La scheda Base gestisce i parametri elementari dell'asta. Se si seleziona una casella di controllo nella sezione 'Opzioni', viene generalmente aggiunta un'altra scheda di dialogo. Lì è possibile definire i dettagli.
Tipo di asta
Il tipo di asta controlla in che modo le forze interne possono essere assorbite o quali proprietà sono presupposte per l'asta. Nell'elenco sono disponibili vari tipi di aste.
Asta a trave
Una trave è un'asta rigida a flessione che può trasmettere tutte le forze interne. Un'asta a trave non ha cerniere alle sue estremità. Questo tipo di asta può essere caricato da tutti i tipi di carico.
Asta rigida
Un'asta rigida accoppia gli spostamenti di due nodi tramite una connessione rigida. Corrisponde quindi, in linea di principio, a un Accoppiamento. Ciò consente di definire aste con rigidezza molto elevata considerando le cerniere, che possono anche avere costanti elastiche e non linearità. Non ci sono quasi problemi numerici, poiché le rigidezze sono adattate al sistema.
Per le aste rigide, le forze interne vengono visualizzate se nel Navigatore - Risultati in basso, nella categoria 'Aste', si attivano i Risultati per accoppiamenti.
Per le aste rigide, vengono applicate le seguenti rigidezze:
| Rigidezza longitudinale E · A | 1013 · ℓ [unità SI] con ℓ = lunghezza asta |
| Rigidezza torsionale G · IT | 1013 · ℓ [unità SI] |
| Rigidezza a flessione E · I | 1013 · ℓ3 [unità SI] |
| Rigidezza a taglio GAy / GAz (se attivata) | 1016 · ℓ3 [unità SI] |
Nervatura
Con le nervature è possibile rappresentare travi a T (travi emergenti). Per questo tipo di asta, le eccentricità e le larghezze efficaci della piastra sono considerate nel modello FEM.
Le nervature sono principalmente adatte per aste in calcestruzzo armato, poiché le forze interne e le sezioni della nervatura confluiscono nella verifica calcestruzzo. Una piastra d'acciaio con una "nervatura" saldata dovrebbe essere modellata come superficie con un'asta collegata eccentricamente.
Per la 'Disposizione della nervatura', l'elenco offre diverse opzioni.
Una nervatura è generalmente un'asta disposta eccentricamente. L'eccentricità viene determinata automaticamente dalla metà dello spessore della superficie e dalla metà dell'altezza dell'asta. Tuttavia, può anche essere definita manualmente. L'eccentricità della nervatura aumenta la rigidezza del modello. Con una disposizione centrica, l'asse baricentrico della nervatura si trova al centro della superficie.
Le larghezze efficaci della nervatura devono essere definite nella sezione 'Dimensioni ali' per il lato sinistro e destro. Nella maggior parte dei casi, l'impostazione 'Trova automaticamente' può essere mantenuta, con la quale il programma determina le due superfici. Se più di due superfici si incontrano sulla linea dell'asta della nervatura, le superfici determinanti devono essere definite manualmente.
Per l'inserimento delle larghezze di integrazione b-y,int e b+y,int sono disponibili diverse opzioni (vedere immagine Nuova nervatura): Le larghezze possono essere inserite direttamente o determinate automaticamente dalla lunghezza dell'asta con le opzioni Lrif / 6 e Lrif / 8. Possono anche essere determinate secondo le specifiche di una norma, ad esempio secondo 'EC2' Sezione 5.3.2.1.
I valori by,int definiscono la larghezza della superficie o dell'area di influenza dalla quale devono essere integrate le forze interne. I valori by,eff rappresentano la larghezza della sezione della flangia della nervatura dal centro dell'anima al bordo corrispondente. Per impostazione predefinita, by,int e by,eff sono uguali. Tuttavia, dopo un clic sul pulsante
, possono essere definiti separatamente.
Se sono stati definiti nodi del tipo 'Nodo su asta', la nervatura può essere definita per sezioni per i singoli segmenti. Se sono definiti più segmenti, le aree di larghezza variabili possono essere collegate linearmente tra loro tramite la colonna della tabella 'Distribuzione lineare' per evitare grandi salti di rigidezza nell'asta della nervatura.
Nei modelli 3D, le larghezze efficaci non influenzano la rigidezza, poiché la maggiore rigidezza è considerata dall'asta eccentrica. Tuttavia, le larghezze efficaci influenzano la distribuzione delle forze interne tra asta e superfici.
Asta di traliccio
Un'asta di traliccio corrisponde a un'asta a trave con cerniere di momento su entrambe le estremità. Inoltre, la rotazione attorno all'asse longitudinale all'inizio dell'asta è rilasciata da una cerniera φx. Per questo tipo di asta, i momenti flettenti e torcenti sono visualizzati in base ai carichi dell'asta.
Asta di traliccio (solo N)
Questo tipo di asta di traliccio con rigidezza E ⋅ A è in grado di assorbire forze assiali sotto forma di trazione e compressione. Vengono visualizzati solo le forze interne del nodo. L'asta ha un andamento della forza interna lineare, a condizione che nessun carico concentrato agisca sull'asta. Non viene visualizzato un andamento del momento, che potrebbe verificarsi a causa del peso proprio o di un carico lineare. Tuttavia, le forze del nodo sono calcolate in base ai carichi dell'asta, garantendo così il corretto trasferimento.
