Oltre ai requisiti relativi alla capacità portante, devono essere soddisfatti i requisiti adeguati per la funzionalità di una struttura. In questo contesto, il controllo di progetto delle deformazioni gioca un ruolo importante al fine di prevenire danni dovuti a inflessioni eccessive. Le regole corrispondenti possono essere trovate in vari standard. I valori limite di spostamento' sono generalmente correlati alle lunghezze dei componenti strutturali, ad esempio secondo EN 1993 [1] o AISC 360 [2] per strutture in acciaio, secondo EN 1992 [3] o ACI 318 [4] per strutture in acciaio armato e secondo EN 1995 [5] o NDS [6] per strutture in legno. Nel capitolo L2. DEFORMAZIONI di AISC 360, ad esempio, possiamo trovare la seguente regola: "Inflessioni maggiori di 1/200 della campata possono compromettere il funzionamento di componenti mobili come porte, finestre e pareti divisorie scorrevoli." Per ogni materiale, ci sono anche diversi valori limite da applicare per le aree di campata e a sbalzo delle travi.
RFEM e RSTAB consentono di controllare gli spostamenti nelle verifiche di progetto e di distribuirli come progetto.
Esempio
Il modello di una semplice piattaforma in legno mostra come procedere con il controllo di verifica dell'inflessione. Rappresenta una griglia costituita da aste di legno lamellare incollate, che è soggetta a tre casi di carico: peso proprio, carico in movimento della piattaforma e carico in movimento dell'area a sbalzo. La sovrapposizione dei casi di carico viene eseguita secondo EN 1990 [7] tenendo conto dei requisiti specifici per le strutture in legno come il creep, la verifica di progetto viene eseguita secondo EN 1995-1- 1 [5]. La stabilità non è analizzata nel progetto allo stato limite ultimo. La verifica dell'inflessione nello stato limite di esercizio è eseguita per la situazione di progetto quasi permanente.
La piattaforma è un sistema strutturale simmetrico. Nel modello, tuttavia, la trave del bordo è mostrata come un'asta completamente continua con nodi del tipo "Sull'asta" su un lato e sull'altro lato come aste singole.
L'add-on Progettazione in legno è attivato per le verifiche di progetto. La progettazione è eseguita secondo EN 1995 comprese le raccomandazioni CEN.
Configurazione di esercizio
Poiché la verifica di verifica dell'inflessione viene eseguita per lo stato limite di esercizio, l'opzione Esercizio deve essere spuntata nelle configurazioni da calcolare per la verifica in legno. Queste impostazioni sono gestite nella finestra di dialogo 'Impostazioni globali', a cui è possibile accedere dal menu di scelta rapida della voce del navigatore 'Progetto legno'.
La resistenza al fuoco non deve essere analizzata.
I valori limite delle inflessioni sono memorizzati nella configurazione di esercizio , che viene creata come standard quando si attiva la verifica in legno.
I limiti di esercizio sono impostati per impostazione predefinita secondo la norma, ma possono essere modificati. Specifiche separate sono possibili per travi (aste flettenti supportate su entrambi i lati) e cantilever (aste flettenti supportate su un lato), che si applicano a seconda della situazione di progetto. Sono forniti due criteri per la situazione di progetto quasi permanente. A causa di questa disposizione, i requisiti per l'inflessione finale netta wnet,fin e l'inflessione finale wfin secondo [5] Tabella 7.2 sono soddisfatti.
Verifica delle inflessioni
Le specifiche per l'analisi di inflessione devono essere fatte separatamente per ogni asta. Per impostazione predefinita, lo spostamento è correlato alla lunghezza totale dell'asta e alle estremità deformate dell'asta. Le specifiche sono memorizzate nella scheda Vincoli esterni e inflessione di progetto della finestra di dialogo 'Modifica asta'.
Se il modello è progettato in base a queste impostazioni standard, i rapporti di progetto mostrati nell'immagine seguente sono il risultato per l'analisi di inflessione.
Ad esempio, per l'asta 4 (trave trasversale tra aste longitudinali), queste impostazioni predefinite sono applicate correttamente: In caso di inflessione al centro dell'asta, è necessario considerare la deformazione delle travi del bordo. Utilizzare i dettagli del controllo di progetto che è possibile richiamare per il punto di progetto corrispondente tramite il pulsante
(vedere l'immagine sopra) per capire come viene determinato il criterio di progetto.
La deformazione determinante della trave trasversale per la situazione di progetto quasi permanente è di 35,7 mm in CO 7. Se questo valore fosse utilizzato per la verifica, sarebbe maggiore del valore limite di L/250 = 7000 mm/250 = 28 mm. Alle estremità dell'asta della trave trasversale, le travi del bordo hanno uno spostamento di 16,2 mm ciascuna in CO 7, che deve essere preso in considerazione nella verifica di progetto: 35,7 mm - 16,2 mm = 19,5 mm (il programma considera ancora più cifre decimali). Il criterio di verifica utilizza la deformazione locale relativa alla connessione in linea retta dei nodi terminali. Risulta in 19,5 mm/28 mm = 0,69. Pertanto, il valore della deformazione locale dell'asta' è ridotto se i suoi nodi finali sono spostati. Questo approccio è corretto per la trave trasversale, così come per la maggior parte delle aste nell'esempio, ad eccezione delle due travi di bordo.
Vincolo esterno di progetto
Come mostrato nell'immagine Risultato determinato dalle impostazioni standard, il criterio di verifica per la trave del bordo modellata in modo continuo (asta 1) non è corretto: Rappresenta una deformazione continua che non tiene conto né del vincolo intermedio né dello sbalzo. Qui sono necessarie regolazioni manuali.
Poiché la trave del bordo è modellata da nodi del tipo 'Sull'asta', le condizioni al contorno del sistema estratto possono essere rappresentate utilizzando i cosiddetti vincoli di progetto. Consentono di disporre i vincoli interni e di modellare le estremità libere. Il nodo all'estremità dell'asta supportata rappresenta l'inizio dell'asta, il nodo sullo sbalzo rappresenta l'estremità dell'asta.
Vengono identificati i 'nodi interni' dell'asta continua. Si presume che sia un singolo 'Segmento'. Poiché non corrisponde al modello, è necessario assegnare alcuni vincoli. Nella scheda 'Svincoli esterni e inflessione', fare clic sul pulsante
per definire un 'Svincolo esterno di progettazione all'inizio dell'asta'.
Viene visualizzata la finestra di dialogo 'Nuovo vincolo esterno di progetto'.
Con il tipo 'Legno' già preimpostato, ora è possibile inserire le specifiche per la verifica in legno. C'è un 'Supporto diretto' agli appoggi nodali. Si presume una lunghezza del vincolo di 300 mm; la larghezza del supporto dovrebbe corrispondere alla larghezza della trave. Affinché il vincolo esterno possa essere preso in considerazione nel controllo di progetto, è necessario spuntare l' Attivo per il progetto di inflessione. Il 'Supporto nell'asse y' può essere disattivato, poiché il vincolo esterno perpendicolare all'asta non è rilevante per il modello.
Fare clic su OK, quindi assegnare il vincolo esterno di progetto all'inizio dell'asta e al secondo nodo interno (il primo nodo interno è il punto di collegamento della trave trasversale).
Ora, ci sono due segmenti disponibili sul modello di asta, uno con una lunghezza di 8,00 m e l'altro con 1,50 m.
La verifica di progetto applicando le condizioni al contorno modificate fornisce il seguente risultato:
Le lunghezze di riferimento e i valori limite per la campata e l'area a sbalzo sono ora impostati correttamente secondo la norma. Puoi verificarlo di nuovo nei dettagli della verifica di progetto.
Lunghezze definite dall'utente e riferimento di spostamento
La seconda trave del bordo è modellata da tre singole aste adiacenti. Anche in questo caso, sono necessarie modifiche manuali in modo che i controlli di progetto non vengano eseguiti in base alle singole aste (vedi immagine Risultato determinato dalle impostazioni standard).
L'asta 7 e l'asta 8 rappresentano l '"area di campata" della trave avente un vincolo su entrambi i lati. La lunghezza del segmento è preimpostata dalla lunghezza dell'asta. Tuttavia, poiché il segmento corrisponde alla lunghezza totale delle due aste, la lunghezza deve essere specificata manualmente qui: Spuntare la casella di controllo Lunghezze definite dall'utente ❶ e quindi impostare la 'Lunghezza' di ciascun segmento su 8,00 m ❷. Questo valore corrisponde alla lunghezza del vincolo esterno tra i punti di appoggio (vedi immagine Modello di piattaforma in legno).
In questo caso, l'inflessione non deve essere correlata alle estremità del segmento deformato, altrimenti il programma utilizzerà la linea di collegamento tra il nodo di vincolo esterno e il nodo di collegamento spostato della trave trasversale come riferimento. Pertanto, selezionare l'opzione 'Sistema non deformato' nell'elenco Riferimento spostamento ❸.
I vincoli esterni di progetto non sono necessari in quanto si presume automaticamente un vincolo esterno bilaterale. La verifica di progetto applicando le specifiche modificate fornisce il seguente risultato:
sbalzo
Infine, è necessaria una regolazione per l'area a sbalzo della seconda trave di bordo (asta 9). Poiché il programma presuppone automaticamente un vincolo bilaterale, come accennato, il vincolo strutturale deve essere definito manualmente per questo caso. Assegnare un vincolo esterno di progetto all'asta all'inizio dell'asta selezionando il tipo 'Legno' precedentemente definito nell'elenco.
L'estremità libera dell'asta deve rimanere senza un vincolo esterno di progetto. Il controllo di verifica finale ora fornisce criteri di verifica identici per entrambe le travi perimetrali.
Sommario
L'esempio presenta varie opzioni su come procedere durante la progettazione di deformazioni in RFEM o RSTAB. La piegatura di travi con vincoli esterni su entrambi i lati non richiede particolare attenzione, poiché il programma identifica automaticamente le condizioni al contorno. Per impostazione predefinita per il riferimento degli spostamenti alle estremità del segmento deformato, gli spostamenti dell'intero sistema sono presi correttamente in considerazione nella verifica di progetto. Nel caso di aste divise, tuttavia, potrebbe essere necessario regolare manualmente la lunghezza del vincolo e correlare lo spostamento al sistema non deformato. Nel caso di aste continue e sbalzi, è necessario assegnare vincoli di progetto per rappresentare correttamente le condizioni di vincolo del modello estratto.
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