Introduzione
È possibile calcolare gli spostamenti generalizzati e le forze per strutture determinate staticamente e sovradeterminate utilizzando il metodo degli elementi finiti. Per ottenere le soluzioni per il sistema di equazioni di base, che dipende dalle sezioni trasversali dell'asta selezionate, dalle lunghezze e dalla rotazione, sono necessari i vincoli geometrici (ad esempio, vincolo esterno) e di carico-tecnico (ad esempio, carico strutturale):
[K] ∙ {u} = {F}
dove
[K] è la matrice di rigidezza,
{u} è il vettore dello spostamento nodale,
{F} è il vettore dei carichi puntuali dei nodi.
Esempio: Una molla con la costante elastica K = 3 N/m è estesa a u = 0,5 m a causa della forza F. Quindi, la forza F è 3 N/m ∙ 0,5 m = 1,5 N.
RF-/STEEL Warping Torsion determina nuovamente le forze e gli spostamenti generalizzati dei set di aste specificati in un nuovo calcolo con sette gradi di libertà. Tuttavia, ciò significa che le strutture a travi estratte senza condizioni al contorno non sono calcolabili. Un calcolo richiede i vincoli geometrici corrispondenti sotto forma di una definizione del vincolo e i vincoli tecnici di carico sotto forma di carico dell'asta.
Poiché le definizioni dei vincoli geometrici sono solitamente le stesse per varie situazioni di carico, è possibile definire i vincoli esterni dei nodi nella Finestra 1.7 e i vincoli delle linee elastiche nella Finestra 1.13 su ciascun nodo della struttura a trave estratta. Il programma ottiene il vincolo tecnico-carico dalle situazioni di carico (casi di carico, combinazioni di carico e combinazioni di risultati) selezionate nella finestra 1.1. Poiché le situazioni di carico includono solo i carichi per l'intera struttura in RFEM/RSTAB e non per la struttura a trave parziale, è necessario definire ogni situazione di carico e set di aste (parti della struttura) per il calcolo della struttura parziale in Torsione di ingobbamento di RF‑/STEEL. Questi carichi sono stati determinati all'inizio del calcolo nel modulo, utilizzando le forze interne del calcolo globale in RFEM/RSTAB. Questi nuovi carichi delle aste della struttura parziale e dei vincoli esterni dei nodi già definiti nel modulo vengono quindi utilizzati per determinare le nuove forze e deformazioni secondo l'analisi della torsione di ingobbamento.
Determinazione dei carichi delle aste per strutture parziali
Il software di progettazione esegue l'esame descritto nel testo seguente per ogni struttura parziale e la situazione di carico associata.
Per determinare i carichi per l'analisi avanzata, il programma utilizza l'equazione differenziale della linea di flessione:
dove
w(x) è la funzione dello spostamento,
M(x) è la funzione della distribuzione del momento flettente,
EI(x) è la funzione della rigidezza flessionale utilizzando l'asse dell'asta longitudinale (modulo elastico ∙ momento di inerzia).
Dalla relazione tra la linea di flessione e il carico (teorema di Schwedler), il programma può derivare le distribuzioni di carico qy (x), qz (x) utilizzando il momento flettente My (x), Mz (x):
Momento flettente M(x) = - EI(x) ∙ w''(x)
Forza di taglio Q(x) = - (EI(x) ∙ w''(x))'
Carico q(x) = (EI(x) ∙ w''(x))''
La funzione di trasferimento determina i carichi delle linee corrispondenti per la struttura estratta e i carichi dei nodi nelle fasi di distribuzione. Le forze interne dalla forza assiale e dalla torsione sono convertite in modo simile e applicate alla struttura parziale come carichi. Le forze di taglio non dovrebbero essere ulteriormente considerate in questa analisi poiché risultano direttamente dalla derivazione dei momenti flettenti e derivano di nuovo indirettamente dai nuovi carichi equivalenti.
Utilizzando questa procedura, la struttura parziale finale sarà caricata da forze interne simili a quelle risultanti dal calcolo globale dell'intera struttura in RFEM/RSTAB, a condizione che i vincoli geometrici definiti dall'utente (vincoli esterni) per la struttura parziale siano applicati alla struttura parziale struttura parziale come affine agli effetti globali della struttura. Devono essere rispettate le seguenti regole per la definizione dei vincoli esterni:
1. Il vincolo esterno deve essere applicato come affine all'effetto nell'intera struttura.
2. La struttura parziale deve essere determinata staticamente o sovradeterminata.
3. Nel caso di strutture parziali conformi all'intera struttura, è necessario specificare i vincoli esterni come per l'intera struttura.
4. I vincoli esterni intermedi nella struttura parziale devono sempre essere definiti con la stessa rigidezza dell'intera struttura.
5. Per le strutture parziali estratte, i vincoli esterni dovrebbero essere aperti sui punti di taglio relativi ai momenti flettenti di trasferimento intorno alla rispettiva direzione di rotazione. Per rappresentare le distribuzioni delle forze assiali e torsionali causate da carichi esterni, è necessario aprire qualsiasi vincolo esterno del bordo nella e intorno alla rispettiva direzione. Le forze vincolari interne sulla struttura parziale sono considerate solo parzialmente (come carico esterno dalla funzione di trasferimento).
Questa funzione di trasferimento può essere utilizzata per casi di carico (LC), combinazioni di carico (CO) e combinazioni di risultati (CR).
Conclusione
La nuova funzione di trasferimento è uno strumento complesso per determinare i carichi su strutture parziali. La piena integrazione in RF-/STEEL Warping Torsion consente di realizzare tutto il potenziale di questa funzione. Pertanto, la determinazione del carico per il calcolo secondo sette gradi di libertà dipende solo dalla selezione delle situazioni di carico da analizzare.
