Carico d'impatto di un'autovettura in un posto auto coperto

Combinazioni di carico

In [1], capitolo 3.2(2)P, un impatto è definito come una Situazione di progetto eccezionale. Quindi, l'equazione 6.11b si applica alla combinazione di azioni. La scelta tra il valore frequente Ψ_1,1 ⋅ Q_{k 1} o la variabile quasi permanente Ψ _2,1 ⋅ Q_{k 1} dipende dalla situazione di progettazione casuale vincolante. In [2] NDP ad A.1.3.2, per esempio, nel caso di un incidente stradale, si specifica che è consentito applicare il valore quasi permanente Ψ_2,1 ⋅ Q_k,1 . Quindi, i carichi da neve e i carichi del vento per le località negli stati membri del CEN con un'altezza inferiore a 1.000 m sul livello del mare non devono essere considerati in caso di impatto di un veicolo, poiché i loro coefficienti di combinazione Ψ_2,1 sono generalmente definiti come 0,0.

Definizione dell'azioni eccezionali

Ora, dobbiamo definire il tipo e la dimensione dell'impatto. La parte 1-1 dell'Eurocodice 1 [3] nel Capitolo 1.1(6) si riferisce alla parte 1-7 [4] dove si spiegano le azioni eccezionali. Si raccomandano due metodi nel paragrafo 4.2(1):

• Determinazione dei carichi d'impatto con un'analisi dinamica
• Definizione di carichi d'urto come forza statica equivalente

Per informazioni sulla verifica all'impatto dinamico, vedere l'Appendice C. Il presente Appendice distingue tra un "impatto duro", in cui l'energia è principalmente dissipata dal corpo impattante, e un "impatto morbido", in cui la struttura è progettata per deformarsi al fine di assorbire l'energia dell'impatto. Secondo l'Appendice C.2.1(1), è consentito il calcolo con una forza statica equivalente per un "impatto forte". Nel caso di un'auto contro una tettoia per auto, si presume un forte impatto e il contenuto di questo articolo si riferisce alla determinazione della forza statica equivalente.

Auto che si schianta contro il posto auto coperto

In [4] , Tabella 4.1, una forza statica equivalente F_dx nella direzione della corsa normale di 50 kN è proposta per le autovetture nei parcheggi. Trasversale alla direzione di marcia, ciò risulta nella forza F_dy di 25 kN. A causa delle dimensioni del carico, probabilmente solo molto raramente sarà possibile realizzare un dimensionamento economico delle sezioni trasversali delle colonne di una tettoia per auto. Va anche menzionato che le collisioni su strutture leggere sono escluse nel Capitolo 4.1(1), quindi la Tabella 4.1 non è valida e si fa riferimento all'Appendice nazionale. Non è probabile che l'installazione di una protezione dagli urti che assorba l'impatto davanti alla colonna al fine di eseguire una progettazione economica delle colonne sia un'opzione. L'Appendice nazionale della Germania [5] descrive una forza d'urto staticamente equivalente di 10 kN per entrambe le direzioni per autovetture ≤ 30 kN nella tabella NA.2-4.1 per garage singoli e doppi e per tettoie per auto.

Se l'Appendice nazionale di un paese non fornisce ulteriori informazioni, vale la pena dare un'occhiata a [3] , Appendice B. Nell'equazione B.1, è descritto il carico equivalente orizzontale per una protezione contro la caduta. Ciò risulta in:

Secondo l'Appendice B (3) in [3] , sono selezionate le seguenti ipotesi:

m = 1.500 kg
δ_c + δ_b = 100 mm
v = 1,39 m/s

Si presume che la velocità d'impatto v deviante da B(3) sia di 5 km/h secondo [4] , Tabella C.1 per i parcheggi, che corrisponde a 1,39 m/s. Ciò si traduce in un carico equivalente di:

Posizione dell'azione accidentale

Secondo [4] , 4.3.1(3), è consentita l'applicazione della forza d'urto di autovetture ad un'altezza di 50 cm sopra il bordo superiore della strada. In [3] , Appendice B, 37,5 cm sono specificati per le autovetture con una massa massima del veicolo di 2.500 kg. Poiché l'altezza del paraurti di un'autovettura' non è standardizzata nella maggior parte dei paesi, l'ingegnere deve decidere a quale altezza sarà applicato il carico equivalente. L'Appendice tedesca [5] raccomanda un'altezza di 50 cm per le autovetture.

