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'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.
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.
L'analisi dello spettro di risposta è uno dei metodi di calcolo più utilizzati in caso di terremoto. Questo metodo ha molti vantaggi. La più importante è la semplificazione: essa semplifica la complessità dei terremoti fino al punto che la verifica può essere eseguita con uno sforzo ragionevole. Al contrario, lo svantaggio di questo metodo è che molte informazioni vengono perse a causa di questa semplificazione. Un modo per moderare questo svantaggio è di usare la combinazione lineare equivalente quando si combinano le risposte modali. Questo sarà spiegato in dettaglio in questo articolo con un esempio.
Per la verifica di stabilità delle aste utilizzando il metodo dell'asta equivalente, è necessario definire le lunghezze di instabilità efficaci o flesso-torsionale al fine di determinare un carico critico per rottura per stabilità. In questo articolo viene presentata una funzione specifica di RFEM 6, mediante la quale è possibile assegnare un'eccentricità ai vincoli esterni del nodo e quindi influenzare la determinazione del momento flettente critico considerato nell'analisi di stabilità.
L'add-on "Analisi modale" in RFEM 6 consente di eseguire l'analisi modale dei sistemi strutturali, determinando così i valori di vibrazione naturale come frequenze naturali, forme modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficaci. Questi risultati possono essere utilizzati per la progettazione delle vibrazioni, nonché per ulteriori analisi dinamiche (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
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).
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 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.
Die Zusatzmodule zur Bemessung von Stab-Bauteilen nach nationalen, europäischen und internationalen Normen stellen Nachweisergebnisse neben der numerischen Darstellung in Tabellenform auch grafisch als Diagramm am Stabwerk dar.
Per verificare stabilità di aste e set di aste con una sezione trasversale uniforme, è possibile utilizzare il metodo dell'asta equivalente secondo EN 1993-1-1, da 6.3.1 a 6.3.3. Tuttavia, non appena è disponibile una sezione trasversale rastremata, questo metodo non può più essere utilizzato o solo in misura limitata. Il modulo aggiuntivo RF-/STEEL EC3 può riconoscere automaticamente questi casi e passare al metodo generale.
Le strutture reagiscono in modo diverso all'azione del vento a seconda della rigidezza, della massa e dello smorzamento. Viene fatta una distinzione di base tra gli edifici soggetti a vibrazioni e quelli che non lo sono.
L'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2015 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.
L'analisi dello spettro di risposta è uno dei metodi di calcolo più utilizzati in caso di terremoto. Questo metodo ha molti vantaggi. La più importante è la semplificazione: essa semplifica la complessità dei terremoti fino al punto che la verifica può essere eseguita con uno sforzo ragionevole. Al contrario, lo svantaggio di questo metodo è che molte informazioni vengono perse a causa di questa semplificazione. Un modo per moderare questo svantaggio è di usare la combinazione lineare equivalente quando si combinano le risposte modali. Questo sarà spiegato in dettaglio in questo articolo con un esempio.
Al fine di considerare le imprecisioni riguardanti la posizione delle masse in un'analisi con spettro di risposta, le norme per la progettazione sismica specificano le regole che devono essere applicate sia nell'analisi con spettro di risposta semplificata che multimodale. Queste regole descrivono la seguente procedura generale: la massa dell'impalcato deve essere spostata da una certa eccentricità, che quello risulta in un momento torsionale.
Il fattore critico per instabilità flesso-torsionale o il momento critico di instabilità di una trave a campata unica sarà confrontato secondo diversi metodi di analisi di stabilità.
In teoria, un gas ideale è costituito da particelle di massa che si muovono liberamente senza estensione nello spazio del volume. In tale spazio, ogni particella si muove con velocità in una direzione. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
In alternativa al metodo dell'asta equivalente, questo articolo descrive come determinare le forze interne della parete suscettibile di instabilità secondo l'analisi del secondo ordine, tenendo conto delle imperfezioni, e quindi eseguire la verifica della sezione trasversale per flessione e compressione.
