Questo esempio è descritto nella letteratura tecnica [1] come Esempio 9.5 e in [2] come Esempio 8.5. Per una trave principale è necessario eseguire un'analisi di instabilità flesso-torsionale. Questa trave è un'asta strutturale uniforme. Pertanto, l'analisi di stabilità può essere eseguita secondo la clausola 6.3.3 della DIN EN 1993-1-1. A causa della flessione uniassiale, sarebbe anche possibile eseguire la verifica utilizzando il metodo generale secondo la clausola 6.3.4. Inoltre, la determinazione del coefficiente di carico critico viene convalidata con un modello di asta idealizzato in linea con il metodo sopra menzionato, utilizzando un modello FEM.
Building Model è uno degli add-on di soluzioni speciali in RFEM 6. È uno strumento vantaggioso per la modellazione, con il quale i piani degli edifici possono essere creati e manipolati facilmente. Building Model può essere attivato all'inizio del processo di modellazione e successivamente.
Una delle innovazioni in RFEM 6 è l'approccio alla verifica di collegamenti per acciaio. A differenza di RFEM 5, dove la progettazione di giunti in acciaio si basava su una soluzione analitica, l'add-on Giunti acciaio in RFEM 6 offre una soluzione agli elementi finiti per i collegamenti acciaio.
Questo articolo tecnico presenta alcune nozioni di base per l'utilizzo dell'add-on Torsione di ingobbamento (7 DOF). È completamente integrato nel programma principale e consente di considerare l'ingobbamento della sezione trasversale durante il calcolo degli elementi dell'asta. In combinazione con gli add-on Analisi di stabilità e Verifica acciaio, è possibile eseguire la verifica di instabilità flesso-torsionale con forze interne secondo l'analisi del secondo ordine, tenendo conto delle imperfezioni.
L'analisi sismica in RFEM 6 è possibile utilizzando l'analisi modale e gli add-on per l'analisi dello spettro di risposta. Il concetto generale dell'analisi sismica in RFEM 6 si basa sulla creazione di un caso di carico per l'analisi modale e uno per l'analisi con spettro di risposta. I gruppi di standard per queste analisi sono impostati nella scheda Standard II dei Dati di base del modello.
Questo articolo descrive come una soletta piana di un edificio residenziale è modellata in RFEM 6 e verificata secondo l'Eurocodice 2. La piastra ha uno spessore di 24 cm ed è supportata da colonne di 45/45/300 cm a distanze di 6,75 m in entrambe le direzioni X e Y (Figura 1). Le colonne sono modellate come vincoli esterni dei nodi determinando la rigidezza della molla in base alle condizioni al contorno (Figura 2). Il calcestruzzo C35/45 e l'acciaio per armatura B 500 S (A) sono selezionati come materiali per il progetto.
Il calcolo di strutture complesse mediante il software di analisi degli elementi finiti viene generalmente eseguito sull'intero modello. Tuttavia, la costruzione di tali strutture è un processo eseguito in più fasi in cui lo stato finale dell'edificio è raggiunto combinando le parti strutturali separate. Per evitare errori nel calcolo dei modelli completi, è necessario considerare l'influenza del processo di costruzione. In RFEM 6, questo è possibile utilizzando l'add-on Construction Stages Analysis (CSA).
La nuova generazione di software RFEM offre la possibilità di eseguire la verifica della stabilità di aste in legno rastremate in linea con il metodo dell'asta equivalente. Secondo questo metodo, la verifica può essere eseguita se sono soddisfatte le linee guida della DIN 1052, sezione E8.4.2 per le sezioni trasversali variabili. In varie pubblicazioni tecniche, questo metodo è adottato anche per l'Eurocodice 5. Questo articolo illustra come utilizzare il metodo dell'asta equivalente per una trave del tetto rastremata.
Le verifiche di stabilità per la verifica dell'asta equivalente secondo EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 e altre norme internazionali richiedono la considerazione della lunghezza di progetto (cioè la lunghezza effettiva delle aste). In RFEM 6, è possibile determinare manualmente la lunghezza effettiva assegnando vincoli esterni nodali e coefficienti di lunghezza efficace o, d'altra parte, importandola dall'analisi di stabilità. Entrambe le opzioni saranno dimostrate in questo articolo determinando la lunghezza effettiva della colonna incorniciata nell'immagine 1.
La verifica a taglio-punzonamento, in linea con la EN 1992-1-1, dovrebbe essere eseguita per solette con carico o reazione concentrata. Il nodo in cui viene eseguita la verifica della resistenza a taglio-punzonamento (ovvero, dove c'è un problema di punzonamento) è chiamato nodo di taglio a punzonamento. Il carico concentrato in questi nodi può essere introdotto da colonne, forza concentrata o vincoli esterni nodali. Anche l'estremità dell'introduzione del carico lineare sulle solette è considerata un carico concentrato e, pertanto, è necessario controllare anche la resistenza a taglio alle estremità delle pareti, agli angoli delle pareti e alle estremità o agli angoli dei carichi delle linee e dei vincoli esterni delle linee.
