Sistema della struttura
L'intera struttura è un mezzo telaio semplicemente supportato, costituito da una trave IPE-160 lunga 6 metri e da una colonna IPE-200 lunga 4 metri. La trave è collegata con una piastra d'estremità saldata di 5 millimetri di spessore tramite 4 bulloni M12 all'anima della colonna.
Il carico della struttura è il peso proprio e un carico distribuito di 8 kN/m orientato nella direzione Z positiva (Figura 01).
La piastra di estremità ha le dimensioni di l/h = 82/160 mm. Le distanze dal bordo dei bulloni ammontano a e1/e2 = 44/20,5 mm (Figura 02).
Opzione 1: verifica del collegamento con RF-JOINTS Steel - Pinned
Dopo aver modellato la struttura in RFEM, inclusi il caso di carico e il carico, è possibile aprire il modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel - Pinned. I dati di input corrispondenti possono quindi essere definiti nel modulo aggiuntivo in modo che la verifica di questo collegamento possa essere eseguita in un breve periodo di tempo.
In questo esempio, la capacità di carico dei bulloni a taglio è la verifica determinante (rapporto 47%, Figura 03). La forza di taglio massima esistente Fn,Ed di un singolo bullone è pari a 6,12 kN.
Opzione 2: Modellazione del collegamento in RFEM
La modellazione alternativa del collegamento in RFEM avviene nei seguenti passaggi:
- Copia del modello, per sicurezza.
- Definizione dell'eccentricità dell'asta alla trave (metà altezza della trave in direzione Z, spessore della piastra d'estremità + metà spessore dell'anima della colonna in direzione Y, solo alla fine del collegamento, vedere la Figura 04).
- Fare clic con il pulsante destro del mouse su Aste → "Genera superfici da asta".
- Eliminazione del vincolo esterno del nodo, definizione dei vincoli esterni delle linee incernierate sul bordo inferiore dell'ala della trave e alla fine dell'anima della colonna (vedere la Figura 05).
- Eliminazione del carico dell'asta (8 kN/m) e conversione al carico della superficie (97,6 kN/m2 sull'ala della trave).
Collegamento:
- Modellazione di una piastra d'estremità come elemento solido (cuboide, vedere la Figura 06).
- Inserimento dei fori dei bulloni tramite aperture. Vedi questo articolo: Kb | Inserimento di aperture, fori, fori praticati nei solidi
- Copia della piastra d'estremità del solido all'estremità della trave. Nota: La piastra d'estremità non dovrebbe avere contatto con la superficie dell'anima della colonna a causa del giunto incernierato; la trasmissione della forza viene eseguita solo dai bulloni (vedere la Figura 07).
- Copia delle aperture della piastra d'estremità (fori per bulloni) sulla superficie dell'anima della colonna.
- Per garantire che non sia presente alcun contatto tra la piastra di estremità e la superficie dell'anima della colonna, il calcolo può essere avviato a questo punto. Dovrebbe apparire un messaggio sull'instabilità.
- Ciascuno dei quattro bulloni può essere modellato come un solido cilindrico, costituito da superfici circolari e quadrangolari.
- Per ricevere le forze interne dell'asta per i bulloni, è necessario posizionare una trave risultante al centro di ciascun bullone (vedere la Figura 08). In questo esempio, a scopo di semplificazione, viene utilizzata una barra tonda da 12 mm come sezione trasversale. Ulteriori informazioni su Result Beams sono disponibili nella nostra Knowledge Base.
Il calcolo risulta in una forza di taglio massima in un bullone di Vz = 6,69 kN (vedere la Figura 09).
Conclusione
I risultati del programma principale RFEM e del modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel - Pinned sono relativamente simili e sono quindi confrontabili. In questo esempio, diventa evidente che ci sono molte opzioni per la modellazione in RFEM. Rispetto alla verifica rapida nel modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel - Pinned, lo sforzo è, tuttavia, relativamente alto quando la modellazione viene eseguita manualmente in modo che l'utente debba decidere individualmente quale opzione di progettazione utilizzare.
