14657x
001503
2018-01-23

Singolarità nella progettazione di superfici in calcestruzzo armato

In realtà, le singolarità o le concentrazioni di tensioni risultanti non si verificano nella misura in cui appaiono nel modello. Fondamentalmente, una valutazione dei risultati in posizioni di singolarità non è ragionevole. Tuttavia, esaminare e mettere in discussione la singolarità è molto ragionevole, poiché le posizioni delle singolarità possono indicare problemi nel modello reale. Un esempio pratico nella verifica del calcestruzzo sarebbe l'analisi del rischio di punzonamento nell'area delle posizioni di singolarità.

Nel caso della verifica del calcestruzzo in RFEM e RF-CONCRETE, le singolarità spesso causano il fallimento della verifica.

Dove possono verificarsi le singolarità?

  • Vincoli esterni puntuali o introduzione di carichi
  • Angoli rientranti o angoli di aperture
  • Salti di rigidezza (salto nello spessore della piastra, per esempio)
  • Inizio e fine delle nervature
  • Inizio e fine dei vincoli esterni delle linee o delle pareti

Rilevamento di singolarità

Le posizioni di singolarità possono essere identificate nella FEA infittindo la mesh nella posizione corrispondente nel modello utilizzando l'infittimento della mesh EF. Se il valore del risultato dipendente dalla tensione nell'area considerata aumenta ma l'area corrispondente diminuisce, è molto probabile che si tratti di una posizione di singolarità.

Prevenzione delle singolarità

Le singolarità e il relativo fallimento possono essere prevenute in vari modi in RFEM e la verifica del cemento armato con RF-CONCRETE.

Regione media
In RFEM, sono disponibili regioni medie che possono essere utilizzate per livellare i valori massimi dei risultati o impostate su zero. Una regione media può essere creata facendo clic sull'opzione corrispondente in "Risultati" nella barra dei menu. Durante la media, è necessario determinare la regione di base. Ad esempio, utilizzando l'opzione "Imposta forze interne su zero", la sezione trasversale di una colonna collegata può essere utilizzata come intervallo (Figura 01).

Superficie integrata
In alternativa alla regione media con le dimensioni della sezione trasversale della colonna, è possibile modellare le superfici e integrarle nelle superfici esistenti. Queste superfici sono quindi escluse dalla verifica in RF-CONCRETE Surfaces (Figura 01).

L'opzione di utilizzare le forze interne medie o le forze interne impostate su zero deve essere attivata in Dettagli di RF-CONCRETE Surfaces (Figura 02).

Entrambi i metodi (regione media e superficie integrata) possono essere utilizzati sia per le colonne che per gli angoli rientranti. In generale, le regioni medie sono sufficienti. Tuttavia, le regioni medie non hanno l'effetto desiderato per un calcolo non lineare, poiché le forze interne possono essere ridisposte durante il calcolo e possono sorgere nuovi effetti di singolarità.

Metodo di verifica per pareti
Nella progettazione di pareti, possono verificarsi singolarità dovute alle elevate forze assiali, ad esempio dovute a vincoli esterni singolari. Inoltre, il metodo di progetto può avere un impatto significativo sugli effetti di singolarità o sul fallimento della verifica. Pertanto, si consiglia di disattivare l'ottimizzazione delle forze interne di progetto in RF-CONCRETE Surfaces nel caso di pareti (Figura 03).

Introduzione al carico distribuito
Per evitare gli effetti di singolarità, i carichi concentrati o lineari possono essere convertiti in carichi superficiali. Questa opzione si trova, ad esempio, nel menu di scelta rapida (vedere Fig 04).

Arrotondamento degli angoli rientranti
Nel caso di angoli rientranti e angoli alle aperture, è possibile arrotondare l'angolo utilizzando la funzione "Crea angolo arrotondato o angolato", se necessario. Questa funzione può essere selezionata nella barra dei menu in "Strumenti". Tuttavia, molti effetti di singolarità possono essere sufficientemente prevenuti utilizzando le regioni mediate.

vincolo
In questo articolo tecnico , la prevenzione delle singolarità sui vincoli esterni dei nodi e delle linee è spiegata.

Letteratura

[1] Rombach, G.: Anwendung der Finite-Elemente-Methode im Betonbau. Berlino: Ernst und Sohn, 2000

Autore

Il signor Langhammer è responsabile dello sviluppo nel settore delle strutture in cemento armato e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.

Link
Download