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2026-04-23

Pre-dimensionamento dei giunti in acciaio

Nell'ambito del processo di costruzione e dimensionamento, i tempi di calcolo devono essere mantenuti il più brevi possibile. In particolare, per problemi altamente non lineari che richiedono un'elevata capacità computazionale, come nel caso della progettazione di giunzioni in acciaio, una progettazione automatica e ridotta offre un vantaggio economico decisivo. In questo articolo vengono spiegati il pre-dimensionamento nell'add-on Giunzioni in acciaio e i suoi fondamenti.

Attivazione

L'attivazione del predimensionamento avviene nella Configurazione SLU. La relativa casella di controllo si trova nella sezione "Generale". Il predimensionamento viene eseguito per tutti i giunti a cui è assegnata una Configurazione SLU con predimensionamento attivato.

Riduzione delle combinazioni di carico

La riduzione dell'onere di calcolo avviene mediante una riduzione delle combinazioni di carico da verificare. Un progetto completo richiede che tutte le posizioni di carico derivanti dalle combinazioni di carico agenti siano esaminate su tutti i nodi del giunto. Tuttavia, l'insieme delle posizioni di carico probabilmente determinanti può essere limitato a un numero significativamente inferiore, sulla base delle seguenti ipotesi:

  1. Le combinazioni di carico che producono le maggiori componenti delle sollecitazioni nelle estremità d'asta collegate sono determinanti anche per il giunto.
  2. Nel caso di sollecitazioni nello stesso verso, sono determinanti i carichi di valore assoluto maggiore.
  3. Se una componente estrema della sollecitazione (con una tolleranza dello 0,1% del valore) si verifica in due posizioni di carico diverse, entrambe devono essere considerate determinanti.
  4. Le sollecitazioni dell'ordine di grandezza di +/- 1 N o 1 Nm sono trascurabili.
  5. Vengono considerate solo le estremità d'asta che non sono supportate nel sottomodello.

Nella maggior parte dei casi, le combinazioni di carico identificate in base a queste ipotesi includono effettivamente tutte quelle determinanti. Non si può tuttavia escludere che, a causa di una posizione di carico insolita, singole combinazioni significative vengano trascurate. Pertanto, il metodo è adatto solo per il predimensionamento.

Esempio di applicazione

Questo semplice esempio di un giunto di colonna su due lati illustra l'efficacia e il funzionamento del metodo. I carichi utili, del vento e della neve agenti su una struttura a telaio in acciaio in 21 combinazioni di carico determinano le seguenti sollecitazioni al nodo del giunto in esame.

Nella tabella sono evidenziate tutte le righe identificate come combinazioni di carico determinanti in base alle ipotesi sopra descritte. La base della colonna è considerata supportata, pertanto i carichi nella parte inferiore della colonna non vengono considerati. Si aggiunge il caso in cui la combinazione di carico 11 nell'asta 4 produce un taglio massimo in z di 28,243 kN, che rientra nella tolleranza dello 0,1% attorno al taglio massimo in z della situazione di progetto nella combinazione di carico 13 (28,268 kN). Ciò si traduce nelle combinazioni di carico ridotte e probabilmente determinanti 6, 7, 8, 9, 11 e 13, che vengono così indicate anche nella tabella 'Riepilogo del predimensionamento'. In questo modo, le combinazioni da esaminare si riducono da 21 a 6.

Un confronto degli utilizzi dei componenti del giunto con la verifica completa mostra che i componenti effettivamente sollecitati in modo critico possono essere dimensionati correttamente già sulla base del predimensionamento. L'utilizzo di un bullone del collegamento con piastra di estremità viene invece sottostimato dello 0,8 %. La combinazione di carico qui determinante, combinazione di carico 3, non è stata identificata dal predimensionamento. Ciò evidenzia la sensibilità del metodo a posizioni di carico particolari, sebbene l'errore in questo, come nella maggior parte degli altri casi applicativi tipici, sia trascurabile.

Poiché l'identificazione dei casi di carico probabilmente determinanti avviene sul modello EF equivalente, per i giunti definiti su più nodi accade spesso che per un nodo non venga identificata alcuna combinazione di carico. Di conseguenza, non sono disponibili risultati per questo nodo, il che porta a una mancata rappresentazione grafica. I nodi corrispondenti vengono quindi visualizzati in grigio. Nella tabella riepilogativa del predimensionamento viene inoltre elencato quali nodi sono stati verificati.


Autore

Fabian supporta in qualità di Solution Engineer nelle questioni tecniche nell'assistenza clienti. Sviluppa approcci orientati alla soluzione per esigenze individuali.



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