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2019-05-29

Differenze tra le analisi di deformazione analitica e non lineare del calcestruzzo armato

Sono disponibili diversi metodi per calcolare le deformazioni nello stato fessurato. RFEM fornisce un metodo analitico secondo EN 1992-1-1 7.4.3 e un'analisi meccanicamente non lineare. Entrambi i metodi hanno caratteristiche diverse e possono essere più o meno adatti a seconda delle circostanze. Questo articolo fornirà una panoramica dei due metodi di calcolo.

Metodo di calcolo analitico

RF-CONCRETE Deflect fornisce il metodo di calcolo analitico secondo DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3. Ciò significa che la fessurazione o il contributo del calcestruzzo nella zona tesa è determinata mediante il coefficiente di distribuzione ζ. Il sistema strutturale può essere tra lo stato I (non fessurato, ζ = 0) e lo stato II (fessurato, ζ = 1). In RF-CONCRETE Deflect, una rigidezza media è infine determinata con ζ. Sulla base di questi valori, la deformazione viene ricalcolata. A causa della variazione di rigidezza, tuttavia, non verrà eseguito alcun ricalcolo della distribuzione delle forze interne. Il metodo è quindi non iterativo. È possibile trovare informazioni più dettagliate su RF-CONCRETE Deflect nel capitolo 2.7 del manuale RF-CONCRETE Surfaces [2].

Metodo di calcolo fisico-non lineare

RF-CONCRETE NL fornisce un metodo di calcolo fisico-non lineare. Il calcolo viene eseguito iterativamente. Ciò significa che una rigidezza è determinata in base al carico, che a sua volta determina la distribuzione delle forze interne. Questo calcolo viene eseguito come un processo iterativo. Le iterazioni vengono eseguite fino a quando non viene raggiunto un criterio di convergenza. Questo è il caso se la variazione di rigidezza o la variazione di deformazione in relazione al passaggio di iterazione precedente è al di sotto del criterio di convergenza.

Internamente, l'elemento EF viene visualizzato in strati quando si utilizza il metodo di calcolo non lineare in cui materiali diversi sono assegnati ai singoli strati (armatura e calcestruzzo) e i singoli strati di calcestruzzo possono avere rigidezze diverse durante il calcolo (fessurazione del calcestruzzo).

È possibile trovare informazioni dettagliate su questo argomento nel manuale RF-CONCRETE Surfaces [2] nel capitolo 2.8.

Confronto delle caratteristiche di entrambi i metodi

Metodo di calcolo analitico | RF-CONCRETE Flessione

Un metodo di calcolo molto veloce, adatto anche per strutture di grandi dimensioni.

Sulla base dell'approccio teorico della DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3, dovrebbe essere utilizzato solo per componenti strutturali soggetti a flessione (piastre).

La viscosità viene applicata all'intera sezione trasversale come riduzione del modulo elastico per il calcestruzzo.

A causa del ritiro, viene determinata un'ulteriore distorsione, che viene aggiunta agli spostamenti generalizzati.

Metodo di calcolo fisico-non lineare | RF-CONCRETE NL

Un metodo molto preciso e universale, non limitato ai soli componenti strutturali principalmente soggetti a flessione (ad esempio, può essere utilizzato anche per travi profonde).

La viscosità viene applicata all'intera sezione trasversale nella zona di compressione come riduzione del modulo elastico per il calcestruzzo.

Il ritiro è considerato internamente sul lato del carico come deformazione, ma in questo contesto è possibile anche la rottura dovuta alla deformazione da ritiro.

Questo calcolo è molto più complesso del metodo analitico ed è, quindi, considerevolmente più intensivo dal punto di vista computazionale.

Aree di applicazione di questi metodi

Quattro criteri sono essenziali per decidere quale metodo dovrebbe essere utilizzato per una situazione particolare.

1. Situazione di carico

Per le strutture in cui i singoli componenti strutturali con una diversa situazione di carico agiscono insieme, il metodo non lineare dovrebbe essere utilizzato perché non è limitato ai componenti strutturali che sono soggetti a flessione. Un esempio è un pavimento a sbalzo.

A causa della situazione di carico, una struttura che ha principalmente tensioni delle pareti dovrebbe anche essere analizzata con il metodo fisico non lineare di RF-CONCRETE NL. Un esempio è una trave profonda.

2. Dimensioni della struttura

Per strutture di grandi dimensioni, si consiglia di evitare il metodo fisico-non lineare, perché richiede molto tempo di calcolo.

3. Precisione richiesta

Se la verifica degli spostamenti generalizzati secondo DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (4) deve essere eseguita per l'aspetto visivo, il metodo analitico più semplice può essere sufficiente, e deve evitare di selezionare un metodo inutilmente accurato per lo scopo della progettazione.

Se la verifica degli spostamenti generalizzati secondo DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (5) deve essere eseguita per evitare di danneggiare i componenti strutturali adiacenti o se i distanziatori devono essere dimensionato, vale la pena un esame più approfondito in relazione allo scopo della progettazione. In determinate circostanze, può essere importante non solo che il valore di deformazione determinato sia inferiore al valore limite richiesto, ma che anche la deformazione sia determinata nel modo più preciso possibile.

4. Considerazione degli effetti speciali

Il ritiro è particolarmente importante qui. Mentre la curvatura aggiuntiva dovuta al ritiro è determinata quando si utilizza il metodo analitico in RF-CONCRETE Deflect, il ritiro può essere considerato in modo più preciso quando si utilizza il metodo fisico-non lineare. In RF-CONCRETE NL, il ritiro è preso in considerazione internamente sul lato del carico come allungamento e può portare a una curvatura aggiuntiva e ad effetti aggiuntivi dovuti al vincolo nella struttura. Come risultato degli effetti del vincolo, il ritiro può a sua volta portare alla fessurazione del calcestruzzo. In questo contesto, è importante visualizzare i vincoli esterni nel modo più preciso possibile, in particolare i vincoli orizzontali.

Inoltre, quando si utilizza il calcolo fisico-non lineare, è possibile determinare un valore aggiuntivo per la direzione dell'ampiezza della fessura. Attraverso la stratificazione dell'elemento, è possibile determinare e visualizzare l'altezza della fessura.


Link
Bibliografia
  1. Dlubal Software (2017). Manuale RF-CONCRETE Surfaces. Tiefenbach: Dlubal Software, maggio 2018.
  2. EN 1992-1-1 Progettazione di strutture in calcestruzzo - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici. Beuth casa editrice GmbH


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