Progettazione di pilastri in legno secondo NDS 2018 utilizzando il modulo AWC RF-/TIMBER

Articolo tecnico

Ritorna a Knowledge Base

[EN] KB 001714 | Progettazione di colonne di legno secondo NDS 2018 utilizzando il modulo AWC RF-...

Ritorna a Knowledge Base

Questo articolo è stato tradotto da Google Traduttore

Visualizza il testo originale

14. giugno 2021

001714

In questo articolo, viene verificata una sezione di legno (38,1 mm x 88,9 mm) soggetta a flessione bi-assiale e compressione assiale utilizzando il modulo aggiuntivo RF-/TIMBER AWC. Le proprietà dell'asta della colonna e il suo carico si basano sull'esempio E1.8 degli esempi di progettazione strutturale in legno AWC 2015/2018.

L'asta è un pino meridionale n. 2, dimensioni 2x4 nominali (1,5 pollici x 3,5 pollici), lungo 3 piedi ed è usato come un travatura reticolare. Il supporto laterale è fornito solo alle estremità dell'asta ed è considerato incernierato. Il carico permanente (DL), il carico da neve (SL) e il carico del vento (WL) vengono applicati al punto superiore e centrale dell'asta della colonna come mostrato di seguito.

Le proprietà dell'asta vengono visualizzate dopo aver selezionato la sezione trasversale e il materiale appropriati nel programma.

Coefficienti di aggiustamento nella tabella 4.3.1 dell'NDS 2018 per la progettazione con ASD

I_{valori di progetto di} riferimento (F b, F_c ed E_min ) sono moltiplicati per i coefficienti di aggiustamento pertinenti per determinare i valori di progetto aggiustati. Per il legno segato, questi fattori sono riportati nella tabella 4.3.1 [1] . Esistono undici diversi fattori di regolazione per il progetto ASD. Molti di questi fattori sono uguali a 1.0 nell'esempio NDS [2]. Tuttavia, quanto segue spiega brevemente come RF-/TIMBER AWC considera i singoli fattori.

Fattori calcolati dal programma

C_{Immagine 01 - Colonna di legno} ... Coefficiente di stabilità della trave. Dipende dalla geometria e dal vincolo laterale dell'asta come descritto nella Sezione 3.3.3 [1] . Questo fattore viene calcolato automaticamente in RF-/TIMBER. (Nota: La lunghezza efficace l_e per il calcolo di C_L è definita dall'utente nella finestra del modulo "1.7 Lunghezze effettive" di RF-/TIMBER AWC. L'opzione "Acc. alla Tabella 3.3.3 "deve essere selezionato con il caso di carico corrispondente). La figura seguente mostra il caso di carico che si applica a questo esempio.

C_[F9] ... Coefficiente di dimensione. Dipende dall'altezza e dallo spessore dell'asta secondo la Sezione 4.3.6 [1] . Questo fattore è determinato automaticamente in RF-/TIMBER AWC.

C_fu ... Coefficiente di planarità. Tiene conto della flessione dell'asse minore dell'asta secondo la Sezione 4.3.7 [1] . Questo fattore viene calcolato automaticamente in RF-/TIMBER AWC.

C_P ... Coefficiente di stabilità della colonna. Dipende dalla geometria, dalle condizioni di vincolo all'estremità dell'asta e dal vincolo laterale dell'asta come descritto nella Sezione 3.7.1 [1] . Se un'asta di compressione è completamente supportata per l'intera lunghezza, C_P = 1.0. Questo fattore viene calcolato automaticamente in RF-/TIMBER AWC per le direzioni degli assi forti e deboli.

Fattori definiti dall'utente

C_d ... Fattore della durata del carico. Prende in considerazione i diversi tempi di carico in base al caso di carico come il carico proprio, da neve e da vento secondo la Sezione 4.3.2 [1] . Selezionando "ASCE 7-16 NDS (Timber)" come standard in RFEM si attiva l'opzione "Durata azione" nella finestra di dialogo "Casi di carico". L'impostazione predefinita della classe di durata del carico (permanente, 10 anni, ecc.) Si basa sulla "categoria di azione" del caso di carico. Questa impostazione può essere modificata dall'utente in RFEM o RF-/TIMBER AWC. Il valore selezionato dal programma si basa sulla tabella 2.3.2 [1] .

