Travi, nervature, travi a T: deformazione e flessione in stato di crackaggio

Articolo tecnico

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RFEM e i moduli aggiuntivi RF-CONCRETE offrono varie opzioni per l'analisi della deformazione di un trave a T in stato di cracking (stato II). Questo articolo tecnico descrive i metodi di calcolo (C) e le opzioni di modellazione (M). Sia i metodi di calcolo che le opzioni di modellazione non sono limitate alle travi a T, ma saranno solo spiegate utilizzando un esempio di questo sistema.

Metodi di calcolo della deformazione/deflessione Anal

V1: Calcolo analitico per membro
Il metodo secondo EN 1992-1 Sezione 7.4.3 [1] consente una determinazione approssimativa semplificata della deformazione nello stato II. In questo metodo, la deformazione è determinata sul sistema dell'asta estratta. Gli elementi strutturali collegati, come le superfici, non sono presi in considerazione nel calcolo.

V2: Calcolo analitico dell'area
Il modulo aggiuntivo RF-CONCRETE Deflect determina le deformazioni nello stato II per mezzo di un metodo che si basa sul metodo analitico secondo EN 1992-1 Sezione 7.4.3. In questo caso, le proprietà del materiale lineare-elastico vengono applicate per l'acciaio di armatura e per il calcestruzzo fino al raggiungimento della resistenza a trazione. Se si supera la resistenza a trazione del calcestruzzo, si verifica lo sviluppo di un danno. La struttura considerata deve essere composta esclusivamente da superfici. Il metodo è progettato per superfici soggette a flessione.

V3: Membro di calcolo non lineare
Metodo fisicamente non lineare che considera la formazione di fessurazioni e la ridistribuzione che accompagna le forze interne nell'analisi della deformazione. La struttura considerata deve essere una struttura ad aste pure.

V4: Calcolo non lineare dell'area
Metodo fisicamente non lineare che considera la formazione di fessurazioni e la ridistribuzione che accompagna le forze interne nell'analisi della deformazione. La struttura considerata deve essere composta esclusivamente da superfici. In questo metodo, il modello di superficie bidimensionale viene esteso internamente dall'altezza. Per questo, la sezione trasversale dell'acciaio è divisa in un numero definito di strati di acciaio e cemento, i cosiddetti strati. Per ulteriori informazioni, consultare il manuale delle Superfici RF-CONCRETE, capitolo 2.8.2 [1] .

V5: Calcolo non lineare in un sistema misto
Le strutture costituite sia da superfici che da aste possono teoricamente essere calcolate con l'esportazione della rigidezza. Nelle aste RF-CONCRETE e nelle superfici RF-CONCRETE, è possibile esportare la rigidezza determinata nello stato II in un caso di carico o in una combinazione di carico secondo RFEM. Il calcolo viene avviato in uno dei due moduli, la rigidezza viene successivamente esportata in RFEM e l'altro modulo calcola ancora una volta in modo non lineare, tenendo conto della rigidezza esportata. Si noti che un'interazione tra la superficie e l'elemento dell'asta non può essere considerata in una singola esportazione della rigidezza.

Opzioni di modellazione

I metodi di calcolo disponibili possono essere combinati con diversi approcci di modellazione o sono collegati ad essi. Ciò sarà chiarito nel seguito mediante una trave a campata singola con sezione a T.

Figura 01 - M1: Struttura dell'asta in vista renderizzata

M1: Struttura del membro
La struttura è modellata come una struttura ad aste pure. Se i singoli componenti possono essere staccati da un intero sistema e considerati separatamente o il sistema può essere completamente rappresentato da aste, questa è una possibile opzione di modellazione.

M2: Sistema misto di aste e elementi di superficie
Gli accordi della trave a T sono visualizzati come elementi di superficie e il nastro come elementi di aste. Questo è il modello classico quando si usano le aste di nervatura. Il tipo di asta Rib può essere utilizzato solo per un calcolo analitico (V1). Per i metodi non lineari (V3), una nervatura deve essere convertita in una trave eccentrica perché non ha una rigidezza effettiva nel modello.

Figura 02 - M2: Struttura combinata fatta di elementi della superficie e dell'asta

M3: Struttura piegata con nastro allineato verticalmente
La struttura è modellata come una struttura di piastra piegata pura senza elementi di aste. Quando si modella un modello di superficie, la sezione trasversale della trave può essere ridotta a una linea di sistema che definisce la posizione e l'orientamento delle superfici. Il nastro verrebbe visualizzato come una superficie verticale che è ortogonale alle superfici dell'accordo.

Figura 03 - M3: Struttura a piastra piegata con nastro verticale

M4: Struttura piegata con nastro orientato orizzontalmente
Simile a M3, il modello è costituito esclusivamente da superfici. Sia gli accordi che il nastro sono progettati come una superficie orientata orizzontalmente con eccentricità rispetto all'asse centroidale. All'area che rappresenta il nastro viene assegnato uno spessore che corrisponde all'altezza totale del sistema.

Figura 04 - M4: Struttura piegata della piastra con il nastro sistemato orizzontalmente

Informazioni generali sulla modellazione nei moduli aggiuntivi
Fondamentalmente, per un'analisi della deformazione nello stato II, nel sistema dovrebbe essere definita un'armatura esistente che si avvicini il più possibile all'armatura effettivamente progettata o, nel migliore dei casi, corrisponda ad essa. Nelle aste RF-CONCRETE, è possibile regolare un'armatura esistente e salvarla come modello (aste RF-CONCRETE manuali, capitolo 3.6 [3] ). In RF-CONCRETE Surfaces, è possibile, tra le altre cose, definire una quantità esistente di armatura manualmente e per area per ciascun elemento (manuale RF-CONCRETE Surfaces capitolo 3.4.3 [2] ).

Combinazione di metodi per determinare la deformazione e la modellazione

A seconda della modellazione, vengono considerati solo alcuni metodi per determinare la deformazione. Il seguente grafico mostra le possibili combinazioni.

Figura 05 - Combinazione di opzioni di modellazione e metodi di calcolo per l'analisi della deformazione

* 1) Se si utilizza un elemento del tipo di nervatura in M2, è possibile eseguire un calcolo analitico secondo V1. Per le aste eccentriche, la proporzione della superficie verrebbe trascurata quando si utilizza V1.

* 2) Va notato che il Metodo V2 è progettato per i componenti che sono principalmente sottoposti a flessione.

Letteratura

[1] Eurocodice 2: Progettazione di strutture in calcestruzzo - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] Manuale RF-CONCRETE Surfaces. Tiefenbach: Dlubal Software, maggio 2017. Download
[3] Manuali RF-CONCRETE manuali. Tiefenbach: Dlubal Software, luglio 2017. Download

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