Analisi non lineare in RF- / CONCRETE

Articolo tecnico

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[1] Nella progettazione di componenti in cemento armato secondo EN 1992-1-1, [1] metodi non lineari di determinazione delle forze interne sono possibili per gli stati limite ultimi e di esercizio. Le forze interne e gli spostamenti generalizzati saranno determinati tenendo conto del comportamento non lineare delle forze interne e degli spostamenti generalizzati. Il calcolo delle sollecitazioni e delle deformazioni nello stato di cracking generalmente genera deviazioni che sono considerevolmente più alte dei valori determinati linearmente.

Un precedente articolo descrive i metodi generali per il calcolo e la modellazione di travi verticali, nervature e solette nello stato incrinato. Le seguenti descrizioni descrivono la progettazione di una trave continua in cemento armato. Il calcolo è possibile con i moduli CONCRETE e RF-CONCRETE Members in combinazione con le licenze per EC2 e RF-CONCRETE NL.

Sistema e carico

La trave continua è costituita da una sezione rettangolare di 20/35 cm con il grado di calcestruzzo C30/37.

I carichi permanenti e i carichi di traffico sono organizzati in tre casi di carico. Per la determinazione delle combinazioni di progetto secondo EN 1990, RFEM/RSTAB utilizza la combinatoria automatica per la massima e utile (situazione di progetto comune).

Calcolo lineare dell'armatura in ULS

Innanzitutto, viene determinata l'armatura per lo stato limite ultimo. Il calcolo viene eseguito tenendo conto della ridistribuzione del momento e dell'arrotondamento per le forze interne della combinazione di risultati RC1. Inoltre, vengono specificati i seguenti parametri di armatura:

  • Diametro dell'armatura 16 mm
  • Ridimensionamento dell'armatura per tre aree
  • Copertura in calcestruzzo 30 mm
  • Armatura minima 2 Ø 12 per strato superiore e inferiore
  • Armatura strutturale per una distanza massima di armatura di 15 cm con Ø 12

Sulla base di queste specifiche, il programma determina una proposta di armatura secondo l'approccio lineare-elastico. Nella finestra 3.1, è possibile verificare l'armatura, che è la base per il calcolo non lineare.

Calcolo non lineare di larghezze di frattura e deformazioni in SLS

Il calcolo non lineare per lo stato limite di esercizio viene eseguito per le combinazioni di carico da CO6 a CO8 (le combinazioni di risultati non consentono chiare relazioni sollecitazione-deformazione). Gli effetti dell'irrigidimento della tensione dovrebbero essere inclusi nell'analisi non lineare. Per questo, viene selezionato l'approccio con caratteristiche modificate dell'acciaio secondo [2] .

Figura 03 - Window '1.1 General Data' for Serviceability Limit State with Settings for Nonlinear Calculation According to [2]

Inoltre, vengono presi in considerazione gli effetti del creep e del restringimento. Le specifiche sono riportate nella finestra 1.3.

Figura 04 - Window '1.3 Cross-Sections' with Settings for Creep and Shrinkage

Dati di input

Viene eseguito un calcolo non lineare fisico e geometrico. L'iterazione dello stato di deformazione viene eseguita sul piano della sezione trasversale. A partire da una distribuzione delle forze interne all'interno di un ciclo di iterazione, vengono sempre calcolati gli stati di sollecitazione di deformazione nuovi e attuali. La convergenza si raggiunge quando si raggiunge uno stato di equilibrio.

Come previsto, le deformazioni massime si verificano nel campo 1 per il caricamento di CO6 (LC1 + 0,5 ∙ LC2). Le larghezze delle fessure sono piccole.

Figura 05 - Window '6.2.3 Serviceability Limit State for Nonlinear Calculation by Member'

La deformazione dal calcolo non lineare in considerazione dell'effetto di scorrimento è significativamente maggiore della deformazione del calcolo elastico puramente lineare senza influenza di scorrimento. Questo può essere visto chiaramente in un confronto delle deformazioni.

Figura 01 - Confronto tra le deformazioni

Il diagramma di rigidezza mostra che una vasta area del pannello 1 è incrinata nello stato di servizio.

Figura 02 - Distribuzione di rigidità Iym ∙ E

Riepilogo

Rispetto ad un calcolo lineare-elastico di componenti in cemento armato, l'analisi non lineare di rigidezza e deformazioni fornisce valori di deformazione che possono essere significativamente più alti quando si considera la formazione di fessure. Questo effetto può essere preso in considerazione con i metodi di analisi non lineari dei moduli di cemento armato Dlubal. È anche possibile considerare l'influenza del creep e del restringimento.

Letteratura

[1] Eurocodice 2: Progettazione di strutture in cemento armato e strutture in cemento armato precompresso - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] DAfStb: Numero 525 di DAfStb - Spiegazioni della norma DIN 1045: 1. Berlino: Beuth, 2003
[3] Manuale CONCRETE. Tiefenbach: Dlubal Software, agosto 2017. Download

Parole chiave

Metodo non lineare Cracked state Stato II (fessurato) Larghezza fessure fessurazione Carichi di servizio Effetto Tension Stiffening Viscosità Ritiro Stato di deformazione Rigidità

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