Questo articolo presenta i concetti di base della dinamica strutturale e il loro ruolo nella progettazione sismica delle strutture. Grande enfasi è data alla spiegazione degli aspetti tecnici in modo comprensibile, in modo che i lettori senza una profonda conoscenza tecnica possano avere una visione dell'argomento.
L'instabilità flesso-torsionale (LTB) è un fenomeno che si verifica quando una trave o un'asta strutturale è soggetta a flessione e l'ala compressa non è sufficientemente supportata lateralmente. Ciò porta ad una combinazione di spostamento laterale e torsione. È una considerazione critica nella progettazione di elementi strutturali, in particolare in travi e travi sottili.
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.
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 direzione del vento gioca un ruolo cruciale nel dare forma ai risultati delle simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) e nella verifica strutturale di edifici e infrastrutture. È un fattore determinante per valutare come le forze del vento interagiscono con le strutture, influenzando la distribuzione delle pressioni del vento e, di conseguenza, le risposte strutturali. Comprendere l'impatto della direzione del vento è essenziale per lo sviluppo di progetti in grado di resistere a forze del vento variabili, garantendo la sicurezza e la durata delle strutture. Semplificata, la direzione del vento aiuta nella messa a punto delle simulazioni CFD e guida i principi di progettazione strutturale per prestazioni ottimali e per la resilienza contro gli effetti indotti dal vento.
La conformità alle normative edilizie, come l'Eurocodice, è essenziale per garantire la sicurezza, l'integrità strutturale e la sostenibilità di edifici e strutture. La fluidodinamica computazionale (CFD) svolge un ruolo fondamentale in questo processo simulando il comportamento dei fluidi, ottimizzando i progetti e aiutando architetti e ingegneri a soddisfare i requisiti dell'Eurocodice relativi all'analisi del carico del vento, alla ventilazione naturale, alla sicurezza antincendio e all'efficienza energetica. Integrando CFD nel processo di progettazione, i professionisti possono creare edifici più sicuri, più efficienti e conformi che soddisfano i più alti standard di costruzione e progettazione in Europa.
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.
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 metodo CSA S16:19 Effetti di stabilità nell'analisi elastica nell'allegato O.2 è un'opzione alternativa al metodo di analisi di stabilità semplificato nella clausola 8.4.3. Questo articolo descriverà i requisiti dell'allegato O.2 e l'applicazione in RFEM 6.
Nella fluidodinamica computazionale (CFD), le superfici complesse che non sono completamente solide possono essere modellate utilizzando media porosi o di permeabilità. Nel mondo reale, esempi di tali cose includono strutture in tessuto frangivento, reti metalliche, facciate e rivestimenti perforati, feritoie, banchi di tubi (pile di cilindri orizzontali) e così via.
RWIND 2 è un programma per la generazione di carichi del vento basati sulla CFD (Fluidodinamica computazionale). La simulazione numerica del flusso del vento viene generata attorno a qualsiasi edificio, compresi i tipi di geometria irregolare o unica, per determinare i carichi del vento sulle superfici e sulle aste. RWIND 2 può essere integrato con RFEM/RSTAB per l'analisi strutturale e la verifica o come applicazione stand-alone.
Questo articolo della Knowledge Base discute diversi metodi per un'analisi di stabilità forniti nella EN 1993-1-1:2005 e la loro applicazione nel programma RFEM 6.
Le proprietà del collegamento tra una soletta in cemento armato e una parete in muratura possono essere correttamente considerate nella modellazione utilizzando un vincolo interno della linea speciale disponibile in RFEM 6. Questo articolo ti mostrerà come definire questo tipo di cerniera usando un esempio pratico.
Questo articolo mostra come definire diversi tipi di irrigidimenti trasversali delle aste in RFEM 6 e RSTAB 9. Mostra anche come considerarli nella verifica e nel calcolo delle aste con 7 gradi di libertà.
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.
Il programma stand-alone RSECTION è a tua disposizione per determinare le proprietà della sezione ed eseguire l'analisi delle tensioni per sezioni trasversali con pareti sottili e massicce. Il programma può essere collegato sia a RFEM che a RSTAB in modo che le sezioni di RSECTION siano disponibili anche nella libreria RFEM e RSTAB. Allo stesso modo, le forze interne da RFEM e RSTAB possono essere importate in RSECTION.
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 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".
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.
Gli effetti dovuti al carico da neve sono descritti nella norma americana ASCE/SEI 7-16 e nell'Eurocodice 1, nelle parti da 1 a 3. Questi standard sono implementati nel nuovo programma RFEM 6 e nella creazione guidata di carichi da neve, che serve a facilitare l'applicazione dei carichi da neve. Inoltre, l'ultima generazione del programma consente di specificare il cantiere su una mappa digitale, consentendo così l'importazione automatica della zona di carico da neve. Questi dati sono, a loro volta, utilizzati dal Load Wizard per simulare gli effetti dovuti al carico da neve.
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.
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).
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.
Le strutture sono in realtà tridimensionali, a volte possono essere semplificati e analizzati come modelli 2D o 1D. Il tipo di modello ha un'influenza decisiva sul modo in cui i componenti strutturali sono sollecitati e dovrebbe essere definito prima della modellazione e del calcolo.
Anche le sezioni trasversali laminate più comuni in RFEM e RSTAB, possono avere parametri definiti dall'utente. A tale scopo, selezionare la sezione trasversale da modificare nella libreria delle sezioni trasversali e fare clic sul pulsante [Input parametrico...].
RF-CONCRETE Members include anche la progettazione di un giunto a taglio. Per eseguire questo progetto, è necessario selezionare la casella di controllo "Giunto a taglio disponibile" nella finestra 1.6, scheda Giunto a taglio.
Bei der Modellierung von statischen Tragsystemen, insbesondere von Hallentragwerken, kann es vorkommen, dass einige Konstruktionen im Gründungsbereich, welche für das aufgehende Tragwerk ohne Einfluss sind, in RFEM beziehungsweise RSTAB nicht modelliert werden. Dabei handelt es sich bei Hallentragwerken beispielsweise um Stahlbeton-Bodenplatten, Streifenfundamente oder Zugbänder zwischen den Stützenfundamenten.
In RFEM e RSTAB, è possibile verificare la plausibilità degli inserimenti prima di avviare il calcolo. Questo può essere fatto usando "Strumenti" → "Verifica plausibilità ..." o il pulsante corrispondente nella barra degli strumenti. Sono disponibili tre diversi tipi di verifica.
Un letto di molle elastico può essere applicato a un'asta. Quindi, l'influenza del terreno è solitamente inclusa nella modellazione. Il vincolo esterno elastico dell'asta può essere definito solo per le aste di tipo "Trave".