Determinazione del carico di punzonatura agli angoli e ai terminali delle pareti
A differenza delle colonne isolate (o dei supporti nodali), il carico di punzonatura ai terminali e agli angoli delle pareti non può essere dedotto direttamente dalla forza normale del pilastro (o forza di supporto). In RF-STANZ Pro viene analizzato l'andamento della forza trasversale vmax,b nella piastra collegata e il carico di punzonatura viene determinato dalla forza trasversale nel perimetro critico di punzonatura.
Un articolo specialistico separato ha già trattato questo argomento e ha descritto le opzioni disponibili nella maschera "1.5 Nodi di punzonatura" e il procedimento generale per la determinazione del carico.
Forze interne superficiali in RFEM
In linea di principio, si dovrebbe innanzitutto rilevare che il carico di punzonatura VEd non viene determinato da una forza di supporto di un supporto lineare o da una forza normale o a membrana di una parete, ma le forze trasversali nella piastra analizzata per il punzonamento vengono valutate.
Viene utilizzato il valore massimo principale vmax,b da RFEM, che è disponibile nei risultati dei casi di carico, delle combinazioni di carico o delle combinazioni di risultati. La definizione di vmax,b è descritta nella Sezione 8.16 in [1]. Pertanto, si ha:
In alternativa, questo capitolo può essere letto anche nel manuale online di RFEM 5.
Influenza delle singolarità
Se in un punto di punzonatura da verificare è presente una singolarità o un valore di picco nell'andamento della forza trasversale, ciò influenza anche il carico di punzonatura VEd determinato nel perimetro critico di punzonatura.
Nel seguente esempio si intende analizzare il punzonamento in una piastra di fondazione a un terminale di parete. RF-STANZ Pro rileva il valore massimo principale vmax,b presente nella piastra. Si veda l'immagine 02 seguente.
Il problema qui è che la rete FE è stata generata troppo grossolanamente e il perimetro critico di punzonatura attraversa i valori di picco della forza trasversale vmax,b.
Il modulo riconosce la rete FE insufficiente e nella maschera 2.1 emette l'avviso n. 56.
Un'opzionale denfilamento della rete FE affina la rete troppo grossolana nell'area del punto di punzonatura, risolvendo l'avviso n. 56. Tuttavia, il densamento della rete FE può portare a un aumento del valore di picco della forza trasversale nel perimetro critico, influenzando negativamente e aumentando il valore determinato del carico di punzonatura VEd.
Se il valore di picco della forza trasversale nel perimetro critico viene influenzato negativamente dal densamento della rete FE, è spesso consigliabile controllare il modello inserito in termini di modellazione. In [2] vengono affrontate diverse "fonti di errore" che influenzano notevolmente l'andamento delle forze interne sulla superficie e quindi il carico di punzonatura VEd determinato in RF-STANZ Pro.
Ottimizzazione del modello in termini di geometria
Nel presente esempio si può raggiungere un andamento delle forze trasversali nella piastra e, infine, nel perimetro critico, attraverso una rappresentazione più "realistica" della piastra di fondazione. Le linee di confinamento della piastra di fondazione sono state poste sugli assi del sistema delle pareti emergenti in una prima variante del modello. In un'altra variante, il bordo della piastra di fondazione non è stato posto sugli assi del sistema delle pareti, ma inserito secondo il bordo "reale" della piastra di fondazione. Ciò consente di influenzare notevolmente l'andamento delle forze trasversali nel perimetro critico.
Nell'immagine 05 seguente è visibile il confronto tra le due varianti menzionate.
Rispetto alla prima variante, ciò ha anche il vantaggio che la distanza più realistica dal bordo esterno della piastra di fondazione viene riconosciuta automaticamente in RF-STANZ Pro e quindi la lunghezza del perimetro critico viene impostata in modo più favorevole.
Ottimizzazione del modello in termini di supporto
Un altro modo per influenzare favorevolmente l'andamento delle forze trasversali nella piastra di fondazione considerata è la considerazione differenziata del supporto elastico impostato.
Di solito, in RFEM viene utilizzata una molla costante su tutta la piastra di fondazione come supporto elastico. RFEM offre tuttavia opzioni, oltre alla molla costante, per rappresentare più favorevolmente il supporto elastico.
Un'opzione è, ad esempio, l'approccio delle molle di bordo o angolari, che possono influenzare favorevolmente l'andamento delle forze trasversali nella piastra di fondazione. Su questo argomento c'è un altro articolo specialistico, nel quale vengono spiegati i fondamenti teorici del metodo del modulo di reazione (modificato).
Nella grafica seguente è visibile il confronto delle forze trasversali nel perimetro critico senza (in alto nell'immagine) e con (in basso nell'immagine) molle di bordo applicate al modello con sporgenza.
In aggiunta a ciò, va menzionato il modulo aggiuntivo RF-SOILIN, con il quale - in alternativa al modello con le molle di bordo - è possibile raggiungere un approccio più realistico del supporto elastico, influenzando positivamente anche l'andamento delle forze trasversali nel perimetro critico.
Impostazioni in RF-STANZ Pro
Di default, in RF-STANZ Pro il carico di punzonatura viene determinato sull'"andamento non smussato delle forze trasversali nel perimetro critico". Con le ottimizzazioni sopra menzionate, questa opzione dovrebbe generalmente essere mantenuta nella maschera 1.5 del modulo. Tuttavia, se nonostante le ottimizzazioni menzionate viene ancora determinato un valore di picco della forza trasversale nel perimetro critico, l'utente ha anche a disposizione l'opzione "forza trasversale smussata nel perimetro critico".
Nel caso dell'approccio della forza trasversale media nel perimetro critico, bisogna anche considerare l'effetto del fattore di aumento del carico ß, che può essere determinato, ad esempio, mediante il modello a settori. Anche su questo punto esiste un articolo specialistico di approfondimento.
Conclusione
In sintesi, si può affermare che, nel caso di grandi sfruttamenti nella verifica di punzonatura ai terminali o agli angoli delle pareti, l'utente dovrebbe sempre controllare la grandezza del carico di punzonatura applicato.
In questo contesto, è sempre importante considerare l'andamento delle forze trasversali nel perimetro critico e verificare se eventuali adattamenti o ottimizzazioni al modello possano portare a un andamento più favorevole della forza trasversale vmax,b nella piastra.
Le ottimizzazioni menzionate riguardo la modellazione e il supporto non possono tuttavia costituire una direttiva generale, ma devono essere valutate caso per caso dall'utente in base alla situazione e implementate, se necessario, in una forma specifica del modello modificata.