C_M ... Coefficiente di umidità. Prende in considerazione le condizioni di umidità dell'asta secondo la Sezione 4.1.4 [1] . In RF-/TIMBER AWC, è possibile selezionare "Bagnato" o "Asciutto" nella colonna "Condizione di umidità".

C_t ... Coefficiente di temperatura. Tiene conto di quanto l'asta è esposta a temperature elevate fino a 100, da 100 a 125 e da 125 a 150 ° F, come descritto nella Sezione 2.3.3 [1] . È possibile selezionare tre intervalli di temperatura in RF-/TIMBER AWC nella sezione "Condizioni climatiche". Il valore selezionato dal programma si basa sulla tabella 2.3.3 [1] .

C_i ... Coefficiente di perforazione. Tiene conto della perdita di area, causata da piccoli tagli nell'asta, che si verificano quando viene trattata con conservazione al fine di prevenire il degrado, come descritto nella Sezione 4.3.8 [1] . In RF-/TIMBER AWC, è possibile selezionare l'opzione "Non-perforato" o "Perforato" nella sezione "Parametri di progetto aggiuntivi".

C_r ... Coefficiente ripetitivo Viene utilizzato quando diverse aste lavorano insieme per distribuire correttamente un carico come descritto nella Sezione 4.3.9 [1]. C_t = 1,15 per le aste che soddisfano i criteri per distanze ravvicinate e collegamento mediante guaina o simili. In RF-/TIMBER AWC, è possibile selezionare "Non ripetuto" o "Ripetuto" nella sezione "Parametri di progetto aggiuntivi".

Nota: Se necessario, i valori basati sulla norma dei coefficienti di aggiustamento definiti dall'utente possono essere modificati con l'opzione "Standard".

Fattori esclusi dal programma

C_T ... Coefficiente di rigidezza per instabilità Tiene conto del contributo del rivestimento di compensato alla resistenza all'instabilità delle correnti di travatura reticolare in compressione secondo la Sezione 4.4.2 [1] . Questo coefficiente viene utilizzato per aumentare E_min dell'asta. C_T può essere calcolato manualmente utilizzando l'equazione 4.4-1 [1] o assunto in modo conservativo come 1.0.

C_b ... Coefficiente della superficie del supporto Viene utilizzato per aumentare i valori di progetto della compressione (F_cp ) per carichi concentrati trasversali alla direzione della fibratura secondo la Sezione 3.10.4 [1] . C_b può essere calcolato manualmente utilizzando l'equazione 3.10-2 [1] o, in modo conservativo, assunto come 1.0.

Tensione effettiva nell'asta della colonna

In questo esempio, la combinazione di carico è semplificata in CO1: DL + SL + WL.

Tensione di compressione dal carico proprio e da neve, f_c = 171 psi

Tensione di flessione dell'asse forte dal carico del vento, f_bx = f_b1 = 353 psi

Tensione di flessione dell'asse debole dal peso proprio e dal carico da neve, f_per = f_b2 = 1.029 psi

Determinazione dei valori di progetto regolati secondo NDS 2018 Tabella 4.3.1 Metodo ASD

_{Valore critico di progetto dell'instabilità per l'} asta compressa nell'asse maggiore, F cEx

Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse maggiore, FcEx

$F_{cEx} = F_{cE 1} = \frac{0.822 \cdot E_{\min}'}{{[\frac{l_{e 1}}{d_{1}}]}^{2}} F_{cEx} = F_{cE 1} = \frac{0.822 \cdot 510, 000 psi}{{[\frac{36.0 in}{3.5 in}]}^{2}} F_{cEx} = F_{cE 1} = 3, 963 psi$

F_cEx	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse maggiore, psi
E_min'	= E_min ⋅ C_M ⋅ C_T ⋅ C_i = 510.000 psi
l_e1	Lunghezza efficace = 36,0 pollici
d₁	Altezza dell'asta = 3,5 in

