Le strutture che progettiamo sono esposte a vari carichi, comprese le forze laterali come vento, terremoti e altri impatti orizzontali, che sono particolarmente impegnativi per gli edifici alti. Agendo orizzontalmente, queste forze mettono alla prova la stabilità e l'integrità delle strutture, rendendo essenziale garantire che gli edifici possano sopportarle senza movimenti o danni eccessivi. A questo proposito, l'analisi laterale è un aspetto cruciale dell'ingegneria civile, incentrata sulla previsione degli spostamenti laterali, delle forze interne e delle prestazioni complessive dell'edificio sotto tali carichi.
Per resistere a forze laterali come vento e terremoti, le strutture si basano su elementi specifici progettati per stabilità, resistenza e flessibilità. Questi componenti lavorano insieme per mantenere l'integrità dell'edificio, controllare l'oscillazione e ridurre al minimo i danni. Le pareti di taglio sono tra gli elementi più importanti per resistere alle forze laterali. In questo articolo, dimostreremo come progettare pareti di taglio in RFEM 6, utilizzando come esempio le pareti dell'edificio a più piani mostrato nell'immagine 1.
Progettazione di pareti di taglio in RFEM 6 nell'add-on Modello edificio
L'edificio nell'immagine 1 è un edificio a più piani con pareti di taglio. RFEM 6 offre l'add-on Modello edificio per la progettazione di tali edifici. Questo potente strumento ti consente di definire il tuo edificio piano per piano e di apportare varie modifiche ai piani secondo necessità. Supporta anche l'integrazione di pareti di taglio ed elementi spandrel e consente l'assegnazione dei diaframmi ai solai, con diversi tipi di diaframmi disponibili. Questi elementi sono cruciali per l'analisi laterale, in quanto creano un sistema coeso progettato per resistere efficacemente alle forze laterali.
Questo testo discute principalmente la verifica delle pareti di taglio, in particolare quelle illustrate nell'immagine 1. Le tre pareti si estendono dal piano terra all'ultimo piano, con due di esse (parete 1 e parete 2) collegate da elementi spandrel. Abilitare le celle di superficie come oggetti speciali nel Navigatore può essere molto utile in tali scenari. Questa funzionalità consente al programma di riconoscere automaticamente le celle di superficie, rendendo più facile la differenziazione tra le pareti di taglio e gli elementi spandrel che le collegano, come illustrato nell'immagine 2.
È possibile iniziare a definire le pareti di taglio facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla cartella "Muro di taglio" nel navigatore per aprire la finestra appropriata (vedere la Figura 3). Inizia selezionando le superfici o le celle della superficie utilizzando l'input nell'angolo in alto a destra della finestra, che può essere fatto graficamente. Per la prima parete, selezionare le quattro celle di superficie situate a sinistra delle aperture per definire una parete di taglio continua che si estende dalla base alla parte superiore della struttura (vedere la Figura 2). Ripetere questo processo per la parete di taglio sul lato destro dell'apertura (parete 2) e per la parete 3, mostrata sopra nell'immagine 1. Si noti che la parete 3 è definita utilizzando solo superfici, poiché non ci sono aperture.
Dopo aver definito le pareti, è possibile impostare i parametri di progetto per ogni parete individualmente o selezionare tutte le pareti per applicare le stesse impostazioni a tutte contemporaneamente. Inizia attivando l'opzione "Genera sezioni di risultati" (vedi Figura 3), che consente di creare sezioni orizzontali all'interno della parete di taglio e di visualizzare i risultati, come le forze interne sommate, in un formato tabellare. Poiché ti stai concentrando sulla progettazione di pareti, assicurati di selezionare anche "Proprietà di progetto", che ti consente di inserire gli input di verifica necessari.
Con "Proprietà progetto" abilitato, le schede aggiuntive diventano disponibili nella finestra. Queste schede consentono di specificare dettagli come il copriferro per le pareti di taglio (vedere la Figura 4) o di definire l'armatura longitudinale (vedere la Figura 5).
Sono disponibili vari tipi di barre di armatura per l'armatura longitudinale, compresi i tipi simmetrici, asimmetrici, uniformemente circostanti, lineari e singoli. In questo esempio, viene scelto il tipo "circondante uniformemente", con 22 barre #7 posizionate uniformemente attorno alla parete 1 e alla parete 2 (vedere la Figura 5). Per la parete 3, tuttavia, vengono utilizzate 40 barre #7 a causa della sua larghezza maggiore.
Analogamente all'armatura longitudinale, è possibile definire l'armatura a taglio per le pareti di taglio. Hai il controllo su parametri come il tipo di staffa, il materiale, la dimensione della barra, il diametro, il numero e la spaziatura (Figura 6). Inoltre, è possibile abilitare i collegamenti incrociati selezionando la casella corrispondente, che li posizionerà attraverso le barre longitudinali. Se si preferisce escludere un vincolo trasversale in una posizione specifica, è sufficiente fare clic sulla barra longitudinale per disabilitarla. È anche possibile riattivare il collegamento incrociato facendo nuovamente clic sulla barra longitudinale.
Il vincolo esterno di progetto può essere aggiunto nei punti in cui la parete di taglio si collega alle solette/solai (vedere la Figura 7). Questi supporti possono essere configurati nella finestra associata (come mostrato nell'immagine 8). In questo esempio, entrambi i vincoli iniziali e finali della parete di taglio sono del tipo Calcestruzzo, con una larghezza di 10 pollici, che corrisponde allo spessore della soletta che si inserisce nella parete trasversalmente. Il vincolo esterno di progetto nei nodi interni dovrebbe avere lo stesso tipo e spessore, ma assicurati di selezionare l'opzione "Vincolo interno" per indicare che in questo caso non è un vincolo esterno (vedere la Figura 8).
Una volta configurati i parametri di verifica, è possibile selezionare i dati di input per il calcolo all'interno dell'add-on Verifica calcestruzzo (Figura 9). Questo processo comporta la scelta delle situazioni di progetto da considerare, la specifica del tipo di stato limite per ciascuna, la definizione degli oggetti da progettare, ecc.
I risultati, inclusi i dettagli dell'armatura e i rapporti di progetto per le pareti di taglio, sono presentati sia in formato tabellare che grafico, come mostrato nell'immagine 10. Ciò consente, ad esempio, di sovrapporre graficamente l'armatura fornita e l'armatura richiesta per verificare se l'armatura fornita supera la quantità richiesta. In caso contrario, è possibile visualizzare anche l'armatura senza copriferro per un'ulteriore valutazione.
Per i rapporti di verifica, oltre alla loro rappresentazione tabellare e grafica, le informazioni dettagliate per ogni verifica sono disponibili tramite il pulsante corrispondente, offrendo una vista approfondita dei calcoli di progetto (Figura 11).
