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2017-05-25

Confronto del calcolo della griglia del trave con il calcolo mediante piastre ortotropiche

Le travi composte in un'analisi tridimensionale sono solitamente collegate con piastre ortotrope. Die Längsrichtung der Plattensteifigkeit wird dabei durch einen Hauptträger definiert und die Querrichtung durch eine orthotrope Platte. Die Steifigkeit der Platte in Längsrichtung wird hierbei annähernd zu null gesetzt. Die Ermittlung der Steifigkeiten in der orthotropen Platte wird unten erläutert.

Ad esempio, [2] consiglia spesso di definire un grillage trave. Il grillage rappresenta molto bene il comportamento strutturale biassiale della soletta di calcestruzzo di una trave composta. Tuttavia, lo sforzo di modellazione è maggiore in questo caso e il grillage è impreciso su punti discreti locali. Di seguito, la modellazione di un grigliato a trave è confrontata con la modellazione di una piastra ortotropa.

Primo, la definizione di grigliato di trave è descritta utilizzando una struttura semplice. Quindi, si definisce la piastra ortotropa. Infine, sono spiegati i risultati e le differenze.

Sistema

  • Acciaio della sezione trasversale: HE-A 200
  • Materiale acciaio: S235
  • Sezione trasversale di calcestruzzo: d = 100 mm
  • Materiale calcestruzzo: C30/37
  • Carichi: 5 kN/m²
  • Deformazione trasversale: nu = 0.2

La sezione trasversale composta è creata in SHAPE-MASSIVE e importata in RFEM con l'eccentricità definita della sezione trasversale rispetto alla soletta di calcestruzzo. Si presume che la larghezza efficace della sezione trasversale sia di 60 cm. Il baricentro della sezione trasversale è leggermente spostato di 0,8 cm verso l'alto rispetto al giunto tra il calcestruzzo e l'acciaio. Pertanto, il giunto è considerato per i vincoli esterni. che sono spostati di 5 cm verso il basso.

Lo schema di vincolo stesso è stato selezionato in modo che nessun vincolo si verifichi a causa della deformazione vincolata.

Il carico è applicato in modo identico per entrambi i sistemi.

  • CC1 = 5 kN/m²
  • CC2 = 10 kN (direzione x = metà campata, direzione y = bordo esterno)

Struttura a griglia trave

Requisiti della griglia della trave (da [1] ):

  • altezza di costruzione costante
  • ponte a travi diritte
  • sezione trasversale simmetrica semplice
  • Entrambe le travi principali sono vincolate su ciascun asse di vincolo esterno, che è perpendicolare all'asse longitudinale del ponte.
  • Irrigidimenti trasversali quasi rigidi negli assi di vincolo esterno
  • ingobbamento illimitato negli assi di vincolo esterno
  • Il software di ingegneria strutturale per l'analisi di travi reticolari deve essere in grado di calcolare gli elementi dell'asta.

Valore calcolato della rigidezza flessionale (da [2]):

Valore calcolato della rigidezza torsionale:

Proprietà SC:

  • i T = 0 cm 4
  • Iy = (100 cmx (10 cm)³)/12 = 8.333,3 cm 4
  • A = 1.000 cm²
  • Ay = 833 cm²

L'immissione viene effettuata nel programma utilizzando le proprietà efficaci della sezione trasversale. Si tiene conto della rigidezza a taglio delle aste. La rigidezza è determinata per la soletta di calcestruzzo in direzione trasversale (larghezza = 1 m).

Struttura a piastra ortotropa

Nella struttura a piastra ortotropa, le travi principali sono modellate allo stesso modo come nella griglia a trave. Queste travi sono quindi integrate nell'ala di calcestruzzo. La rigidezza è trasferita completamente dalle travi principali in direzione longitudinale e dall'ala di calcestruzzo in direzione trasversale. La dimensione della mesh EF è definita in modo identico alla distanza della trave secondaria con 50 cm.

La matrice di rigidezza della piastra ortotropa è simmetrica e applicata solo alle diagonali principali. Le rigidezze per flessione in direzione longitudinale della piastra e torsione sono definite identiche alle barre trasversali della griglia di trave con quasi zero.

Valore calcolato della rigidezza flessionale:

Valore calcolato della rigidezza torsionale:

Nel programma, i dati sono inseriti utilizzando le rigidezze definite dall'utente.

Sommario


Autore

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

Link
Bibliografia
  1. Unterweger, H.: Globale Systemberechnung von Stahl- und Verbundbrücken, Modellbildung und Leistungsfähigkeit verbesserter einfacher Stabmodelle. Graz: IBK an der TU Graz, 2007
  2. Standsicherheitsnachweise für Kunstbauten: Anforderungen an den Inhalt den Umfang und die Form. Bonn-Bad Godesberg: Bundesminister für Verkehr, Abteilung Straßenbau, 1987
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