Modellazione di una trave composita flessibile in legno come modello di superficie

Articolo tecnico

Questo articolo è stato tradotto da Google Traduttore

Visualizza il testo originale

L'ingegnere ha diverse opzioni per il calcolo di una trave composita flessibile. Questi differiscono principalmente per il tipo di modellazione. Mentre il metodo gamma garantisce una modellazione semplice, altri metodi (ad esempio l'analogia di taglio) richiedono uno sforzo di modellazione aggiuntivo, che, tuttavia, può essere relativizzato rispetto al metodo gamma dall'applicazione molto più flessibile.

Un'altra opzione per la modellazione con un modello di membro è già stata descritta in questo articolo . In linea di principio, questo metodo può essere applicato anche alle superfici. Poiché la modellazione degli elementi di accoppiamento, ecc., È complessa, si consiglia di accoppiare la superficie direttamente all'elemento o all'altra superficie. Esistono diversi modi per farlo:

  • Accoppiamento superficie-superficie con cerniera di linea
  • Superficie dell'asta di accoppiamento con rilascio della linea
  • Accoppiamento superficie-superficie con solido di contatto

L'esempio di [1] Capitolo E 8.6.2 servirà come riferimento. Il sistema strutturale e le dimensioni della sezione trasversale sono mostrate nella Figura 01. La flessibilità è considerata con 133 N/mm², che risulta da una distanza di fissaggio di 125 mm.

Figura 01 - Sistema statico e dimensione della sezione trasversale secondo [1]

Accoppiamento superficie-superficie con cerniera di linea

In questo caso, sia la trave del legno che il calcestruzzo sono modellati con le superfici, la superficie della trave del legno è creata perpendicolarmente alla superficie del calcestruzzo. Poiché la deformazione superficiale viene presa in considerazione anche per gli elementi di superficie, è necessario selezionare un modello di materiale ortotropo per la trave di legno. In corrispondenza del giunto composito, la conformità può quindi essere realizzata con una cerniera di linea definendo la conformità sotto forma di una molla per il grado di libertà ux . Per l'esempio di [1] , questo è 133 N/mm².

Figura 02 - Accoppiamento superficie-superficie con cerniera di linea

Il vantaggio di questo metodo è che il flusso di taglio nel giunto composito può essere letto direttamente. Per questo, è possibile creare una sezione nella superficie verticale e valutare laforza interna di base nxy . I risultati sono identici al metodo dell'analogia di taglio di [1] . La caduta del flusso di taglio nell'area di supporto a 0,040 MN/m risulta dalla singolarità in quest'area e può essere ignorata.

Figura 03 - Valutazione del flusso di taglio a livello del giunto composito

Uno svantaggio è che le tensioni e le sovrapposizioni devono essere valutate per mezzo delle forze interne della superficie. A tale scopo, tuttavia, un elemento di risultato può integrare i risultati di superficie della superficie di legno e si garantisce così un progetto di elemento. Per rappresentare la stessa distanza centroide delle singole sezioni trasversali, la superficie del calcestruzzo dovrebbe essere disposta eccentricamente di 35 mm. L'influenza in questo caso è molto piccola, motivo per cui è stata omessa.

Superficie dell'asta di accoppiamento con rilascio della linea

In questo metodo, la trave di legno è modellata come un membro e collegata eccentricamente alla superficie. Poiché la superficie di solito non è spinta sull'asta, ma la attraversa (azione continua), per questo non è possibile utilizzare un cardine. In questo caso, è necessario utilizzare un rilascio di linea. Pertanto, uno dei componenti può essere rilasciato e la relazione tra loro controllata da un tipo di rilascio di linea. In questo caso, la conformità può essere considerata per mezzo di una molla di linea analoga alla cerniera di linea.

Figura 04 - Superficie dell'asta di accoppiamento con rilascio della linea

Lo svantaggio di questo metodo è che il flusso di taglio non può più essere letto direttamente. In questo caso, è necessario creare una sezione sulla linea di collegamento della superficie con l'asta. Il risultato è il flusso di taglio a sinistra e a destra di questa linea. In questo caso, il risultato deve essere aggiunto manualmente. Dopo l'aggiunta, il flusso di taglio è identico al metodo precedente.

