KB 001516 | Modellazione e progettazione di collegamenti con piastre di estremità

Soggetto:
Modellazione e progettazione di collegamenti con piastre di estremità

Annotazione:
RFEM offre le seguenti possibilità per progettare una connessione con piastra di estremità a cerniera. Innanzitutto, in RF -JOINTS Steel - Pinned c'è la possibilità di inserire i parametri corrispondenti in modo rapido e semplice per ricevere un'analisi documentata, inclusa la grafica. È anche possibile modellare un tale collegamento individualmente in RFEM e quindi valutare o progettare manualmente i risultati. Nel seguente esempio, saranno spiegate le particolarità di questa modellazione e le forze di taglio dei bulloni saranno confrontate con i risultati corrispondenti di RF -JOINTS Steel - Pinned.

Descrizione:
Sistema della struttura

L'intera struttura è un semitelaio semplicemente appoggiato, costituito da una trave IPE-160 di 6 m di lunghezza e da una colonna IPE-200 di 4 m di lunghezza. La trave è collegata all'anima della colonna con una piastra di estremità saldata di 5 mm di spessore mediante bulloni 4 x M12.

Il carico della struttura è il peso proprio e un carico distribuito di 8 kN/m orientato in direzione Z positiva (Figura 01).

La piastra di estremità ha le dimensioni di l/a = 82/160 mm. Le distanze dal bordo dei bulloni ammontano a e1/e2 = 44/20,5 mm (Figura 02).

Opzione 1: Verifica del collegamento con RF -JOINTS Steel - Pinned

Dopo aver modellato la struttura in RFEM, includendo il caso di carico e il carico, è possibile aprire il modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel-Pinned. I dati di input corrispondenti possono quindi essere definiti nel modulo aggiuntivo in modo che la progettazione di questo collegamento possa essere eseguita in un breve periodo di tempo.

In questo esempio, la capacità di carico dei bulloni a taglio è il progetto determinante (rapporto 47 %, Figura 03). La massima forza di taglio esistente F_{n, Ed} di un singolo bullone è pari a 6,12 kN.

Opzione 2: Modellazione della connessione in RFEM

La modellazione alternativa del collegamento in RFEM avviene nelle seguenti fasi:

Copia del modello per essere sicuri.
Definizione dell'eccentricità dell'asta alla trave (metà altezza della trave in direzione Z, spessore della piastra di estremità + metà spessore dell'anima della colonna in direzione Y, solo all'estremità del collegamento, vedere la Figura 04).
Fare clic con il pulsante destro del mouse su Aste → "Genera superfici dall'asta".
Eliminazione del vincolo esterno nodale, definizione dei vincoli interni delle linee incernierate sul bordo inferiore dell'ala della trave e alla fine dell'anima della colonna (vedere la Figura 05).
Eliminazione del carico dell'asta (8 kN/m) e conversione in carico della superficie (97,6 kN/m2 sull'ala della trave).

Collegamento:

Modellazione della piastra di estremità come elemento solido (parallelepipedo, vedere la Figura 06).
Inserimento dei fori dei bulloni con aperture (vedi questo articolo).
Copia della piastra d'estremità solida all'estremità della trave. Nota: La piastra di estremità non deve avere contatto con la superficie dell'anima della colonna a causa del giunto a perno, la trasmissione della forza è eseguita solo dai bulloni (vedere la Figura 07).
Copia delle aperture della piastra di estremità (fori per i bulloni) sulla superficie dell'anima della colonna.
Per verificare se davvero non è presente alcun contatto tra la piastra di estremità e la superficie dell'anima della colonna, il calcolo può essere avviato a questo punto. Dovrebbe apparire un messaggio sull'instabilità.
I quattro bulloni possono essere modellati ciascuno come solido cilindrico, costituito da superfici circolari e quadrangolari.

Per ricevere le forze interne dell'asta per i bulloni, è necessario posizionare una trave risultante al centro di ciascun bullone (vedere la Figura 08). In questo esempio, come sezione trasversale verrà utilizzato un acciaio tondo con un diametro di 12 mm. Ulteriori informazioni su Result Beam sono disponibili nella nostra Knowledge Base.

Il calcolo risulta in una forza di taglio massima all'interno di un bullone di V_z = 6,69 kN (vedere la Figura 09).

Conclusione

I risultati del programma principale RFEM e del modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel-Pinned sono relativamente vicini e quindi comparabili. In questo esempio, diventa evidente che ci sono molte possibilità per la modellazione in RFEM. Rispetto alla verifica rapida nel modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel-Pinned, lo sforzo è, tuttavia, relativamente elevato quando la modellazione viene eseguita manualmente, in modo che l'utente debba decidere individualmente quale opzione di progettazione utilizzare.

Altri video:
► KB 001516 | Modellazione e progettazione di collegamenti con piastre di estremità https://www.youtube.com/watch?v=lwDeOPxL2rw