L'acciaio ha scarse proprietà termiche in termini di resistenza al fuoco. L'espansione termica per l'aumento della temperatura è molto elevata rispetto a quella di altri materiali da costruzione e potrebbe causare effetti che non erano presenti nel progetto a temperatura normale a causa del vincolo nel componente. All'aumentare della temperatura, la duttilità dell'acciaio aumenta, mentre la sua resistenza diminuisce. Poiché l'acciaio perde il 50% della sua resistenza alla temperatura di 600 °C, è importante proteggere i componenti dagli effetti del fuoco. Nel caso di componenti in acciaio protetti, la durata della resistenza al fuoco può essere aumentata grazie al migliore comportamento al riscaldamento.
Le imperfezioni nell'ingegneria delle costruzioni sono associate alla deviazione relativa alla produzione dei componenti strutturali dalla loro forma ideale. Sono spesso utilizzati in un calcolo per determinare l'equilibrio delle forze per i componenti strutturali su un sistema deformato.
Secondo EN 1992-1-1 [1], una trave è un'asta la cui campata non è inferiore a 3 volte la profondità della sezione complessiva. In caso contrario, l'elemento strutturale dovrebbe essere considerato come una trave parete. Il comportamento delle travi profonde (ovvero travi con una campata inferiore a 3 volte la profondità della sezione) è diverso dal comportamento delle travi normali (cioè travi con una campata 3 volte maggiore della profondità della sezione).
Tuttavia, la progettazione di travi profonde è spesso necessaria quando si analizzano i componenti strutturali delle strutture in cemento armato, poiché sono utilizzate per architravi di finestre e porte, travi verticali e inferiori, il collegamento tra solette a due livelli e sistemi di telaio.
L'analisi sismica è possibile in RFEM 6 utilizzando gli add-on Analisi modale e Analisi con spettro di risposta. Una volta eseguita l'analisi spettrale, è possibile utilizzare l'add-on Modello edificio per visualizzare le azioni dei piani, i drift degli interpiani e le forze nelle pareti di taglio.
La norma sull'acciaio AISC 360-16 richiede che la stabilità sia considerata per una struttura nel suo insieme e per ciascuno dei suoi elementi. Sono disponibili vari metodi, tra cui la considerazione diretta nell'analisi, il metodo della lunghezza efficace e il metodo di analisi diretta. Questo articolo evidenzierà gli importanti requisiti del cap. C e il metodo di analisi diretta da incorporare in un modello di acciaio strutturale insieme all'applicazione in RFEM 6.
La verifica delle sezioni trasversali secondo l'Eurocodice 3 si basa sulla classificazione delle sezioni trasversali da verificare nelle classi definite dalla norma. La classificazione delle sezioni trasversali è importante, poiché determina i limiti di resistenza e capacità di rotazione dovuti all'instabilità locale delle parti della sezione trasversale.
Per creare e analizzare collegamenti in acciaio usando un modello FE, è possibile utilizzare l'add-on Giunti acciaio in RFEM 6. La modellazione dei collegamenti può essere controllata tramite un input di componenti semplice e familiare. I componenti dei giunti per acciaio possono essere definiti manualmente o utilizzando i modelli disponibili nella libreria. Il primo metodo è incluso in un precedente articolo di Knowledge Base intitolato "Un nuovo approccio alla progettazione di giunti in acciaio in RFEM 6" . Questo articolo si concentrerà su quest'ultimo metodo; ovvero, mostrerà come definire i componenti del giunto in acciaio utilizzando i modelli disponibili nella libreria del programma.
In RFEM 6, i collegamenti in acciaio sono definiti come un assemblaggio di componenti. Nel nuovo add-on Giunti acciaio, sono disponibili componenti di base universalmente applicabili (piastre, saldature, piani ausiliari) per inserire situazioni di collegamento complesse. I metodi con cui possono essere definiti i collegamenti sono considerati in due articoli precedenti della Knowledge Base: "Un nuovo approccio alla verifica di giunti in acciaio in RFEM 6" e "Definizione di componenti di giunti in acciaio utilizzando la libreria".
Il vantaggio dell'add-on RFEM 6 Steel Joints è che è possibile analizzare le connessioni in acciaio utilizzando un modello EF per il quale la modellazione viene eseguita in background in modo completamente automatico. L'input dei componenti del giunto in acciaio che controllano la modellazione può essere effettuato definendo i componenti manualmente o utilizzando i modelli disponibili nella libreria. Quest'ultimo metodo è incluso in un precedente articolo della Knowledge Base intitolato "Definizione di componenti di giunti in acciaio utilizzando la libreria". La definizione dei parametri per la progettazione di giunti in acciaio è l'argomento dell'articolo della Knowledge Base "Progettazione di giunti in acciaio in RFEM 6".
L'add-on Analisi delle fasi costruttive (CSA) consente la verifica di aste, superfici e strutture solide in RFEM 6 considerando le fasi costruttive specifiche associate al processo costruttivo. Questo è importante poiché gli edifici non sono costruiti tutti contemporaneamente, ma dalla combinazione graduale di singole parti strutturali. Le singole fasi in cui elementi strutturali, così come i carichi, sono aggiunti all'edificio sono dette fasi costruttive, mentre il processo stesso è chiamato processo costruttivo.
Utilizzando l'add-on Concrete Design, la verifica delle colonne in calcestruzzo è possibile secondo ACI 318-19. Il seguente articolo confermerà la progettazione dell'armatura dell'add-on Concrete Design utilizzando le equazioni analitiche passo-passo secondo la norma ACI 318-19, inclusa l'armatura longitudinale in acciaio richiesta, l'area della sezione trasversale lorda e la dimensione/spaziatura dei tiranti.
La qualità dell'analisi strutturale degli edifici è notevolmente migliorata quando le condizioni del suolo sono prese in considerazione nel modo più realistico possibile. In RFEM 6, è possibile determinare realisticamente il corpo del terreno da analizzare con l'aiuto dell'add-on Analisi geotecnica. Questo add-on può essere attivato nei dati di base del modello come mostrato nell'immagine 01.
È possibile modellare e analizzare le strutture in muratura in RFEM 6 con l'add-on Masonry Design che utilizza il metodo degli elementi finiti per la progettazione. Dato che nel programma è stato implementato un modello materiale non lineare per visualizzare il comportamento portante della muratura e i diversi meccanismi di rottura, si possono modellare complesse strutture in muratura, e possono essere eseguite analisi statiche e dinamiche. È possibile inserire e modellare le strutture in muratura direttamente in RFEM 6 e combinare il modello del materiale della muratura con tutti i comuni add-on di RFEM. In altre parole, è possibile progettare interi modelli di edifici in relazione alla muratura.
L'analisi modale è il punto di partenza per l'analisi dinamica dei sistemi strutturali. Puoi usarlo per determinare i valori di vibrazione naturali come frequenze naturali, deformate modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficaci. Questo risultato può essere utilizzato per la progettazione delle vibrazioni e può essere utilizzato per ulteriori analisi dinamiche (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
L'analisi dinamica in RFEM 6 e RSTAB 9 è divisa in diversi add-on. L'add-on Analisi modale è un prerequisito per tutti gli altri add-on dinamici, poiché esegue l'analisi delle vibrazioni naturali per modelli di aste, di superfici e di solidi.
Poiché la determinazione realistica delle condizioni del suolo influenza in modo significativo la qualità dell'analisi strutturale degli edifici, RFEM 6 offre l'add-on Analisi geotecnica per determinare il corpo di suolo da analizzare.
Il modo per fornire i dati ottenuti dalle prove sul campo nell'add-on e utilizzare le proprietà dei campioni di terreno per determinare i blocchi di terreno di interesse è stato discusso nell'articolo della Knowledge Base "Creazione di corpi di terreno da campioni di terreno in RFEM 6". Questo articolo, d'altra parte, discuterà la procedura per calcolare i cedimenti e le pressioni del suolo per un edificio in cemento armato.
Questo articolo ti mostrerà come utilizzare l'add-on Torsione di ingobbamento (7 DOF) in combinazione con l'add-on Stabilità della struttura per considerare l'ingobbamento della sezione trasversale come un ulteriore grado di libertà durante l'esecuzione dell'analisi di stabilità.
Una situazione standard nel caso di strutture con aste in legno è l'abilità di collegare aste più piccole con un'asta-trave principale più grande. Inoltre, le condizioni del fine asta possono includere una situazione simile in cui la trave poggia su un tipo di vincolo esterno. In entrambi gli scenari, la trave deve essere progettata per considerare la capacità portante perpendicolare alla fibratura secondo NDS 2018 Sez. 3.10.2 e CSA O86:19 Clausole 6.5.6 e 7.5.9. In un software di progettazione strutturale generale, in genere non è possibile eseguire questa verifica completa, poiché l'area di appoggio è sconosciuta. Tuttavia, nella nuova generazione di RFEM 6 e nell'add-on Verifica legno, la funzione aggiunta "Vincoli esterni di progetto" consente ora agli utenti di conformarsi alle verifiche NDS e CSA per la verifica perpendicolare alla fibratura.