Valore critico di progetto_{dell'instabilità per l'asta di compressione sull'asse minore, F cEy}

Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse minore, FcEy

$F_{cEy} = F_{cE 2} = \frac{0.822 \cdot E_{\min}'}{{[\frac{l_{e 2}}{d_{2}}]}^{2}} F_{cEy} = F_{cE 2} = \frac{0.822 \cdot 510, 000 psi}{{[\frac{36.0 in}{1.5 in}]}^{2}} F_{cEy} = F_{cE 2} = 728 psi$

F_cEy	Instabilità di progetto critica per l'asta di compressione sull'asse minore, psi
E_min'	= E_min ⋅ C_M ⋅ C_T ⋅ C_i = 510.000 psi
l_e2	Lunghezza efficace = 36,0 pollici
d₂	Spessore dell'asta = 1,5 in

Valore di progetto della compressione modificato in direzione della fibratura, F_{c '}

Valore di progetto della compressione modificato in direzione della fibratura, Fc '

$F_{c}' = F_{cy}' = F_{c} \cdot C_{D} \cdot C_{M} \cdot C_{t} \cdot C_{F} \cdot C_{i} \cdot C_{P} F_{c}' = F_{cy}' = 1, 450 psi \cdot 1.6 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 0.29 F_{c}' = F_{cy}' = 673 psi$

f_c'	Valore di progetto della compressione modificato in direzione della fibratura, psi
f_C	Valori di progetto della compressione di riferimento in direzione della fibratura, psi
C_D	Fattore della durata del carico
C_M	Coefficiente di umidità di esercizio
C_t	Coefficiente di temperatura
C_F	Coefficente dimensionale
C_i	Coefficiente di incisione
C_P	Coefficiente di stabilità della colonna

Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta flettente, F_bE

Valore critico di progetto dell'instabilità per asta flettente, FbE

$F_{bE} = \frac{1.20 \cdot E_{\min}'}{{R_{B}}^{2}} F_{bE} = \frac{1.20 \cdot 510, 000 psi}{{9.65}^{2}} F_{bE} = 6, 577 psi$

F_bE	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta flettente, psi
E_min'	= E_min ⋅ C_M ⋅ C_T ⋅ C_i = 510.000 psi
R_B	Rapporto di snellezza = 9,65 <50 (equazione NDS 3.3-5)

Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse maggiore, F_{bx '}

Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse principale 'Fbx'

$F_{bx}' = F_{b 1} = F_{b} \cdot C_{D} \cdot C_{M} \cdot C_{L} \cdot C_{t} \cdot C_{F} \cdot C_{i} \cdot C_{r} F_{bx}' = F_{b 1} = 1, 100 psi \cdot 1.6 \cdot 1.0 \cdot 0.982 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 F_{bx}' = F_{b 1} = 1, 729 psi$

f_bX'	Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse maggiore, psi
F_b	Valore di riferimento del progetto di piegatura, psi
C_D	Coefficiente di pienezza
C_M	Coefficiente di umidità di esercizio
C_L	Coefficiente di stabilità della trave
C_t	Coefficiente di temperatura
C_F	Coefficente dimensionale
C_i	Coefficiente di incisione
C_r	Fattore per azione continua

Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse minore, F_{di '}

Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse minore 'Fby'

$F_{by}' = F_{b 2} = F_{b} \cdot C_{D} \cdot C_{M} \cdot C_{L} \cdot C_{t} \cdot C_{fu} \cdot C_{F} \cdot C_{i} \cdot C_{r} F_{by}' = F_{b 2} = 1, 100 psi \cdot 1.6 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.1 \cdot 1.0 \cdot 1.0 \cdot 1.0 F_{by}' = F_{b 2} = 1, 936 psi$

f_bY'	Valore di progetto modificato per la flessione minore dell'asse, psi
F_b	Valore di riferimento del progetto di piegatura, psi
C_D	Coefficiente di pienezza
C_M	Coefficiente di umidità di esercizio
C_L	Coefficiente di stabilità della trave
C_t	Coefficiente di temperatura
C_fu	coefficiente di sbandamento laterale
C_F	Coefficente dimensionale
C_i	Coefficiente di incisione
C_r	Fattore dell'asta ripetuta

Utilizzo della flessione biassiale e della pressione centrica combinate

Inserendo le tensioni effettive e i limiti di progetto mostrati sopra nell'equazione NDS 3.9-3 [1] , il rapporto di progetto finale è mostrato di seguito.

