Articolo tecnico

Nella Sezione 12.8.6 [1] viene utilizzata la seguente equazione per calcolare lo spostamento totale di un piano:

$ {\ mathrm \ delta} _ \ mathrm x \; = \; \ frac {{\ mathrm C} _ \ mathrm d \; \ cdot \; {\ mathrm \ delta} _ \ mathrm {xe}} {{\ \ mathrm I} _ \ mathrm e} $
con
δ x = spostamento totale di un piano [in (mm)]
C d = fattore di ingrandimento della deflessione secondo la tabella 12.2-1
δ xe = deflessione nella posizione richiesta, determinata mediante analisi elastica [in (mm)]
I e = coefficiente di significatività, definito nella sezione 11.5.1

Lo spostamento reciproco del proiettile Δ è la differenza dello spostamento totale nella parte superiore e inferiore del proiettile. Questo deve essere determinato nei rispettivi centri di gravità di massa. Tuttavia, se l'edificio è assegnato alla classe C o peggio, o se vi sono irregolarità orizzontali, deve essere determinata la più grande differenza di due punti allineati verticalmente nella parte superiore e inferiore del piano di osservazione lungo un angolo. Di seguito viene spiegato un esempio per determinare l'offset del pavimento in RFEM.

Ingresso dello spettro di risposta in RF-DYNAM Pro

Per spiegare l'argomento, viene utilizzato l'edificio a tre piani con un layout a forma di L mostrato in Figura 01. Sono definiti tre casi di carico: peso morto, carico utile e carichi di neve. L'altezza dell'edificio è regolare.

Figura 01 - Modello di costruzione in RFEM

Per la generazione dello spettro di risposta, è necessario innanzitutto eseguire un'analisi naturale delle vibrazioni. Per questo esempio, vengono considerate solo le masse nelle due direzioni orizzontali. Le masse sono combinate secondo ASCE 7-16 sezione 12.7.2 [1] .

È possibile creare lo spettro di risposta in base a uno standard implementato o leggere in uno spettro di risposta definito dall'utente. In questo caso, per tenere conto di tutti i parametri richiesti, uno spettro definito dall'utente viene letto con i parametri come mostrato in Fig. 02. Attraverso questo spettro, i parametri C d e I e sono già inclusi nel calcolo delle deformazioni.

Figura 02 - Parametri dello spettro di risposta personalizzato

Per il calcolo, viene scelto il metodo con carichi equivalenti statici, che si basa sul metodo spettrale di risposta multimodale. Qui è importante considerare almeno il 90% della massa effettiva. Nella scheda "Casi di carico dinamici - autofrequenze", è possibile escludere dal calcolo gli autofenodi che non attivano o attivano solo leggermente la massa. Lo spettro di risposta generato con tutti gli autofenodi è mostrato in figura 03. Dopo il calcolo, vengono creati i casi di carico e le combinazioni di risultati risultanti, separati per ciascuna direzione e combinati con la regola del 100/30%.

Figura 03 - Spettro di risposta personalizzato in RF-DYNAM Pro e selezione di eigenmodes

Determinazione dello spostamento del pavimento in RFEM

Innanzitutto, è necessario formare la combinazione necessaria per il progetto. Questo viene fatto secondo ASCE 7-16 sezione 2.3.6 [1] , formula (6). Da qui è ora possibile determinare gli spostamenti del pavimento. Poiché RFEM non consente la definizione di un punto elenco, è consigliabile creare viste contenenti tutti gli oggetti di un punto elenco. Tramite il menu di scelta rapida "Focus and Info ..." è possibile determinare il centro di gravità e creare un nodo in questo punto. La posizione del centro di gravità è mostrata in figura 04. Poiché lo spostamento del pavimento deve sempre essere determinato nella parte superiore e inferiore di un proiettile, il nodo del centro di gravità dovrebbe essere spostato nel piano del soffitto. La procedura è spiegata sotto usando l'esempio del piano superiore.

Figura 04 - Posizione del centro di massa in [ft]

Dopo aver determinato il centro di gravità nei livelli del soffitto, la struttura deve essere ricalcolata. Per la valutazione dei risultati, devono essere considerate le deformazioni globali. Questi rappresentano gli spostamenti totali dei singoli proiettili: lo spostamento del proiettile Δ risulta dalle differenze dei punti sovrapposti, che devono essere determinati manualmente. È meglio avere solo i risultati dei vertici agli angoli e nel centro di massa visualizzati per trovare la differenza massima dello spostamento totale (vedi Figura 05). In ogni caso, i turni massimo e minimo devono essere confrontati.

Figura 05 - Spostamenti del piano superiore agli angoli e al centro della massa

In questo esempio, il dislocamento massimo del pavimento è sul bordo esterno dell'edificio, non sul centro di massa. Inoltre, la differenza massima di spostamento su questo piano non è il massimo spostamento totale allo stesso tempo.

Δ max = 7.652 in - 6.526 in = 1.126 in

Questa procedura deve essere applicata per ogni piano, determinando così lo spostamento massimo del pavimento dell'intero edificio.

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