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2017-06-27

Prevenzione di singolarità sui vincoli esterni dei nodi e delle strutture di piastre

Le condizioni al contorno di un vincolo esterno della piastra possono essere inserite rapidamente come vincoli singolari e lineari nel software FEA. Wird jedoch nicht bereits bei der Modellierung auf die Nachgiebigkeit der Lagerungen geachtet, so wird häufig spätestens bei der Bemessung mittels Spannungen beziehungsweise bei der Ermittlung der erforderlichen Bewehrung ein genauerer Blick auf die Lagerdefinitionen nötig.

Mentre i risultati nelle posizioni (eccetto la posizione della discontinuità) sono sempre più precisi con una mesh agli elementi finiti sempre più raffinata e cambiano appena alla fine, i valori dei risultati sul vincolo esterno nodale e le estremità dei vincoli esterni della linea sono in costante aumento. In genere, le conseguenze di queste sono posizioni non progettabili o risultati molto elevati. Pertanto, è necessario argomentare queste singolarità o specificare le condizioni al contorno in modo più preciso.

Vincoli esterni dei nodi

Se c'è una colonna sotto la piastra, nella modellazione 2D è definita come un vincolo nodale. Damit die Lagerung nicht punktuell in einem FE-Knoten mit starrer Lagerung erfolgt, können in RFEM entweder die Federkonstanten manuell eingegeben werden oder die automatische Ermittlung der Bettungskoeffizienten mittels der Option "Stütze in Z" angewandt werden.

Un vincolo esterno elastico può essere considerato automaticamente impostando alcuni parametri.

In questo caso, ci sono tre opzioni:

  1. Fondazione elastica per superfici: Nel programma, viene considerata una fondazione di superficie elastica con le dimensioni della colonna. Tuttavia, questa opzione fa sì che la testa della colonna sia parzialmente vincolata da coppie di forze verticali come le molle di supporto nelle direzioni x e y.
  2. Vincolo esterno elastico del nodo: Per rigidezze aumentate tramite la colonna, si applica per il calcolo una superficie con doppio spessore della piastra e supportata singolarmente con le costanti della molla determinate.
  3. Vincolo esterno del nodo con mesh EF regolata: Anche in questo, un doppio spessore viene applicato internamente. Tuttavia, il supporto viene eseguito come supporto rigido in Z.

Le ultime due opzioni consentono anche di utilizzare un supporto incernierato o semirigido alla testa della colonna e tutte e tre le opzioni consentono di utilizzare un supporto incernierato, semirigido o rigido alla base della colonna.

Le costanti di molla determinate sono visualizzate direttamente sul lato destro sotto la grafica, riflettendo tutte le modifiche. Inoltre, c'è la possibilità di considerare una differente sezione trasversale della testa della colonna e la rigidezza a taglio della colonna. La rigidezza a taglio è attivata per impostazione predefinita. Riduce le molle orizzontali di vincolo e le molle di rotazione del vincolo.

Per tutte e tre le opzioni, la sezione trasversale della colonna viene ricavata dal progetto delle superfici eseguito nei moduli aggiuntivi, come RF-STEEL Surfaces, RF-CONCRETE Surfaces o RF-LAMINATE. Così, il progetto applica sempre le forze interne di collegamento, il che porta a risultati più economici.

Inoltre, i risultati all'interno dell'area della colonna non vengono visualizzati in RFEM. Sollten diese dennoch benötigt werden, können diese im Ergebnisse-Navigator aktiviert werden.

Se c'è un collegamento a cerniera di due piastre (tramite uno svincolo lineare) sopra i vincoli esterni dei nodi, tenere presente quanto segue: A causa della considerazione interna di una superficie aggiuntiva, lo svincolo della linea è sospeso e quindi non si verificano momenti di vincolo sui bordi della piastra.

Ciò può essere evitato solo sospendendo una delle superfici davanti alle "colonne", o selezionando un vincolo esterno elastico "normale". Se si seleziona il vincolo esterno del nodo elastico e si specificano i parametri durante la definizione della colonna, è possibile semplicemente aprire la finestra di dialogo "Modifica vincolo nodale" e disabilitare l'opzione "Colonna in Z". Così, le costanti di molla determinate precedentemente sono prese automaticamente.

Vincoli esterni delle linee

Se il piatto è supportato su pareti, è definito come un supporto di linea nella modellazione 2D. Nell'analisi agli elementi finiti, il vincolo esterno della linea è diviso internamente nei vincoli esterni nodali in ciascun punto della mesh EF. Quindi, viene determinata una forza vincolare per ciascun vincolo esterno nodale. Viene creata una distribuzione lineare tra i singoli punti di vincolo utilizzando opzioni di smussamento che consentono di considerare l'influenza dei vincoli nodali adiacenti. Per evitare anche valori di picco eccessivamente elevati nel caso di vincoli esterni delle linee, è possibile selezionare l'opzione "Muro in Z".

Nel caso di pilastri per pareti, la distribuzione qualitativa delle reazioni del vincolo, tenendo conto dell'elasticità, può essere molto diversa.

Im Gegensatz zu Knotenlagern als Stütze werden bei den Linienlagern der Wand die Ergebnisse des Stützbereichs nicht ausgeblendet.

Riferimento

[1] Barth, C .; Rustler, W .: Finite Elemente in der Baustatik-Praxis, 2a edizione. Berlino: Beuth, 2013
[2]Manuale di RFEM 5. Tiefenbach: Dlubal Software, 2013. Scarica

Autore

Il Sig. Fröhlich fornisce supporto tecnico ai nostri clienti ed è responsabile dello sviluppo nel settore delle strutture in cemento armato.

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