Rottura completa dei componenti strutturali come opzione

C'è anche la possibilità di analizzare gli effetti del fallimento completo della componente strutturale interessata sull'intera struttura (fig. Un'analisi del genere può essere utile a seconda di come il componente è fissato.

Rottura completa della colonna dopo l'impatto dell'auto

Progettazione di un pilastro per tettoia per auto per il caso di carico "impatto" in RFEM/RSTAB

Per la tettoia per auto mostrata nell'immagine 01, sarà simulato l'impatto di un'autovettura sulla colonna centrale. In questo esempio, il progetto sarà eseguito secondo l'Appendice tedesca.

A tale scopo, è necessario creare prima un nuovo caso di carico in cui è definito il carico statico equivalente. Se si utilizza la combinazione di carico automatica, la classe di azione "Eccezionale" dovrebbe essere assegnata a questo caso di carico.

Nuovo caso di carico con categoria di azione "accidentale"

Successivamente, viene creata una nuova espressione di combinazione con la situazione di progetto accidentale secondo [2] , Equazione 6.11e.

Nuova espressione di combinazione con la situazione di progetto corrispondente

In questo esempio, è stata selezionata la distanza del carico equivalente dall'inizio dell'asta di 37,5 cm, perché l'elemento di fissaggio (in questo caso, l'altezza della fondazione della colonna) non è considerato nell'analisi strutturale.

Dimensione e posizione della forza equivalente

La struttura in legno è progettata con il modulo aggiuntivo RF-/TIMBER Pro. I file del modello corrispondenti per RFEM e RSTAB sono disponibili in "Download" alla fine di questo articolo. In TIMBER Pro Caso 2, la verifica accidentale viene eseguita selezionando la combinazione di carico corrispondente. Poiché in questo caso il carico da neve e il carico del vento non devono essere combinati con l'impatto, è necessario considerare solo il peso proprio e l'impatto stesso. Se le combinazioni di carico sono create manualmente, assicurarsi che la "Situazione accidentale di progetto" sia assegnata alle combinazioni di carico corrispondenti (fig. 06) e alla classe di durata del carico corretta "Istantanea" (fig. 07).

Dati generali in TIMBER Pro con assegnazione della situazione di progetto

Assegnazione della durata del carico

Con questa assegnazione, la situazione accidentale di progetto nello stato limite ultimo è considerata con un coefficiente di sicurezza parziale di 1.0, come richiesto in [6]. Inoltre, in questo caso, la resistenza è moltiplicata per ak_mod di 1.1 (Classe di servizio 2) a causa della durata del carico istantanea. In questo esempio, la colonna ha un rapporto di 0,47 ≤ 1,00 e l'impatto dell'autovettura è così progettato. Il progetto funziona anche con il valore di ak_mod di 0,9 (Classe di servizio 3).

Progettazione eseguita per colonna colpita da auto

Come già spiegato, vale la pena dare un'occhiata al completo fallimento della colonna (fig. A tale scopo, non è necessario considerare il fallimento o l'eliminazione dell'asta in un file separato. La colonna può essere facilmente disattivata per combinazioni di carico specifiche. Per il completo fallimento della colonna, sarà creata una nuova combinazione di carico in cui è incluso solo il peso proprio e la colonna è disattivata nei parametri di calcolo.

Disattivazione della colonna per determinate combinazioni di carico

Poiché la struttura è certamente vincolata immediatamente dopo la rottura della colonna, per questa combinazione di carico può essere applicata una durata di carico "istantanea". La verifica dell'arcareccio sotto il peso proprio per la situazione di progetto accidentale ammonta a 0,48 ≤ 1,00 (TIMBER Pro Caso 3).

Progettazione di arcarecci per la rottura completa della colonna

Progettazione di giunti e fondazioni

Inoltre, gli elementi di fissaggio devono essere controllati in caso di impatto. Pertanto, è necessario verificare che la base della colonna e il collegamento della colonna all'arcareccio sopra siano sufficientemente dimensionati. Il tipo di struttura determina se il carico d'impatto deve essere trasferito nella fondazione o meno. In [5] , NDP to 4.1 (1), Nota 3, il trasferimento delle forze generalmente non governa per gli edifici. Questa affermazione è vera per la tettoia per auto menzionata nell'esempio.