Il seguente articolo descrive una verifica utilizzando il metodo dell'asta equivalente secondo [1] Sezione 6.3.2, eseguita su un esempio di una parete in legno a strati incrociati suscettibile di instabilità descritta nella Parte 1 di questa serie di articoli. L'analisi di instabilità sarà eseguita come un'analisi delle tensioni di compressione con resistenza a compressione ridotta. Per questo, viene determinato il coefficiente di instabilità kc, che dipende principalmente dalla snellezza del componente e dal tipo di vincolo esterno.
La verifica delle vibrazioni delle piastre di legno a strati incrociati è spesso determinante per i soffitti ad ampia campata. Il vantaggio del materiale più leggero del legno rispetto al calcestruzzo si trasforma in uno svantaggio poiché il materiale ad alta massa è vantaggioso per una bassa frequenza naturale.
Nel modulo aggiuntivo DYNAM Pro per RSTAB, ora è possibile trascurare le masse che possono avere un effetto negativo sul coefficiente di massa equivalente durante il calcolo degli autovalori. Dazu können unter [Details] die Massen deaktiviert werden. Hierzu zählen in erster Linie Massepunkte, die sich im Auflager der Strukturen befinden.
Questo post verifica le forme modali determinate o i coefficienti di carico critico delle precedenti strutture a travi utilizzando un modello EF in RFEM (elementi di superficie) e RF-STABILITY.
L'analisi di stabilità del telaio in acciaio descritta nel mio post precedente può essere eseguita anche in RF-/FE-LTB secondo il metodo dell'imperfezione equivalente. In diesem Beitrag soll lediglich der Faktor für die Verzweigungslast berechnet beziehungsweise dessen Ermittlung aufgezeigt werden.
Nel seguente esempio, l'analisi di stabilità di un telaio in acciaio può essere eseguita secondo il Metodo generale secondo EN 1993-1-1, Sez. 6.3.4 nel modulo aggiuntivo RF-/STEEL EC3. In diesem ersten von drei Beiträgen soll die im Rahmen des Nachweiskonzeptes erforderliche Ermittlung eines Vergrößerungsfaktors der Bemessungslasten gezeigt werden, mit dem die ideale Verzweigungslast mit Verformungen aus der Haupttragwerksebene erreicht wird.
Le combinazioni di risultati esportate da RF-/DYNAM Pro – Equivalent Loads sono generate sovrapponendo i risultati delle singole risposte modali. Hierfür kann die SRSS-Regel als "aquivalente Linearkombination" verwendet werden. Wenn in RF-/STAHL Ergebniskombinationen zur Bemessung herangezogen werden, gibt es zwei Optionen, die maßgebenden Spannungen zu ermitteln. Entweder werden die Ergebnisse direkt aus der Ergebniskombination herangezogen. Dies geschieht zeilenweise für jede maßgebende maximale und minimale Schnittgröße. Oder Spannungen werden aus den einzelnen Lastfällen ermittelt. Die quadratische Überlagerungsregel wird dann in RF-/STAHL erneut durchgeführt.
I coefficienti di danno equivalente dipendono dai rispettivi componenti da progettare in RF-/STEEL Fatigue Members e sono spiegati nelle norme corrispondenti. Die folgende Auflistung zeigt einen Überblick über die Normen, in denen die Berechnung der Schadensäquialenzfaktoren explizit geregelt ist:
Con l'ultima versione di RF-/DYNAM Pro, è possibile escludere le forme modali dalla verifica sismica. Dazu gibt es in den meisten Normen Vorschriften, um zu kleine effektive Modalmassenfaktoren auszuschließen. Unter dem Reiter "Eigenformen" besteht daher die Möglichkeit, den Faktor anzugeben und die Eigenformen damit automatisch nicht zu berücksichtigen.
In RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations, è possibile trasferire casi di carico completi/combinazioni di carico come masse. Per fare ciò, è possibile semplicemente salvare il caso di carico o la combinazione di carico da considerare come caso di massa nel modulo aggiuntivo.
Le viste definite dall'utente sono uno strumento molto utile per una modellazione efficace, poiché gli oggetti precedentemente selezionati e adattati appaiono direttamente con un clic del mouse. Diese Ausschnitte können aber auch sehr einfach zur Erstellung von aussagekräftigen und übersichtlichen Ergebnisgrafiken verwendet werden. Durch die Seriendruckfunktion können mit nur wenigen Mausklicks alle benötigten Ergebnisgrafiken auf einmal erstellt werden.