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2021-03-29

Considerazione del modulo di scorrimento elastico dei collegamenti per strutture in legno

Se un collegamento in legno è progettato come mostrato nella Figura 01, si può considerare la rigidezza torsionale della molla risultante dal collegamento. Questo può essere determinato utilizzando il modulo di scorrimento del dispositivo di fissaggio e il momento d'inerzia polare del collegamento.

Momento d'inerzia polare

Il momento d'inerzia polare per il collegamento mostrato nella Figura 01 risulta in:

Ip = 75 2 + 75 2 + 225 2 +225 2 = 112,500 mm 2

Determinazione del modulo di spostamento per lo stato limite di esercizio

Il modulo di spostamento per lo stato limite di esercizio può essere calcolato secondo [1] Tabella 7.1. Per i bulloni di montaggio con un diametro di 20 mm in legno dolce C24, questo risulta per piano di taglio come segue:

Kser = 420 1.5 20/23 = 7,485 N/mm = 7,485 kN/m

Quindi, ci sono due piani di taglio per una piastra di acciaio interna. Inoltre, il modulo di spostamento dovrebbe essere moltiplicato per il coefficiente 2.0 per i collegamenti piastra di acciaio-legno secondo [1], Capitolo 7.1 (3). Il modulo di spostamento per il bullone di montaggio può quindi essere determinato come segue:

Kser = 2 ⋅ 2 ⋅ 7,485 kN/m = 29,940 kN/m

Determinazione del modulo di spostamento per lo stato limite ultimo

Secondo [1] , il modulo di spostamento di una collegamento allo stato limite ultimo, Ku, deve essere assunto come segue:

Ku = 2/3 ⋅ 29,940 kN/m = 19,960 kN/m

In [2] e [3] , è necessario considerare il valore di progetto del modulo di spostamento di un collegamento.

Kd = 19,960 kN/m/1.3 = 15,354 kN/m

Determinazione della rigidezza torsionale della molla

Per il progetto allo stato limite ultimo, è necessario utilizzare il valore di progetto del modulo di scorrimento per il calcolo e il valore medio per la verifica allo stato limite di esercizio, e quindi si ottengono due rigidezze torsionali della molla.

Cφ,SLE = 29,940 N/mm 112,500 mm 2 = 3,368 kNm/rad

Cφ, SLU = 15,354 N/mm ⋅ 112,500 mm 2 = 1,727 kNm/rad

Per tenere conto di entrambe le rigidezze, attivare la sottoscheda "Modifica rigidezza" (selezionare la casella di controllo corrispondente nella sottoscheda "Parametri di calcolo" della scheda "Combinazioni di carico" nella finestra di dialogo "Modifica combinazioni di carico e calcoli"). Pertanto, come in questo esempio, la rigidezza torsionale per tutte le combinazioni SLU può essere moltiplicata per il coefficiente Cφ, SLU/Cφ, SLS. Il valore di Cφ,SLE viene inserito nelle condizioni del vincolo esterno o del vincolo esterno. Pertanto, una rigidezza torsionale della molla di 1,727 kNm/rad viene utilizzata per tutte le combinazioni SLU e di 3,368 kNm/rad per tutte le combinazioni SLE. Il video mostra il procedimento.

In questo esempio, la rotazione della fondazione elastica è considerata infinita e non viene presa in considerazione.

Determinazione della rigidezza torsionale della molla utilizzando il modulo aggiuntivo RF-/JOINTS Timber -Steel to Timber

Quando si calcola il collegamento con RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber, vengono visualizzati anche i risultati delle rigidezze torsionali della molla (vedere la Figura 02). In RSTAB, questi devono quindi essere trasferiti manualmente alle condizioni di vincolo semplice o cerniera. In RFEM, questo può essere fatto automaticamente. I collegamenti vengono creati automaticamente in RFEM e la rigidezza viene adottata di conseguenza. Il video mostra il procedimento.


Autore

Il signor Rehm è responsabile dello sviluppo di prodotti per strutture in legno e fornisce supporto tecnico ai clienti.

Link
Bibliografia
  1. Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno - Parte 1-1: Generale - Regole comuni e regole per edifici; DIN EN 1995-1-1:2010-12
  2. Appendice nazionale - Eurocodice 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1995-1-1/NA:2013-08
  3. Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno - Parte 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau - Nationale Festlegungen zur Umsetzung der OENORM EN 1995-1-1, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen; ÖNORM B 1995-1-1:2015-06-15