Utilizzo della flessione biassiale e della pressione centrica combinate

${(\frac{f_{c}}{F_{c}'})}^{2} + \frac{f_{bx}}{F_{bx}' \cdot [1 - (\frac{f_{c}}{F_{cEx}})]} + \frac{f_{by}}{F_{by}' \cdot [1 - (\frac{f_{c}}{F_{cEy}}) - {(\frac{f_{bx}}{F_{bE}})}^{2}]} ⩽ 1.0 {(\frac{171}{673})}^{2} + \frac{353}{1, 729 \cdot [1 - (\frac{171}{3, 965})]} + \frac{1, 029}{1, 936 \cdot [1 - (\frac{171}{728}) - {(\frac{353}{6, 577})}^{2}]} = 0.98$

f_c	Tensione di compressione da carico da neve
f_c'	Valore di progetto della compressione modificato in direzione della fibratura
[F5]_bx	Tensione di flessione dell'asse forte dal carico del vento
f_bX'	Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse maggiore
F_cEx	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse maggiore
[F5]_By	Tensione di flessione dell'asse debole da peso proprio e carico da neve
f_bY'	Valore di progetto modificato per la flessione dell'asse minore
F_cEy	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse minore
F_bE	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta flettente

Ed equazione 3.9-4 [1]

Utilizzo della flessione biassiale e della pressione centrica combinate

$\frac{f_{c}}{F_{cEy}} + {(\frac{f_{bx}}{F_{bE}})}^{2} \leq 1.0 \frac{171}{728} + {(\frac{353}{6, 577})}^{2} = 0.24$

f_c	Tensione di compressione da carico da neve
F_cEy	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta compressa nell'asse minore
[F5]_bx	Tensione di flessione dell'asse forte dal carico del vento
F_bE	Valore critico di progetto dell'instabilità per l'asta flettente

Risultato in RF-/TIMBER AWC

È possibile confrontare i singoli fattori di correzione e i valori di progetto modificati dal metodo di calcolo manuale analitico con il riepilogo dei risultati in RF-/TIMBER AWC. Come mostrato, i risultati sono identici. Il rapporto finale determinante di 0,98 si basa sull'analisi geometricamente lineare (1 ° ordine) e sul metodo di calcolo. Si noti che l'impostazione predefinita per la combinazione di carico in RFEM è impostata sulla teoria del secondo ordine. Ciò si traduce in un rapporto leggermente maggiore di 1,03. L'utente può selezionare il metodo più adatto alla struttura nei "Parametri di calcolo".

Autore

Cisca Tjoa, PE

Ingegnere dell'assistenza tecnica

Cisca è responsabile dell'assistenza tecnica ai clienti e dello sviluppo continuo dei programmi per il mercato nordamericano.

Parole chiave

progettazione Legno colonna NDS AWC Asta della colonna

Riferimento

[1]	National Design Specification (NDS) for Wood Construction 2018 Edition
[2]	Structural Wood Design Examples

Link

Software di calcolo strutturale per strutture in legno

Scrivi un commento...

0 Commento

0 0

Contattaci

Contatta Dlubal

Ha altre domande o ha bisogno di consigli? Contattaci via telefono, e-mail, chat o forum o trova soluzioni suggerite e consigli utili nella nostra pagina delle domande frequenti disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Domande frequenti (FAQ)

Invia una domanda individuale

+39 051 9525 443

[email protected]

Vai a
Eventi
Video
Modelli
Knowledge Base
Screenshot
Caratteristiche del prodotto
Domande frequenti
Progetti clienti

