Esempio 1: Lastra di cemento armato su nove pali trivellati
Una soletta in calcestruzzo delle dimensioni di 10 x 10 metri con uno spessore di 180 mm è supportata da nove pali trivellati, di cui quattro pali trivellati (vincolo nodale 5), incluso il palo trivellato centrale, assumono forze solo nella direzione Z. Due dei pali trivellati rimanenti hanno ciascuno un'inclinazione di 10 ° attorno all'asse X (vincolo nodale 6); altri due hanno ciascuno un'inclinazione di 10 ° attorno all'asse Y (vincolo nodale 7); e un palo trivellato ha un'inclinazione di 10 ° attorno agli assi X e Y (vincolo nodale 8), in modo che le forze orizzontali possano essere assorbite nelle direzioni corrispondenti e il sistema sia stabile.
Il sistema è caricato da un carico superficiale di 4,5 kN/m² e da due carichi di linea, ciascuno con 1,0 kN/m.
Nella prima opzione di modellazione, i pali trivellati sono rappresentati con vincoli monotorici diritti e inclinati, rigidi, mentre nella seconda opzione, i pali trivellati sono modellati come travi con un collegamento a cerniera. Queste due opzioni differiscono solo per la rigidezza di deformazione delle travi.
La terza opzione di modellazione corrisponde alla seconda- estesa da una fondazione elastica dell'asta nelle direzioni y e z locali di ciascuna asta, che simula l'elasticità del sottosuolo corrispondente.
Per l'immissione delle costanti della molla, consultare il seguente articolo intitolato Fondazioni elastiche dell'asta 1: Traslazioni e la domanda frequente dal titolo Come si specificano le fondazioni dell'asta elastica?
I risultati mostrano le differenze delle tre opzioni. Come accennato in precedenza, praticamente non c'è differenza tra le opzioni 1 e 2 per quanto riguarda le forze vincolari, quindi anche i risultati corrispondono tra loro. Con il carico dato, si verificano forze di trazione e compressione nei pali trivellati, il che porta al fatto che il carico è distribuito in modo relativamente irregolare con quantità elevate allo stesso tempo. Per quanto riguarda la forza massima del vincolo, scegliere queste due opzioni per essere al sicuro. La Figura 04 mostra le forze vincolari delle opzioni 1 e 2 in una riga in modalità visibilità.
Si consiglia di inserire una fondazione elastica dell'asta per ridurre le forze del vincolo esterno e distribuirle in modo più uniforme. Le forze di taglio risultanti e i momenti flettenti sono relativamente bassi, quindi qui saranno considerate solo le forze normali che si verificano e le forze del vincolo. La Figura 05 mostra le forze del vincolo esterno dell'opzione 3 in una riga in modalità visibilità.
Esempio 2: Struttura in acciaio su tre pali trivellati
Una struttura in acciaio composta da due travi in acciaio rigidamente collegate tra loro (ciascuna lunga 3 m), nonché da una staffa lunga 1 metro, è caricata da tre carichi singoli in tutte e tre le direzioni all'estremità della staffa. I supporti sono tre pali trivellati con inclinazioni di 10 ° ciascuno attorno all'asse X e all'asse Y.
Due opzioni di modellazione sono considerate qui: Opzione 1, senza fondazione elastica dell'asta; opzione 2, con fondazione elastica dell'asta.
Se si considera il sistema strutturale sia sul piano XZ che sul piano YZ, si noterà rapidamente che la struttura è instabile a causa delle linee efficaci delle forze dei pali trivellati che si intersecano in un punto comune.
Pertanto, è necessario applicare una fondazione elastica di un'asta qui.
Sommario
Quando si modellano strutture a pali trivellati, le opzioni con e senza fondazione elastica dell'asta forniscono risultati diversi. L'opzione senza fondazione elastica dell'asta può essere considerata sfavorevole rispetto alle forze normali dei pali, mentre l'opzione con fondazione elastica dell'asta è solitamente più economica. In caso di strutture non sufficientemente irrigidite, è necessario utilizzare l'asta di fondazione elastica, a condizione che non sia presente nessun altro irrigidimento orizzontale.
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