenti; i componenti di base possono essere facilmente trasformati in geometrie di collegamento complesse
  • Nessuna limitazione riguardo alla sollecitazione del collegamento; la distribuzione delle forze interne nei singoli componenti di base deriva dal calcolo sul modello dettagliato degli elementi finiti
  • Migliore comprensione dei meccanismi di rottura attraverso l'analisi delle deformazioni, delle forze, delle tensioni e delle deformazioni in tutte le parti del collegamento

L'add-on Collegamenti in acciaio, disponibile come estensione per RFEM 6, adotta la metodologia degli elementi finiti basata su componenti (CBFEM) e collega la progettazione dei collegamenti senza soluzione di continuità con l'analisi strutturale del complesso edificio, garantendo sempre la compatibilità e l'interazione tra il modello del collegamento e il modello del telaio.


Autore

Il Dr. Bien è responsabile dello sviluppo di prodotti per strutture in acciaio e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.