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2017-06-27

Prevenzione delle singolarità sui vincoli esterni delle linee e dei nodi di strutture a piastre

Le condizioni al contorno di un vincolo esterno della piastra possono essere inserite rapidamente come vincoli singolari e lineari nel software FEA. Tuttavia, se la flessibilità dei vincoli esterni non è considerata quando si modella la struttura, è spesso necessario dare un'occhiata più da vicino alle definizioni dei vincoli durante la progettazione utilizzando le tensioni o la determinazione dell'armatura richiesta, al più tardi.

Mentre i risultati nelle posizioni (tranne la posizione della discontinuità) sono sempre più precisi con una mesh EF sempre più raffinata e cambiano appena alla fine, i valori dei risultati al vincolo esterno del nodo e alle estremità dei vincoli esterni delle linee sono in costante aumento. Di solito, le conseguenze di ciò sono posizioni non verificabili o risultati molto elevati. Pertanto, è necessario argomentare queste singolarità o specificare le condizioni al contorno in modo più preciso.

Vincoli esterni dei nodi

Se c'è una colonna sotto la piastra, è definita come un vincolo esterno del nodo nella modellazione 2D. Per evitare vincoli esterni singolari in un nodo EF con vincoli esterni rigidi, è possibile inserire le costanti della molla manualmente o determinare automaticamente i coefficienti di fondazione utilizzando l'opzione "Colonna in Z".

Un vincolo esterno elastico può essere considerato automaticamente impostando alcuni parametri.

In questo caso, ci sono tre opzioni:

  1. Fondazione elastica della superficie: Nel programma, una fondazione con superficie elastica viene presa in considerazione con le dimensioni della colonna. Tuttavia, questa opzione fa sì che la testa della colonna sia parzialmente vincolata da coppie di forze verticali come molle di vincolo nelle direzioni x e y.
  2. Vincolo elastico del nodo: Per la rigidezza aumentata tramite la colonna, viene applicata una superficie con doppio spessore della piastra per il calcolo e supportata singolarmente con le costanti della molla determinate.
  3. Vincolo esterno del nodo con mesh EF modificata: Qui viene applicato anche un doppio spessore internamente. Tuttavia, il vincolo esterno viene eseguito come vincolo rigido in Z.

Le ultime due opzioni consentono anche di utilizzare un supporto incernierato o semirigido alla testa della colonna e tutte e tre le opzioni consentono di utilizzare un supporto incernierato, semirigido o rigido alla base della colonna.

Le costanti della molla determinate sono visualizzate direttamente sul lato destro sotto il grafico, riflettendo tutte le modifiche. Inoltre, c'è la possibilità di considerare una diversa sezione trasversale del capitello e la rigidezza a taglio della colonna. La rigidezza a taglio è attivata per impostazione predefinita. Riduce le molle di vincolo orizzontale e le molle rotazionali del vincolo esterno.

Per tutte e tre le opzioni, la sezione trasversale della colonna è presa dalla verifica delle superfici eseguita nei moduli aggiuntivi, come RF-STEEL Surfaces, RF-CONCRETE Surfaces o RF-LAMINATE. Pertanto, il progetto applica sempre le forze interne del collegamento, il che porta a risultati più economici.


Inoltre, i risultati all'interno dell'area della colonna non vengono visualizzati in RFEM. Tuttavia, se questi sono necessari, è possibile attivare la casella di controllo corrispondente nel Navigatore dei risultati.

Se c'è un collegamento incernierato di due piastre (tramite uno svincolo lineare) sui vincoli esterni dei nodi, notare quanto segue: A causa della considerazione interna di una superficie aggiuntiva, lo svincolo lineare è sospeso e quindi non si verificano momenti vincolari sui bordi della piastra.

Ciò può essere evitato solo sospendendo una delle superfici davanti alle "colonne" o selezionando un vincolo esterno del nodo incernierato "normale". Se si seleziona il vincolo esterno elastico del nodo e si specificano i parametri durante la definizione della colonna, è possibile semplicemente aprire la finestra di dialogo "Modifica vincolo esterno del nodo" e disabilitare l'opzione "Colonna in Z". Pertanto, le costanti della molla determinate in precedenza vengono prese automaticamente.

Vincoli esterni delle linee

Se la piastra è vincolata su pareti, è definita come un vincolo esterno della linea nella modellazione 2D. Nell'analisi agli elementi finiti, il vincolo esterno della linea è diviso internamente nei vincoli esterni dei nodi in ogni punto della mesh EF. Quindi, viene determinata una forza vincolare per ciascun vincolo esterno del nodo. Viene creata una distribuzione lineare tra i singoli punti di vincolo esterno utilizzando le opzioni di smussamento che consentono di considerare l'influenza dei vincoli esterni dei nodi adiacenti. Per evitare valori di picco troppo alti anche nel caso di vincoli esterni delle linee, è possibile selezionare l'opzione "Parete in Z".

In particolare, nel caso dei pilastri delle pareti, la distribuzione qualitativa delle reazioni dei vincoli esterni, tenendo conto dell'elasticità, può essere molto diversa.

A differenza dei vincoli esterni dei nodi come colonne, i risultati all'interno dell'area della colonna non sono nascosti per i vincoli esterni delle linee di una parete.


Autore

Il Sig. Fröhlich fornisce supporto tecnico ai nostri clienti ed è responsabile dello sviluppo nel settore delle strutture in cemento armato.

Link
Bibliografia
  1. Barth, C., & Rustler, W. (2013). Elementi finiti in der Baustatik-Praxis, (2nd ndr). Berlino, Beut.
  2. Software Dlubal. (2018). Manuale RFEM. Tiefenbach.
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