Analisi non lineare in RF- / CONCRETE

Articolo tecnico

Quando si progettano componenti in cemento armato secondo EN 1992-1-1 [1] , è possibile utilizzare metodi di calcolo non lineari per determinare le forze interne per lo stato limite ultimo e lo stato limite di esercizio. In questo caso, le forze interne e le deformazioni sono determinate rispetto al loro comportamento non lineare. L'analisi delle tensioni e dei ceppi nello stato di cracking di solito fornisce le deflessioni, che superano chiaramente i valori determinati linearmente.

Uno degli articoli precedenti spiega i metodi generali per il calcolo e la modellazione di travi, nervature e travi a T in stato di cracking. Questo articolo descrive il processo di progettazione di una trave continua in cemento armato. Il calcolo può essere eseguito nei moduli aggiuntivi CONCRETERF-CONCRETE Members in combinazione con le licenze per EC2RF-CONCRETE NL .

Sistema e caricamento

Un raggio continuo è costituito da una sezione rettangolare di 20/35 cm e dalla classe di calcestruzzo C30 / 37.

I carichi permanenti e i carichi di traffico sono organizzati in tre casi di carico. Per determinare le combinazioni di progettazione secondo la EN 1990, vengono utilizzate le combinazioni combinatorie automatiche per lo stato limite ultimo e lo stato limite di servizio (situazione di progetto usuale) di RFEM / RSTAB.

Figura 01 - Sistema e caricamento

Calcolo lineare del rinforzo in ULS

Innanzitutto, il rinforzo viene determinato per lo stato limite ultimo. Il calcolo viene eseguito prendendo in considerazione la ridistribuzione e la riduzione del momento per le forze interne della combinazione di risultati RC1. Inoltre, sono specificati i seguenti parametri di rinforzo:

  • Diametro di rinforzo di 16 mm
  • Riduzione del rinforzo per tre aree
  • Copertura in cemento di 30 mm
  • Armatura minima di 2 Ø 12 per le posizioni superiore e inferiore
  • Rinforzo secondario per la distanza massima di rinforzo di 15 cm con Ø 12

Sulla base di queste voci, il programma determina un concetto di rinforzo secondo l'approccio lineare-elastico. In Window 3.1, è possibile controllare il rinforzo, che è la base per l'analisi non lineare.

Figura 02 - Finestra '3.1 Fornitura di rinforzo longitudinale' in CONCRETE

Calcolo non lineare di ampiezze e deformazioni di crepe in SLS

Il calcolo non lineare dello stato limite di esercizio viene eseguito per le combinazioni di carico da LC6 a LC8 (le combinazioni di risultati non consentono alcuna chiara relazione sforzo-deformazione). Nell'analisi non lineare, gli effetti di irrigidimento della tensione dovrebbero essere integrati. Per questo, viene applicato il metodo con la curva caratteristica modificata per l'acciaio secondo [2] .

Figura 03 - Finestra '1.1 Dati generali' per Stato limite di servizio con impostazioni per calcolo non lineare secondo [2]

Inoltre, vengono considerati gli effetti di creep e restringimento. Questi possono essere impostati in Window 1.3.

Figura 04 - Finestra "1.3 Sezioni trasversali" con impostazioni per scorrimento e restringimento

risultati

Viene eseguito un calcolo non lineare fisico e geometrico. L'iterazione dello stato di deformazione viene eseguita sul piano della sezione trasversale. Sulla base della distribuzione delle forze interne all'interno del ciclo di iterazione, vengono sempre calcolati i nuovi stati di tensione di strappo attuali. La convergenza si ottiene quando viene impostato lo stato di equilibrio.

Come previsto, le deformazioni massime si verificano nel campo 1 per il caricamento di LC6 (LC1 + 0,5 ⋅ LC2). Le larghezze delle fessure sono piccole.

Figura 05 - Finestra '6.2.3 Stato limite di servizio per calcolo non lineare per membro'

La deformazione risultante dal calcolo non lineare per quanto riguarda l'effetto di scorrimento è significativamente maggiore della deformazione dal calcolo elastico lineare puro senza l'effetto di scorrimento. Questo è ovvio quando si confrontano le deformazioni.

Figura 06 - Confronto delle deformazioni

Il diagramma di rigidità mostra che una vasta area del campo 1 è incrinata nello stato di esercizio.

Figura 07 - Distribuzione della rigidità I ym ⋅ E

Sommario

Rispetto al calcolo lineare-elastico dei componenti in cemento armato, la rigidità non lineare e l'analisi delle sollecitazioni forniscono valori di deformazione che possono essere considerevolmente più elevati quando si considera la formazione di fessure. Questo effetto può essere risolto utilizzando i metodi di analisi non lineare implementati nei moduli aggiuntivi per l'analisi strutturale e la progettazione di strutture in cemento armato di Dlubal Software. È anche possibile prendere in considerazione gli effetti di creep e restringimento qui.

Riferimento

[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] DAfStb. (2003). DAfStb-Heft 525 - Erläuterungen zu DIN 1045-1 . Berlino: Beuth.
[3] Manuale CONCRETE . (2012). Tiefenbach: Dlubal Software. Scarica

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