Asta di legno soggetta a compressione perpendicolare alla fibratura secondo NDS 2018 e CSA O86:19

Limitazioni del software

In tutti i programmi di verifica FEA generali, incluso RFEM, ogni asta è rappresentata da un singolo elemento lineare situato al baricentro della sezione. Questo è indicato come vista di rendering 'wireframe'. L'asta include informazioni interne come le proprietà del materiale e le proprietà geometriche tra cui larghezza e altezza da utilizzare sia nell'analisi che nei calcoli di progetto. Tuttavia, quando si modellano aste che si intersecano, il programma non ha informazioni immediate come come le aste che si intersecano sono orientate l'una rispetto all'altra o nel caso di aste che si appoggiano l'una sull'altra, l'area di appoggio è sconosciuta. Il programma è a conoscenza solo di questi elementi lineari collegati in un singolo punto nodale.

Quando aste di piccole dimensioni sono collegate ad aste-trave più grandi mediante appoggio sulla faccia superiore o quando le aste sono vincolate ad una delle estremità, o lungo la lunghezza, da un tipo di vincolo esterno, la tensione dell'asta perpendicolare alla fibratura dovrebbe essere inclusa nelle verifiche. La NDS sec. 3.10.2 [1] e CSA O86 Clausole 6.5.7 e 7.5.9 [2] verifiche per cuscinetti perpendicolare alla fibratura, entrambi richiedono che sia nota l'area di appoggio netta. A causa di questo requisito, il software di progettazione può rinunciare a fattori importanti come il coefficiente dell'area di appoggio, C_b, [1] o il coefficiente della lunghezza del cuscinetto, K_B, < a href="#Refer">[2] o la verifica verrà ignorata del tutto.

Con la nuova funzione di RFEM 6 'Vincoli esterni di progetto', è ora possibile definire tali informazioni ed eseguire le verifiche complete per la tensione di compressione perpendicolare alla fibratura.

Flusso di lavoro NDS 2018

Quando si crea una nuova definizione di vincolo esterno di progetto, il Tipo dovrebbe essere impostato su 'legno'. Questo attiverà i dati di input rilevanti secondo la norma NDS. La casella di controllo Vincolo diretto indica che questo tipo di definizione sarà utilizzato per il controllo della compressione perpendicolare alla fibratura. La lunghezza del vincolo esterno è definita dall'utente e dovrebbe specificare la lunghezza totale dell'area di appoggio. La larghezza del vincolo esterno viene impostata automaticamente come larghezza dell'asta pertinente, ma può essere sovrascritta. Il vincolo esterno dal bordo indica se il vincolo esterno si trova sull'asse +z superiore dell'asta, sull'asse -z inferiore o su entrambi. La casella di controllo Vincolo interno indica se il coefficiente C_b deve essere applicato al valore di progetto di compressione dell'asta perpendicolare alla fibratura, F_c⟂, in base a Sez. 3.10.4 [1]. Se questa opzione è spuntata, un vincolo esterno non considererà C_b. Il valore di progetto a compressione dell'asta definito nella NDS varia a seconda del limite di deformazione selezionato.

Una volta che le informazioni di input del vincolo esterno di progetto sono complete, i vincoli esterni di progetto possono essere applicati ai nodi pertinenti e alle aste sulla struttura. Potrebbero essere necessari più vincoli esterni di progetto, poiché possono verificarsi diversi scenari portanti in posizioni diverse. RFEM consente all'utente di impostare un Nome definito dall'utente per più definizioni di vincolo esterno di progetto nella parte superiore della finestra di dialogo per applicazioni più rapide e convenienti.

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Definizione del vincolo esterno di progetto del legno | NDS

La prova della sezione sarà eseguita nell'add-on Verifica legno considerando il Sez. 3.10.2 [1]. Con un'asta lamellare incollato, ad esempio, il valore di progetto della compressione adattato perpendicolare alla fibratura, F_c⟂', è definito nella Tabella 5.3.1 [1] con il seguente equazione.

