In realtà, le singolarità o le concentrazioni di tensione risultanti non si verificano nella misura in cui appaiono nel modello. Fondamentalmente, una valutazione dei risultati in posizioni di singolarità non è ragionevole. Tuttavia, l'esame e la messa in discussione della singolarità è molto ragionevole, poiché le posizioni delle singolarità possono indicare problemi nel modello reale. Un esempio pratico nella verifica del calcestruzzo sarebbe l'analisi di un rischio di punzonamento nell'area delle posizioni di singolarità.
Nel caso della verifica del calcestruzzo in RFEM e RF-CONCRETE, le singolarità spesso causano il fallimento della verifica.
Dove possono verificarsi le singolarità?
- Vincoli esterni puntuali o introduzione di carichi
- Angoli rientranti o angoli di aperture
- Salti di rigidezza (salto nello spessore della piastra, ad esempio)
- Inizio e fine delle nervature
- Inizio e fine dei vincoli esterni delle linee o delle pareti
Rilevamento di singolarità
Le posizioni delle singolarità possono essere identificate nella FEA raffinando la mesh nella posizione corrispondente nel modello utilizzando l'infittimento della mesh EF. Se il valore del risultato dipendente dalla tensione nell'area considerata aumenta ma la rispettiva area diminuisce, è molto probabile che si tratti di una posizione di singolarità.
Prevenzione delle singolarità
Le singolarità e il relativo cedimento del progetto possono essere prevenute in vari modi in RFEM e nella verifica del cemento armato con RF-CONCRETE.
Regione media
In RFEM, sono disponibili regioni medie che possono essere utilizzate per smussare i valori massimi dei risultati o impostate su zero. Una regione media può essere creata facendo clic sull'opzione corrispondente in "Risultati" nella barra dei menu. Quando si calcola la media, è necessario determinare la regione di base. Ad esempio, utilizzando l'opzione "Imposta forze interne a zero", la sezione trasversale di una colonna collegata può essere utilizzata come intervallo (vedere la Figura 01).
Superficie integrata
In alternativa alla regione media con le dimensioni della sezione trasversale della colonna, è possibile modellare le superfici e integrarle nelle superfici esistenti. Queste superfici sono quindi escluse dalla verifica in RF-CONCRETE Surfaces (vedere la Figura 01).
L'opzione di utilizzare le forze interne medie o le forze interne impostate su zero deve essere attivata in Dettagli di RF-CONCRETE Surfaces (vedere la Figura 02).
Entrambi i metodi (regione media e superficie integrata) possono essere utilizzati sia per le colonne che per gli angoli rientranti. In generale, le regioni medie sono sufficienti. Tuttavia, le regioni medie non hanno l'effetto desiderato per un calcolo non lineare, poiché le forze interne possono essere riorganizzate durante il calcolo e possono verificarsi nuovi effetti di singolarità.
Metodo di verifica per pareti
Durante la progettazione di pareti, possono verificarsi singolarità a causa delle elevate forze assiali, ad esempio a causa di vincoli esterni singolari. Inoltre, il metodo di progettazione può avere un impatto significativo sugli effetti di singolarità o di cedimento del progetto. Pertanto, si consiglia di disattivare l'ottimizzazione delle forze interne di progetto in RF-CONCRETE Surfaces nel caso di pareti (vedere la Figura 03).
Introduzione del carico distribuito
Per evitare gli effetti di singolarità, i carichi concentrati o lineari possono essere convertiti in carichi di superficie. Questa opzione si trova ad esempio nel menu di scelta rapida (vedi Fig 04).
Arrotondamento degli angoli rientranti
Nel caso di angoli rientranti e angoli alle aperture, è possibile arrotondare l'angolo utilizzando la funzione "Crea angolo arrotondato o angolato", se necessario. Questa funzione può essere selezionata nella barra dei menu in "Strumenti". Tuttavia, molti effetti di singolarità possono essere sufficientemente prevenuti utilizzando le regioni mediate.
Assistenza
La prevenzione delle singolarità sui vincoli esterni dei nodi e delle linee è spiegata in questo articolo tecnico: