Verifica di giunti di tipo K tra le sezioni CHS secondo EN 1993-1-8

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Trave reticolare spaziale

generale

Le strutture reticolari snelle realizzate con sezioni trasversali chiuse sono molto diffuse in architettura. Grazie alla produzione assistita da computer di tagli e geometrie di collegamento, è possibile avere anche nodi spaziali complessi. Questo articolo tecnico si occupa della progettazione di un nodo K. La definizione del nodo ed il progetto, in particolare, sono descritti in dettaglio.

Travature reticolari spaziali curve in CHS saldato

Dettagli del modello

Materiale: S355
Sezione trasversale della corda: RO 108x6.3 | DIN 2448, DIN 2458
Sezione trasversale del puntone: RO 60.3x4 | DIN 2448, DIN 2458
Dimensioni: vedi grafico

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Dimensioni della travatura reticolare

Assegnare il nodo al tipo di giunto

Il tipo di collegamento per un nodo di sezione cava non è definito solo dalla geometria, ma anche dall'orientamento delle forze assiali nei puntoni. Nel nostro esempio, c'è una forza di trazione nell'asta nr. 35 (puntone 1) e una forza di compressione nell'asta nr. 36 (puntone 2) sul nodo nr. 28 da progettare. Data questa distribuzione delle forze interne e dei momenti, il tipo di giunto è un nodo K. Se ci fosse compressione o trazione in entrambi i puntoni, il tipo di collegamento sarebbe un nodo a Y.

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Distribuzione delle forze interne per la forza assiale

Verifica dei limiti di validità

Il rispetto dei limiti di validità è fondamentale per qualsiasi progetto. Il rapporto tra i diametri dei puntoni e delle corde è importante. Se non è nell'intervallo di 0,2 ≤ d_i/d_o ≤ 1,0, è impossibile eseguire il progetto. Il rapporto tra_i diametri d i/d_o è anche definito β. La norma europea EN 1993-1-8 [1] specifica nella Tabella 7.1 i limiti di validità per i puntoni e le aste della corrente, così come una limitazione della sovrapposizione dei puntoni. Se si desidera avere uno spazio tra i puntoni, è necessario osservare anche_{una dimensione minima di g ≥ t 1} + t_2. t è il rispettivo spessore della parete dei puntoni. Anche i componenti strutturali soggetti a compressione devono essere classificati nelle classi di sezione 1 o 2. Si esegue un controllo corrispondente secondo EN 1993-1-1 [2], capitolo 5.5.

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Visualizzazione della finestra 1.3 Geometria in RF-/HSS

Processo di progettazione

Nel nostro esempio, la connessione soddisfa i limiti di validità secondo la Tabella 7.1. Pertanto, è sufficiente secondo EN 1993-1-8, Capitolo 7.4.1 (2) per analizzare l'asta della corrente per la rottura della flangia e il taglio da punzonamento.

Rottura della flangia di un'asta di corrente dovuta alla forza assiale secondo EN 1993-1-8, tabella 7.2, riga 3.2:

Determinazione del rapporto diametro-parete γ

γ = 8,57

Determinazione del coefficiente k_g

k_g = 1,72

Determinazione del coefficiente di trazione della corrente k_p

f_p è la tensione della corrente dalla forza assiale N_p e il momento aggiuntivo dall'eccentricità. Poiché ci sono compressione e trazione nella corda, si assume che N_p = 0. Inoltre, l'eccentricità del giunto è così piccola che non è necessario considerare un momento aggiuntivo da qualsiasi collegamento eccentrico dei puntoni. Quindi, il coefficiente ausiliario f_p è zero. La regola dei segni per le forze di compressione e trazione in RFEM e RSTAB differisce da quelle della norma europea EN 1993-1-8. Pertanto, la formula per k_p è stata modificata.

k_p = 1,0

Determinazione della forza interna limite ammissibile N_Rd

N_{1, Rd} = N_{2, Rd} = 257,36 kN

N_{1, Ed}/N_{1, Rd} = 197,56/257,36 = 0,77 <1,0

N_{2, Ed}/N_{2, Rd} = 186,89/257,36 = 0,73 <1,0

Punzonatura dell'asta della corrente a causa della forza assiale secondo EN 1993-1-8, Tabella 7.2, riga 4:

Determinazione della forza interna limite ammissibile N_Rd

N_{1, Rd} = N_{2, Rd} = 417,58 kN

N_{1, Ed}/N_{1, Rd} = 197,56/417,58 = 0,47 <1,0

N_{2, Ed}/N_{2, Rd} = 186,89/417,58 = 0,45 <1,0

Rottura della flangia di un'asta della corrente a causa del momento M_op secondo EN 1993-1-8, tabella 7.5, riga 2:

Questo progetto è rilevante solo per le strutture 3D dove i momenti possono verificarsi anche dal piano della travatura reticolare.

Determinazione della forza interna limite ammissibile M_{op, Rd}

M_{op, 1, Rd} = M_{op, 2, Rd} = 5,92 kNm

M_{op, 1, Ed}/M_{op, 1, Rd} = 0,08/5,92 = 0,01 <1,0

M_{op, 2, Ed}/M_{op, 2, Rd} = 0,01/5,92 = 0,00 <1,0

Rottura della flangia di un'asta della corrente a causa del momento M_ip secondo EN 1993-1-8, tabella 7.5, riga 1:

Determinazione della forza interna limite ammissibile M_{ip, Rd}

M_{ip, 1, Rd} = M_{ip, 2, Rd} = 9,53 kNm

M_{ip, 1, Ed}/M_{ip, 1, Rd} = 0,37/9,53 = 0,04 <1,0

M_{ip, 2, Ed}/M_{ip, 2, Rd} = 0,14/9,53 = 0,01 <1,0

Punzonatura dell'asta della corrente a causa del momento M_op secondo EN 1993-1-8, Tabella 7.5, riga 3.2:

Questo progetto è rilevante solo per le strutture 3D dove i momenti possono verificarsi anche dal piano della travatura reticolare.

Determinazione della forza interna limite ammissibile M_{op, Rd}

M_{op, 1, Rd} = M_{op, 2, Rd} = 8,70 kNm

M_{op, 1, Ed}/M_{op, 1, Rd} = 0,08/8,70 = 0,01 <1,0

M_{op, 2, Ed}/M_{op, 2, Rd} = 0,01/8,70 = 0,00 <1,0

Punzonatura dell'asta della corrente a causa del momento M_ip secondo EN 1993-1-8, Tabella 7.5, riga 3.1:

Determinazione della forza interna limite ammissibile M_{ip, Rd}

M_{ip, 1, Rd} = M_{ip, 2, Rd} = 7,33 kNm

M_{ip, 1, Ed}/M_{ip, 1, Rd} = 0,37/7,33 = 0,05 <1,0

M_{ip, 2, Ed}/M_{ip, 2, Rd} = 0,14/7,33 = 0,02 <1,0

Condizioni di interazione secondo EN 1993-1-8, Capitolo 7.4.2, Equazione 7.3:

In questa fase di progettazione, i puntoni sono progettati per il carico condiviso dalla forza assiale e dalla flessione. Attualmente, qui viene considerata solo la flessione perpendicolare al piano della travatura reticolare.

Sommario

L'articolo tecnico mostra che il progetto per un nodo K non è banale. Con il modulo aggiuntivo RF-/HSS, Dlubal offre uno strumento per la progettazione di tutti i tipi di nodali definiti nella norma europea, per le sezioni CHS e SHS e RHS.