Dove,

F_c⟂ = valore di progetto della compressione di riferimento perpendicolare alla fibratura

C_M = coefficiente di umidità di esercizio

C_t = coefficiente di temperatura

C_b = coefficiente dell'area di appoggio

K_F = coefficiente di conversione del formato (solo LRFD)

φ = coefficiente di resistenza (solo LRFD)

Il coefficiente C_b è ulteriormente definito in Sez. 3.10.4 [1]. Tuttavia, C_b è applicabile solo se la lunghezza del vincolo esterno definita nella definizione del vincolo esterno di progetto è inferiore a 6 pollici e più distante di 3 pollici dall'estremità di un'asta. Inoltre, C_b è applicabile solo per i vincoli interni, che devono essere indicati anche sotto il tipo di definizione come indicato sopra. Se questi criteri sono soddisfatti, l'add-on Verifica legno calcolerà e applicherà automaticamente C_b in base alla seguente equazione.

Dove,

l_b = misura della lunghezza del cuscinetto parallela alla fibratura

Il rapporto di verifica della verifica della sezione è determinato dal rapporto tra la forza di compressione richiesta perpendicolare alla fibratura e il valore di progetto di compressione regolato perpendicolare alla fibratura. Tutte le variabili NDS, le formule e i riferimenti dei codici sono indicati direttamente nei dettagli della verifica dell'add-on Verifica legno fornendo risultati chiari e tracciabili.

Compressione dei dettagli di verifica del legno perpendicolare alla fibratura | NDS

CSA O86:19 Flusso di lavoro

Quando si progetta secondo CSA O86:19, lo stesso flusso di lavoro sopra per la NDS può essere seguito per il tipo di definizione del vincolo esterno di progetto. Tuttavia, ci sono alcune differenze chiave con lo standard CSA. Una nuova opzione, Verifica vincolo critico , determinerà se il carico di compressione è applicato entro una distanza dal centro del vincolo esterno uguale all'altezza, d, dell'asta indicata in Fig. 6.2 <a href="#Refer">[2]</a>. In tal caso, la resistenza a compressione fattorizzata perpendicolare alla fibratura è ridotta di un coefficiente di 2/3 come mostrato nella clausola 6.5.6.3.1 [2] per il legname segato e nella clausola 7.5.9.3.1 [2] per legno lamellare incollato. Dovrebbe essere utilizzata anche l'area di appoggio media.

Il limite delle tensioni flettenti elevate per il coefficiente K_b è impostato anche nel tipo di definizione del vincolo esterno di progetto. La lunghezza del coefficiente portante, K_b, può essere applicata alla resistenza a compressione se l'area portante non si verifica in posizioni di elevate tensioni di flessione indicate nella clausola 6.5.6.5(b) [2 ]. L'utente può impostare il rapporto tra il momento della domanda e la capacità del momento da considerare un'area di flessione elevata.

Definizione del vincolo esterno di progetto del legno | CSA O86

Con un'asta lamellare incollato, ad esempio, la resistenza a compressione fattorizzata perpendicolare alla fibratura, Q_r, è definita nella clausola 7.5.9.2 [2] con la seguente equazione.

Dove,

φ = 0,8

F_cp = f_cp (K_D K_Scp K_T ) dove, f_cp = resistenza specificata a compressione perpendicolare alla fibratura

A_b = area di appoggio

K_B = coefficiente della lunghezza del cuscinetto

K_Zcp = coefficiente dimensionale per il cuscinetto

Il rapporto di verifica della verifica della sezione è determinato dal rapporto tra la forza portante fattorizzata della domanda e la resistenza a compressione fattorizzata perpendicolare alla fibratura. Tutte le variabili, le formule e i riferimenti di codice CSA O86 sono indicati direttamente nei dettagli dell'add-on Verifica legno.

Compressione dei dettagli di verifica del legno perpendicolare alla fibratura | CSA O86

Sommario

Le tensioni portanti perpendicolari alla fibratura sono parte integrante della verifica dell'asta secondo NDS 2018 e CSA O86:19. L'area di appoggio è in genere una variabile sconosciuta per questa verifica quando si utilizza il software di analisi generale e di progettazione, poiché tutte le aste sono rappresentate da un elemento interno della linea collegato solo ai punti nodali. Tuttavia, la nuova funzione 'vincolo esterno di progetto' in RFEM 6 ora consente agli utenti di specificare la lunghezza e la larghezza dell'area di appoggio, aprendo la strada a verifiche di compressione perpendicolari alla fibratura che in precedenza non erano possibili.

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Travetti in legno e struttura a trave | NDS 2018