Opzioni per la modellazione di pile annoiate

Articolo tecnico

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RFEM e RSTAB offrono diverse opzioni per modellare pali trivellati. Un'opzione è di visualizzare i pali trivellati come vincoli a valore singolo o a cerniera. Un'altra opzione è la modellazione realistica tenendo conto del suolo mediante l'applicazione di un fondamento elastico dell'asta. I due esempi che seguono saranno descritti in dettaglio. Tuttavia, la resistenza della base del palo, l'attrito della pelle e gli strati del suolo non sono considerati in questo articolo tecnico.

Primo esempio: lastra di cemento su nove mucchi annoiati

Una lastra di cemento armato di 10 x 10 metri con uno spessore di 180 mm è supportata da nove pali trivellati, di cui quattro pali trivellati (vincolo esterno nodale 5) compreso il palo alesato centrale assumono solo forze nella direzione Z. Due dei mucchi alesati rimanenti hanno un'inclinazione di 10 ° attorno all'asse X (vincolo esterno nodale 6), altri due hanno un'inclinazione di 10 ° attorno all'asse Y (vincolo esterno nodale 7) e un palo trivellato ha un'inclinazione di 10 ° attorno all'asse X e Y (vincolo esterno nodale 8), in modo che le forze orizzontali possano essere assorbite nelle direzioni corrispondenti e il sistema sia stabile.

Figura 01 - Schema a terra della lastra di cemento armato su nove mucchi annoiati

Il sistema è caricato con un carico di superficie di 4,5 kN / m² e due carichi di linea, ciascuno con 1,0 kN / m.

Nella prima opzione di modellazione, i pali trivellati vengono visualizzati con i vincoli rigidi diritti ed inclinati, a un solo valore, mentre nella seconda opzione, i pali trivellati vengono modellati come travi con collegamento incernierato. Queste due opzioni si differenziano solo per la rigidezza di deformazione delle travi.

Figura 02 - Opzione di modellazione 1 e 2 senza Member Elastic Foundation

La terza opzione di modellazione corrisponde alla seconda - estesa di un vincolo elastico dell'asta nella direzione locale di y- e z di ciascuna asta, che simula l'elasticità del sottosuolo corrispondente.

Figura 03 - Opzione di modellazione 3 con Member Elastic Foundation

Per l'immissione di costanti primaverili, vedere il seguente articolo Fondamenti elastici dell'asta 1 : Traduzioni e FAQ Come si possono specificare le fondazioni dell'asta elastica? .

I risultati mostrano le differenze tra le tre opzioni. Come già accennato in precedenza, non vi è praticamente alcuna differenza tra le opzioni 1 e 2 per quanto riguarda le forze del vincolo esterno, in modo che i risultati corrispondano l'uno all'altro. Con il carico dato, le forze di trazione e di compressione si verificano anche nelle pile trivellate che portano al fatto che il carico è distribuito relativamente in modo non uniforme con quantità elevate allo stesso tempo. Per quanto riguarda la forza massima del vincolo esterno, scegliere queste due opzioni per essere sicuri. La Figura 04 mostra le forze di vincolo delle opzioni 1 e 2 in una riga nella modalità di visibilità.

Figura 04 - Forze di supporto delle opzioni 1 e 2, in una riga nella modalità visibilità

Si consiglia di inserire un vincolo elastico dell'asta per ridurre le forze del vincolo esterno e distribuirle in modo più uniforme. Le forze di taglio risultanti ei momenti flettenti sono relativamente bassi in modo che solo le forze normali che si verificano e le forze del vincolo esterno saranno considerate qui. La Figura 05 mostra le forze di vincolo esterno delle opzioni 3 in una riga nella modalità di visibilità.

Figura 04 - Forze di supporto delle opzioni 1 e 2, in una riga nella modalità visibilità

2. Esempio: struttura in acciaio su tre pile alesate

Una struttura in acciaio, costituita da due travi in acciaio collegate rigidamente l'una all'altra, ciascuna di 3 m di lunghezza, nonché di una staffa di 1 m di lunghezza, è caricata da tre carichi singoli in tutte e tre le direzioni all'estremità della staffa. Tre pali trivellati con inclinazioni di 10 ° ciascuno attorno all'asse X e all'asse Y sono i vincoli esterni.

Qui si considerano due opzioni di modellazione: Opzione 1 senza fondazione elastica dell'asta, opzione 2 con fondazione elastica dell'asta.

Figura 06 - Opzione isometria 2

Se si considera il sistema strutturale sia nel piano XZ che nel piano YZ, si noterà rapidamente che la struttura è instabile a causa delle linee effettive delle forze delle pile perforate che si intersecano in un punto comune.

Quindi, si deve applicare una fondazione elastica dell'asta qui.

Riepilogo

Quando si modellano strutture a pali forati, le due opzioni con o senza fondazione elastica dell'asta forniscono risultati diversi. L'opzione senza fondazione elastica dell'asta può essere considerata sfavorevole per quanto riguarda le normali forze delle pile, mentre l'opzione con fondazione elastica dell'asta è di solito più economica. In caso di strutture insufficientemente irrigidite, è necessario utilizzare l'asta di fondazione eleastic, a condizione che non sia presente un altro irrigidimento orizzontale.

Parole chiave

Mucchio annoiato Fondazione elastica dell'asta Colonna incernierata Irrigidimento

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