Knowledge Base - Analisi delle fasi costruttive (CSA) per RFEM 6, Verifica calcestruzzo per RFEM 6, Verifica acciaio per RFEM 6, Verifica muratura per RFEM 6

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).

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/t_w ), potrebbero essere necessari irrigidimenti trasversali per irrigidire l'anima snella.

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.

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).

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.

Se si desidera utilizzare un modello di superficie puro, ad esempio, per determinare le forze interne e i momenti, ma il componente strutturale è ancora progettato sul modello dell'asta, è possibile utilizzare una trave risultante.

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.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.

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.

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.

La verifica a fatica secondo EN 1992-1-1 deve essere eseguita per i componenti strutturali soggetti a grandi intervalli di tensione e/o a molte variazioni di carico. In questo caso, le verifiche per il calcestruzzo e l'armatura vengono eseguite separatamente. Sono disponibili due metodi di verifica alternativi.

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 la più recente norma ACI 318-19, il rapporto a lungo termine per determinare la resistenza a taglio del calcestruzzo, V_c, viene ridefinito. Con il nuovo metodo, l'altezza dell'asta, il rapporto di armatura longitudinale e la tensione normale ora influenzano la resistenza a taglio, V_c. Il seguente articolo descrive gli aggiornamenti durante la verifica a taglio e l'applicazione è dimostrata con un esempio.

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.

Il processo di calcolo automatico per l'armatura su area determina un'armatura su area con cui viene coperta la quantità di armatura richiesta.

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.

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.

Questo articolo descrive per te, usando l'esempio di una piastra in calcestruzzo fibrorinforzato, che influenza l'uso di diversi metodi di integrazione e un diverso numero di punti di integrazione ha sul risultato del calcolo.

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 progettare correttamente una trave o una trave a T in RFEM 6 e nell'add-on "Progetto calcestruzzo", è importante determinare le "larghezze dell'ala" delle aste nervate. Questo articolo riguarda le opzioni di input per una trave a due campate e il calcolo delle dimensioni dell'ala secondo EN 1992-1-1.

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" .

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.

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 la funzionalità di una struttura, le deformazioni non devono superare determinati valori limite. Un esempio mostra come l'inflessione delle aste può essere verificata con gli add-on di progetto.