Eventi consigliati

RFEM 6 | Studenti | Introduzione alle costruzioni in legno

Corsi di formazione online 25. maggio 2022 16:00 - 17:00 CEST

$ADM 2020 Verifica dell'alluminio in\n RFEM 6$

ADM 2020 Verifica dell'alluminio in RFEM 6

Webinar 25. maggio 2022 14:00 - 15:00 EST

Eurocodice 5 | Strutture in legno secondo DIN EN 1995-1-1

Corsi di formazione online 15. giugno 2022 8:30 - 12:30 CEST

Analisi dello spettro di risposta ASCE 7-16 in RFEM 6

Webinar 5. maggio 2022 14:00 - 15:00 EST

Progettazione di tensostrutture a membrana in RFEM 6

Webinar 17. marzo 2022 14:00 - 15:00 EST

Calcolo e verifica di strutture in legno in RFEM 6 ed RSTAB 9

Webinar 16. febbraio 2022 10:00 - 11:00 CET

$Considerazione delle fasi costruttive\n in RFEM 6$

Considerazione delle fasi costruttive in RFEM 6

Webinar 13. gennaio 2022 14:00 - 15:00 CET

Verifica acciaio AISC 360-16 in RFEM 6

Webinar 14. dicembre 2021 14:00 - 15:00 EST

Introduzione al nuovo RFEM 6

Webinar 11. novembre 2021 14:00 - 15:00 EST

Modellazione e progettazione di strutture in legno in RFEM 6 e RSTAB 9

Webinar 11. novembre 2021 14:00 - 15:00 CET

Verifiche di stabilità di strutture metalliche in RFEM e RSTAB

Webinar 7. settembre 2021 14:00 - 14:45 CEST

Verifica vetro con Dlubal Software

Webinar 8. giugno 2021 14:00 - 14:45 CEST

Documentazione dei risultati nella relazione di calcolo di RFEM 5

Webinar 19. maggio 2021 14:00 - 14:45 CEST

Analisi time history di un'esplosione in RFEM

Analisi dello storico dei tempi di esplosione in RFEM

Webinar 13. maggio 2021 14:00 - 15:00 EST

Strutture in legno | Parte 2: Verifica

Webinar 11. maggio 2021 14:00 - 15:00 CEST

Strutture di legno | Parte 1: Modellazione, input carichi, combinazioni

Strutture in legno | Parte 1: Modellazione, input carichi, combinazioni

Webinar 4. maggio 2021 14:00 - 15:00 CEST

Verifica di instabilità di piastre e gusci con Dlubal Software

Webinar 30. marzo 2021 14:00 - 14:45 CEST

Gli errori utente più comuni in RFEM e RSTAB

Webinar 25. marzo 2021 14:00 - 14:45 CET

CSA S16: 19 Progettazione di strutture in acciaio in RFEM

Webinar 10. marzo 2021 14:00 - 15:00 EST

Gli errori utente più comuni con RFEM e RSTAB

Webinar 4. febbraio 2021 14:00 - 15:00 CET

Altri eventi

Video

[EN] KB 001714 | Progettazione di colonne di legno secondo NDS 2018 utilizzando il modulo AWC RF-...

Durata 1:03 min

[EN] KB 001714 | Timber Beam-Column Design per NDS 2018 Using RF-/TIMBER AWC Module

Durata 1:01 min

Vincoli di progetto in RFEM 6

Durata 1:27 min

Progettazione di aste in legno NDS 2018 in RFEM 6

Durata 1:05:17 min

Calcolo e verifica di strutture in legno in RFEM 6 ed RSTAB 9

Durata 1:16:58 min

Lunghezze efficaci per la colonna nella verifica in legno

Durata 1:06 min

Considera le fasi costruttive in RFEM 6

Durata 52:30 min

Progettazione di aste rastremate in legno

Durata 1:10 min

Materiale ortotropo

Durata 1:00 min

Riduzioni della sezione locale dell'asta in RFEM 6

Durata 1:00 min

Modellazione e progettazione di strutture in legno in RFEM 6 e RSTAB 9

Durata 1:13:45 min

Training online | RFEM per studenti | USA | August 11, 2021

Durata 3:02:59 min

Training online | RFEM per studenti | Parte 3 | 15.06.2021

Durata 2:50:30 min

[EN] KB 000967 | Database di modelli di fondazione

Durata 1:02 min

[EN] KB 000946 | Immissione del carico separata per la progettazione di strutture o fondazioni

