Considerando il modulo di slittamento elastico della connessione di legno

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Trucchi e consigli

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Se un collegamento in legno è progettato come mostrato nella Figura 01, si può considerare la rigidezza torsionale della molla risultante dal collegamento. Questo può essere determinato utilizzando il modulo di spostamento del dispositivo di fissaggio e il momento d'inerzia polare della connessione, trascurando l'area del dispositivo di fissaggio.

Momento d'inerzia polare

Il momento d'inerzia polare per il collegamento mostrato nella Figura 01 risulta in:

Momento d'inerzia polare

Ip = xi2i=1n + yi2i=1n

iP Momento polare d'inerzia senza componente delle superfici dei dispositivi di fissaggio
xi Distanza dal baricentro del gruppo di fissaggio al fissaggio in direzione x
yi Distanza dal baricentro del gruppo di fissaggio al fissaggio in direzione y

Iop = 75 2 + 75 2 + 225 2 +225 2 = 112.500 mm 2

Determinazione del modulo di spostamento per lo stato limite di esercizio

Il modulo di spostamento per lo stato limite di esercizio può essere calcolato secondo [1] Tabella 7.1. Per il montaggio di bulloni con un diametro di 20 mm in legno dolce C24, questo risulta per piano di taglio come segue:

Modulo di spostamento per piano di taglio

Kser = ρm1,5 · d23

Kser Modulo di spostamento per piano di taglio
ρm Valore medio della densità apparente in kg/m³
d Diametro del dispositivo di fissaggio

Kser = 420 1,5 20/23 = 7,485 N/mm = 7,485 kN/m

Quindi, ci sono due piani di taglio per una piastra di acciaio interna. Inoltre, il modulo di spostamento dovrebbe essere moltiplicato per il coefficiente 2.0 per i collegamenti piastra di acciaio-legno secondo [1], Capitolo 7.1 (3). Il modulo di spostamento per il bullone del raccordo può quindi essere determinato come segue:

Kser = 2 ⋅ 2 ⋅ 7.485 kN/m = 29.940 kN/m

Determinazione del modulo di spostamento per lo stato limite ultimo

Secondo [1] , il modulo di spostamento di una connessione allo stato limite ultimo, Ku, deve essere assunto come segue:

Modulo di spostamento iniziale

Ku = 23 · Kser

Ku Modulo di spostamento iniziale
Kser Modulo di spostamento di un dispositivo di fissaggio

Ku = 2/3 ⋅ 29.940 kN/m = 19.960 kN/m

In [2][3] , è necessario considerare il valore di progetto del modulo di spostamento di un collegamento.

Valore di progetto del modulo di spostamento

Kd =KuγM

Kd Valore di progetto del modulo di spostamento
Ku Modulo di spostamento iniziale
γM Coefficiente di sicurezza parziale per i collegamenti secondo [1] Tabella 2.3

Kd = 19.960 kN/m/1,3 = 15.354 kN/m

Determinazione della rigidezza torsionale della molla

Per il progetto allo stato limite ultimo, è necessario utilizzare il valore di progetto del modulo di scorrimento per il calcolo e il valore medio per il progetto allo stato limite di esercizio, e quindi si ottengono due rigidezza torsionali della molla.

Rigidezza torsionale della molla per lo stato limite di esercizio

Cφ,SLS = Kser · Ip

Cφ, SLS Rigidezza torsionale della molla per lo stato limite di esercizio
Kser Modulo di spostamento di un dispositivo di fissaggio
iP Momento polare d'inerzia senza componente delle superfici dei dispositivi di fissaggio

Cφ, SLS = 29.940 N/mm 112.500 mm 2 = 3.368 kNm/rad

Rigidezza torsionale della molla per lo stato limite ultimo

Cφ,ULS = Kd · Ip

Cφ, SLU Rigidezza torsionale della molla per lo stato limite ultimo
Kd Valore di progetto del modulo di spostamento
iP Momento polare d'inerzia senza componente delle superfici dei dispositivi di fissaggio

Cφ, SLU = 15.354 N/mm ⋅ 112.500 mm 2 = 1.727 kNm/rad

Per tenere conto di entrambe le rigidità, attivare la sottoscheda "Modifica rigidezza" (selezionare la casella di controllo corrispondente nella sottoscheda "Parametri di calcolo" della scheda "Combinazioni di carico" nella finestra di dialogo "Modifica combinazioni di carico e calcoli"). Così, come in questo esempio, la rigidezza torsionale della molla per tutte le combinazioni SLU può essere moltiplicata peril coefficiente C φ, SLS/Cφ, SLU. Il valore di C φ, SLS viene inserito nelle condizioni del vincolo esterno o del vincolo esterno. Pertanto, una rigidezza torsionale della molla di 1.727 kNm/rad viene utilizzata per tutte le combinazioni SLU e di 3.368 kNm/rad per tutte le combinazioni SLS. Il video mostra la procedura.

In questo esempio, la rotazione della fondazione elastica è considerata infinita e non viene presa in considerazione.

Determinazione della rigidezza torsionale della molla utilizzando il modulo aggiuntivo RF-/JOINTS Timber -Steel to Timber

Quando si calcola il collegamento con RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber, vengono visualizzati anche i risultati delle rigidezze della molla torsionale (vedere la Figura 02). In RSTAB, questi devono quindi essere trasferiti manualmente alle condizioni di vincolo o cerniera. In RFEM, questo può essere fatto automaticamente. I collegamenti vengono creati automaticamente in RFEM e la rigidezza viene adottata di conseguenza. Il video mostra la procedura.

Autore

Dipl.-Ing. (FH) Gerhard Rehm

Dipl.-Ing. (FH) Gerhard Rehm

Ingegneria del prodotto e assistenza clienti

Il signor Rehm è responsabile dello sviluppo di prodotti per strutture in legno e fornisce supporto tecnico ai clienti.

Parole chiave

flessibilità Rigidezza rotazionale della molla Modulo di scorrimento

Riferimento

[1]   Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-1: General - Common rules and rules for buildings; EN 1995-1-1:2010-12
[2]   National Annex - Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-1: General - Common rules and rules for buildings; DIN EN 1995-1-1/NA:2013-08
[3]   Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1‑1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau - Nationale Festlegungen zur Umsetzung der OENORM EN 1995‑1‑1, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen; ÖNORM B 1995‑1‑1:2015‑06‑15

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  • Aggiornato 7. aprile 2021

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