Figura 05 - Valutazione del flusso di taglio a livello del giunto composito

Il vantaggio a sua volta è che una progettazione è possibile, ad esempio, nel modulo aggiuntivo RF-TIMBER Pro perché le forze interne sono proporzionalmente disponibili.

Accoppiamento superficie-superficie con solido di contatto

Un'altra alternativa è quella di accoppiare entrambe le superfici con un solido di contatto. Entrambe le superfici sono modellate parallelamente l'una all'altra e si crea una condizione di contatto sotto forma di un solido di contatto. In questo caso, anche la trave di legno deve essere modellata come una superficie ortotropa. In questo caso, la conformità è realizzata per mezzo di una molla di superficie. Per fare ciò, estendere la molla di linea 133 N/mm² di un piano dividendo il valore per la larghezza della superficie di contatto, vale a dire 120 mm. La primavera è:

$\mathrm C\;=\;\frac{133\;\mathrm N/\mathrm{mm}²}{120\;\mathrm{mm}}\;=\;1,108\;\mathrm N/\mathrm{mm}³$

Figura 06 - Accoppiamento superficie-superficie con solido di contatto

Anche in questo caso, il flusso di taglio non può essere letto direttamente e deve essere calcolato dalle tensioni di taglio del solido di contatto moltiplicando le tensioni per 120 mm = 0,12 m. Per questo, è possibile esportare la sezione del risultato in Excel e valutarla ulteriormente lì.

Figura 07 - Valutazione delle sollecitazioni di taglio e del flusso di taglio a livello del giunto composito

Poiché le superfici sono separate geometricamente, non è necessario definire l'eccentricità. Questa modellazione è sicuramente la più complessa e di solito ha senso solo se i componenti compositi sono elementi planari (ad esempio, composito legno-calcestruzzo a strati incrociati).

Riferimento

[1]   Blass, H., Ehlbeck, J., Kreuzinger, H., & Steck, G. (2005). Erläuterungen zu DIN 1052: Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken (2nd ed.). Karlsruhe: Bruderverlag.

Download

Link

Contattaci

Hai domande o bisogno di consigli?
Contattaci gratuitamente tramite e-mail, chat o il nostro forum di supporto o trova varie soluzioni e consigli utili nella nostra pagina delle FAQ.

+39 051 9525 443

info@dlubal.it

RFEM Programma principale
RFEM 5.xx

Programma principale

Software di progettazione strutturale per l'analisi con elementi finiti (FEA) di sistemi strutturali piani e spaziali costituiti da piastre, pareti, gusci, aste (travi), elementi solidi e di contatto

Prezzo della prima licenza
3.540,00 USD
RFEM Strutture in legno
RF-TIMBER Pro 5.xx

Modulo aggiuntivo

Progettazione di strutture in legno secondo Eurocodice 5, SIA 265 e/o DIN 1052

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RFEM Strutture in legno
RF-TIMBER AWC 5.xx

Modulo aggiuntivo

Progettazione di aste in legno secondo ANSI/AWC NDS (normativa americana)

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RFEM Strutture in legno
RF-TIMBER CSA 5.xx

Modulo aggiuntivo

Progettazione di aste in legno secondo CSA 086-14 (normativa canadese)

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RSTAB Programma principale
RSTAB 8.xx

Programma principale

Software di progettazione strutturale per il calcolo lineare e non lineare di forze interne, spostamenti generalizzati e reazioni vincolari di telai e strutture costituite da aste e travature reticolari

Prezzo della prima licenza
2.550,00 USD
RSTAB Strutture in legno
TIMBER Pro 8.xx

Modulo aggiuntivo

Progetto di strutture in legno secondo Eurocodice 5, SIA 265 e/o DIN 1052

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RSTAB Strutture in legno
TIMBER AWC 8.xx

Modulo aggiuntivo

Progettazione aste e set di aste in legno secondo ANSI/AWC NDS (normativa americana)

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RSTAB Strutture in legno
TIMBER CSA 8.xx

Modulo aggiuntivo

Progettazione di aste e set di aste in legno secondo CSA O86-14

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD