Quando si calcolano strutture regolari, l'immissione dei dati spesso non è complicata ma richiede molto tempo. L'automazione degli input può far risparmiare tempo prezioso. Il compito descritto in questo articolo è considerare i piani di una casa come singole fasi costruttive. I dati vengono inseriti utilizzando un programma C#in modo che l'utente non debba inserire manualmente gli elementi dei singoli piani.
L'add-on Verifica acciaio in RFEM 6 ora offre la possibilità di eseguire la verifica sismica secondo AISC 341-16 e AISC 341-22. Attualmente sono disponibili cinque tipi di sistemi resistenti alla forza sismica (SFRS).
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".
La trave a piastre è una scelta economica per la costruzione di campate lunghe. La trave in lamiera di acciaio con sezione a I ha tipicamente un'anima profonda per massimizzare la sua capacità di taglio e la separazione dell'ala, ma un'anima sottile per ridurre al minimo il peso proprio. A causa del suo grande rapporto altezza-spessore (h/tw ), potrebbero essere necessari irrigidimenti trasversali per irrigidire l'anima snella.
La verifica di aste in acciaio piegate a freddo secondo AISI S100-16 è ora disponibile in RFEM 6. È possibile accedere alla verifica AISI selezionando "AISC 360" come norma nell'add-on Giunti acciaio. "AISI S100" viene quindi selezionato automaticamente per la verifica di profili piegati a freddo (Figura 01).
Se è presente una soletta di calcestruzzo sull'ala superiore, essa funge da vincolo laterale (struttura composita) e previene un problema di stabilità all'instabilità torsionale. Se il momento flettente è negativo, l'ala inferiore è sotto pressione e l'ala superiore è sotto trazione. Se il vincolo laterale non è sufficiente a causa della rigidezza dell'anima, in questo caso l'angolo tra l'ala inferiore e la linea di taglio dell'anima è variabile, in modo che vi sia la possibilità di instabilità dimensionale dell'ala inferiore.
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. As temperature increases, steel ductility increases, whereas its strength decreases. Since steel loses 50% of its strength at temperature of 600 °C, it is important to protect components against fire effects. In the case of protected steel components, the fire resistance duration can be increased due to the improved heating behavior.
Sia la determinazione delle vibrazioni naturali che l'analisi dello spettro di risposta vengono sempre eseguite su un sistema lineare. Se nel sistema esistono non linearità, queste vengono linearizzate e quindi non prese in considerazione. Sono causate, ad esempio, da aste tese, vincoli esterni non lineari o cerniere non lineari. Questo articolo mostra come gestirle in un'analisi dinamica.
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.
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.
Lo Steel Joist Institute (SJI) ha precedentemente sviluppato le tabelle Virtual Joist per stimare le proprietà della sezione per Open Web Steel Joist. Queste sezioni di travetti virtuali sono caratterizzate come travi ad ala larga equivalenti che si avvicinano molto all'area della corda del travetto, al momento d'inerzia efficace e al peso. I travetti virtuali sono disponibili anche nel database delle sezioni trasversali di RFEM e RSTAB.
La verifica del telaio di momento secondo AISC 341-16 è ora possibile nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti. Questo articolo copre la resistenza richiesta del collegamento. Viene presentato un esempio di confronto dei risultati tra RFEM e il Manuale di progettazione sismica AISC [2].
Con l'add-on Steel Design, è possibile progettare componenti in acciaio in caso di incendio utilizzando i semplici metodi di progettazione dell'Eurocodice 3. La temperatura del componente al momento del rilevamento può essere determinata automaticamente secondo le curve temperatura-tempo specificate nella norma. Oltre a considerare il rivestimento antincendio, è anche possibile considerare le proprietà benefiche della zincatura a caldo.
La verifica di un telaio ordinario controventato concentricamente (OCBF) e di un telaio speciale concentricamente controventato (SCBF) può essere eseguita nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-16 e 341-22 è classificato in due sezioni: Requisiti delle aste e requisiti di collegamento.
Le sezioni personalizzate sono spesso richieste nella progettazione di acciaio piegato a freddo. In RFEM 6, la sezione personalizzata può essere creata utilizzando una delle sezioni "a pareti sottili" disponibili nella libreria. Per le altre sezioni che non soddisfano nessuna delle 14 sagome piegate a freddo disponibili, le sezioni possono essere create e importate dal programma standalone, RSECTION. Per informazioni generali sulla verifica dell'acciaio AISI in RFEM 6, fare riferimento all'articolo della Knowledge Base fornito alla fine della pagina.
In questo articolo, il giunto di sovrapposizione di un arcareccio ZL su una copertura a una falda è modellato per te, progettato utilizzando l'add-on Giunti acciaio e confrontato con la tabella della capacità di carico del produttore.
Dieses Beispiel wurde in der Fachliteratur [1] als Beispiel 9.5 sowie in [2] als Beispiel 8.5 behandelt. Per una trave principale è necessario eseguire un'analisi di instabilità flesso-torsionale. Questa trave è un'asta strutturale uniforme. Der Stabilitätsnachweis kann daher nach Abschnitt 6.3.2 der DIN EN 1993-1-1 erfolgen. Aufgrund der einachsigen Biegung wäre alternativ auch ein Nachweis über das Allgemeine Verfahren nach Abschnitt 6.3.4 möglich. Ergänzend soll die Ermittlung des Verzweigungslastfaktors am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
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.
Per valutare se è necessario considerare anche l'analisi del secondo ordine in un calcolo dinamico, il coefficiente di sensibilità della deriva dell'interpiano θ è fornito nella EN 1998-1, punti 2.2.2 e 4.4.2.2. Può essere calcolato e analizzato utilizzando RFEM 6 e RSTAB 9.
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.
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.
Pertanto, lo stato finale della struttura è disponibile al completamento del processo di costruzione; ovvero alla fine di tutte le fasi costruttive. Per alcune strutture, l'influenza del processo costruttivo potrebbe essere significativa e dovrebbe essere considerato in modo da evitare errori nel calcolo. Una panoramica generale dell'add-on CSA è fornita nell'articolo della Knowledge Base intitolato "Considerazione delle fasi costruttive in RFEM 6" .
La norma ASCE 7-22 [1], cap. 12.9.1.6 specifica quando gli effetti P-delta dovrebbero essere considerati quando si esegue un'analisi con spettro di risposta modale per la progettazione sismica. In NBC 2020 [2], Sent. 4.1.8.3.8.c fornisce solo un breve requisito che gli effetti di oscillazione dovuti all'interazione dei carichi gravitazionali con la struttura deformata dovrebbero essere considerati. Pertanto, ci possono essere situazioni in cui gli effetti del secondo ordine, noti anche come P-delta, devono essere considerati quando si esegue un'analisi sismica.
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).
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.
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.
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.
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.
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'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornisce una procedura chiara per i metodi di analisi dei terremoti. Il metodo più avanzato, la procedura di analisi dinamica nell'articolo 4.1.8.12, dovrebbe essere utilizzato per tutti i tipi di struttura ad eccezione di quelli che soddisfano i criteri di cui al punto 4.1.8.7. Il metodo più semplicistico, la procedura della forza statica equivalente (ESFP) nell'articolo 4.1.8.11, può essere utilizzato per tutte le altre strutture.