Durata 0:40 min

Modelli da scaricare

Colonna di legno

Scala con vincolo esterno di attrito

209x

25x

Travetti in legno e struttura a trave | NDS 2018

252x

39x

Struttura del telaio in legno | NDS 2018

191x

35x

Capannone di legno | EN 1995

197x

20x

Soffitto con travi di legno supportate da travi discendenti

253x

19x

Trave reticolare dalla formazione online | Tutorial su RFEM 6 con Rhino e Grasshopper

Padiglione

Padiglione

Trave rastremata in legno

Trave di legno

Struttura in legno con supporti di progettazione

Sala di legno

Capannone in legno a volta

517x

100x

Pergolato con travetti

Cupola geodetica

Sezione ferroviaria

Interazione parziale - Metodi di modellazione supportata per software

289x

40x

Collegamento di travi in legno

216x

38x

Pergolato in legno

Altri modelli da scaricare

Articoli tecnici della Knowledge Base

Nuovo

Salvataggio di modelli come blocchi in RFEM 6

In RFEM 6 è possibile salvare gli oggetti selezionati, così come intere strutture, come blocchi e riutilizzarli in altri modelli. Si possono distinguere tre tipi di blocchi: blocchi non parametrizzati, parametrizzati e dinamici (tramite JavaScript). Questo articolo si concentrerà sul primo tipo di blocco (non parametrizzato).

Nuovo Generazione di carichi da neve in RFEM 6 secondo ASCE/SEI 7-16 e EN 1991-1-3 Nuovo Rappresentanti dell'asta (set) in RFEM 6 Nuovo Analisi di stabilità di una trave a cuneo in legno in RFEM 6 secondo il metodo dell'asta equivalente Immissione separata del carico per la struttura o il progetto della fondazione

Altri articoli da Knowledge Base

Screenshot

Colonna di legno

Proprietà della sezione trasversale del legno segato 2x4

Proprietà del materiale del pino meridionale

Lunghezza efficace per il coefficiente_{C L.}

Opzione per i coefficienti di aggiustamento

rapporto di verifica

Colonna in trave di legno

Pergola con copertura orizzontale

Modulo aggiuntivo RF-/TIMBER AWC per RFEM/RSTAB | Progettazione di aste in legno secondo ANSI/AWC NDS-2015 (codice USA)

RF-/JOINTS Timber - Modulo aggiuntivo Timber to Timber per RFEM/RSTAB | Progettazione di collegamenti diretti in legno secondo l'Eurocodice 5

Stadio per hockey su ghiaccio in legno lamellare | (c) www.wiehag.com

Modulo aggiuntivo RF-/TIMBER SANS per RFEM/RSTAB | Progettazione di aste in legno secondo SANS 10163 (codice sudafricano)

RF-TIMBER NBR

Articoli sulle caratteristiche del prodotto

Modifica della configurazione dello stato limite ultimo - Progettazione di strutture in legno secondo EN 1995

Nuovo

Verifica legno | Resistenza e stabilità | Input

Il sistema strutturale viene inserito e le forze interne sono calcolate nei programmi RFEM e RSTAB. È possibile accedere a un'ampia libreria di materiali e sezioni trasversali.

La verifica in legno è completamente integrata nei programmi principali e tiene conto automaticamente della struttura e dei risultati di calcolo disponibili. Ulteriori voci per il progetto del legno, come lunghezze efficaci, riduzioni della sezione trasversale o parametri di progetto, sono assegnate agli oggetti da progettare. È possibile selezionare gli elementi graficamente utilizzando la funzione [Seleziona].

Nuovo Verifica legno | Visualizzazione grafica della forma modale per l'analisi di stabilità flesso-torsionale Nuovo Verifica legno | Regolazione manuale delle lunghezze di riferimento e segmentazione per direzione Nuovo Verifica legno | Considerazione della posizione degli irrigidimenti torsionali laterali

Altri articoli dalle caratteristiche del prodotto

Domande frequenti (FAQ)