Verifica dell'instabilità flesso-torsionale con il nuovo add-on Torsional Warping (7 DOF) per RFEM 6/RSTAB 9

Articolo tecnico sul tema Analisi strutturale con Dlubal Software

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Articolo tecnico

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Questo articolo tecnico presenta alcune nozioni di base per l'utilizzo dell'add-on Torsional Warping (7 DOF). È completamente integrato nel programma principale e consente di considerare l'ordito della sezione trasversale durante il calcolo degli elementi dell'asta. In combinazione con gli add-on Analisi di stabilità e Verifica acciaio, è possibile eseguire il progetto di instabilità flesso-torsionale con le forze interne secondo l'analisi del secondo ordine, tenendo conto delle imperfezioni.

Attivazione dei componenti aggiuntivi

L'add-on Torsional Warping (7 DOF) viene attivato nei dati di base di un modello. Al fine di calcolare anche il coefficiente di carico critico per instabilità flesso-torsionale e applicare la forma modale come forma iniziale dell'imperfezione, è necessario attivare anche l'add-on Stabilità della struttura. Per la verifica di travi in acciaio secondo EN 1993‑1-1, l'add-on Steel Design è attivato.

Condizioni al contorno per il calcolo con ingobbamento torsionale

L'add-on estende il calcolo degli elementi dell'asta del 7° grado di libertà. Questo non è un calcolo separato 'separando' singole aste, ma viene eseguito un calcolo sull'intero modello. La rigidezza delle aste adiacenti o le condizioni del vincolo esterno definite vengono quindi prese in considerazione direttamente. Poiché l'ingobbamento è considerato come una forza interna locale dell'asta, non è necessario definire ulteriori condizioni globali di vincolo per l'ingobbamento.

Per considerare una rigidezza da ingobbamento o una tensione da ingobbamento per un'asta, è possibile utilizzare gli irrigidimenti trasversali dell'asta. Ad esempio, è possibile definire le dimensioni del piatto di estremità e la conversione in una molla di ordito viene eseguita automaticamente.

Per impostazione predefinita, si presume che l'ingobbamento non sia ostacolato a ciascuna estremità dell'asta e non sia trasferito tra aste adiacenti. Per considerare l'ingobbamento tra 2 aste come continuo, è possibile creare un set di aste.

punto di applicazione del carico

Quando si calcola con 7 gradi di libertà, si assumono carichi definiti dell'asta nel baricentro della sezione trasversale. Per modificare il punto di applicazione del carico, è possibile assegnare un'eccentricità ai carichi nella finestra di dialogo di modifica. Allo stesso modo, i collegamenti alle aste adiacenti o ai vincoli esterni nodali sono assunti nel baricentro. Utilizzare le eccentricità delle aste o le aste rigide come strumento di assistenza alla modellazione per definire i collegamenti eccentrici.

Programma per l'analisi di stabilità

Attivando l'opzione 'Esegui analisi di stabilità' in un caso di carico, è possibile analizzare la struttura di stabilità sotto il carico del caso di carico. L'analisi degli autovalori che tiene conto del 7° grado di libertà è anche in grado di riconoscere le modalità di rottura torsionale e laterale-torsionale oltre all'instabilità flessionale e di calcolare il coefficiente di carico critico. La forma modale e i coefficienti di carico critico possono essere visualizzati nei risultati dell'analisi di stabilità.

Applica imperfezioni dalla forma modale in scala

Le imperfezioni richieste per il progetto dell'instabilità flesso-torsionale possono essere generate ridimensionando la forma modale. Per fare ciò, creare un caso di imperfezione del tipo 'Modalità di instabilità' e selezionare la forma modale corrispondente come forma iniziale. Specificando la direzione dell'imperfezione e l'entità secondo la norma, la controfreccia viene generata tramite una pre-deformazione della mesh agli elementi finiti.

Quando si determinano le forze interne, è possibile considerare l'imperfezione in una combinazione di carico. Poiché i valori di grandi spostamenti generalizzati si verificano soprattutto nel caso di carichi vicini al carico critico in combinazione con le imperfezioni, si consiglia un calcolo secondo l'analisi a grandi spostamenti generalizzati per la determinazione esatta delle forze interne.

Verifica acciaio

La verifica dell'acciaio tiene conto delle forze interne dal calcolo con l'ingobbamento torsionale quando si esegue la verifica secondo EN 1993-1-1. Se questi componenti sono maggiori dei valori limite impostati nella configurazione ultima in un punto, viene eseguita un'analisi delle tensioni equivalenti (tenendo conto delle proprietà della sezione trasversale efficace, se necessario). Poiché questo esempio include un'analisi di stabilità, il coefficiente di sicurezza parziale M1 deve essere utilizzato per la verifica. Effettua questa impostazione nella configurazione finale. È possibile disattivare altri progetti di stabilità.

In alternativa, è possibile utilizzare l'add-on Tensione-Deformazione per la semplice analisi delle tensioni equivalenti. Un progetto plastico con forze interne dal calcolo con torsione di ingobbamento non è attualmente possibile.

Autore

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Ingegneria del prodotto e assistenza clienti

Il signor Metzkes è responsabile dello sviluppo dei moduli aggiuntivi per le strutture in acciaio e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.

Parole chiave

Instabilità flesso-torsionale torsione di ingobbamento

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  • Aggiornato 23. novembre 2021

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