Controvento ad instabilità impedita (Buckling-Restrained Brace)
Il tipo Buckling-restrained brace consente la modellazione di un'asta con un nucleo in acciaio (barra piatta o sezione a croce) e un rivestimento riempito di calcestruzzo in un profilo cavo quadrato o tondo. È utilizzato in particolare negli Stati Uniti per il controventamento di edifici a rischio sismico.
Il nucleo in acciaio è mobile nel rivestimento in calcestruzzo senza aderenza. Sotto compressione, si verifica un "micro-instabilità" con autoforme elevate, poiché il rivestimento impedisce un'instabilità globale dell'intera asta.
Per la rigidezza dell'asta, viene considerato solo il nucleo in acciaio; per il peso proprio automatico, anche il rivestimento in calcestruzzo con il rivestimento esterno in acciaio.
Asta in trazione
Un'asta in trazione può assorbire solo forze di trazione. Il tipo di asta corrisponde a unAsta di traliccio (solo N)', che cede sotto una forza di compressione.
Il calcolo di una struttura ad aste con aste in trazione è iterativo: Nel primo passo, vengono determinate le forze interne di tutte le aste. Se le aste in trazione ricevono una forza assiale negativa (compressione), inizia un ulteriore passo iterativo. I contributi di rigidezza di queste aste non sono più considerati - hanno ceduto. Questo processo continua fino a quando nessun'altra asta in trazione cede. Un sistema può diventare instabile a causa del cedimento delle aste in trazione.
Asta compressa
Un'asta compressa può assorbire solo forze di compressione. Il tipo di asta corrisponde a unAsta di traliccio (solo N)', che cede sotto una forza di trazione. Le aste compresse che cedono possono portare a un sistema instabile.
Asta inflessa
Un'asta inflessa corrisponde a unAsta di traliccio (solo N)', che assorbe forze di trazione in modo illimitato, ma forze di compressione solo fino al raggiungimento della forza critica. Per il caso di Eulero 2, questa forza è determinata come segue:
Con questo tipo di asta, è spesso possibile evitare instabilità che sorgerebbero in un calcolo non lineare secondo la teoria del II° o III° ordine a causa dell'instabilità delle aste di traliccio. Se queste sono sostituite (fedelmente alla realtà) da aste inflesse, in molti casi il carico critico viene aumentato.
Asta fune
Una fune può essere sollecitata solo a trazione. Pertanto, le catene di funi possono essere analizzate mediante un calcolo iterativo secondo la teoria del III° ordine, considerando le forze longitudinali e trasversali.
Le funi sono adatte per modelli in cui possono verificarsi grandi deformazioni con corrispondenti cambiamenti delle forze interne. Per semplici controventi come su una pensilina, le aste in trazione sono del tutto sufficienti.
Barra di armatura
Questo tipo di asta consente di rappresentare armature in acciaio lento nel modello EF di un elemento in calcestruzzo armato. Ad esempio, possono essere studiate aree di discontinuità basate sull'analogia del traliccio (tirante e puntone in console, travi con aperture).
La barra di armatura ha una funzione di connessione automatica ad altri elementi come aste o superfici se si trova fisicamente all'interno dell'elemento. Come per l'Asta di traliccio (solo N), una barra di armatura ha solo una rigidezza tangenziale. Un comportamento del materiale non lineare non è ancora possibile al momento.
Nella sezione 'Impostazioni', è impostata come tipo di asta 'Armatura lenta'. Ulteriori tipi di barra di armatura sono disponibili se l'Add-On Cavi post-tesi è attivato.
Nella sezione 'Oggetti master', assegnare le aste o le superfici in cui si trova la barra di armatura. Utilizzare il pulsante
per farlo. Con il pulsante
, è quindi possibile collegare automaticamente la barra di armatura con l'oggetto master.
Fune su pulegge
Anche questo tipo di asta fune assorbe solo forze di trazione ed è calcolato secondo la teoria delle funi (teoria del III° ordine). Tuttavia, una fune su pulegge può essere definita solo su una polilinea che ha almeno tre nodi. Questo tipo di asta è quindi adatto per elementi di trazione flessibili, le cui forze longitudinali sono guidate attraverso il modello tramite punti di deviazione. Un esempio di applicazione è un paranco.
A differenza di una normale asta fune, solo uno spostamento nei nodi interni in direzione longitudinale (ux) è possibile. L'asta non deve quindi essere caricata da carichi d'asta che agiscono in direzione locale y o z. Sono considerati solo gli spostamenti ux e le forze assiali N.
Nei nodi interni della polilinea, non importa se è presente un vincolo esterno del nodo o se l'asta è collegata ad un'altra struttura: Viene esaminato il sistema complessivo dell'asta fune su tutta la lunghezza della polilinea.
Trave di risultato
La trave di risultato è adatta per integrare i risultati di superfici, solidi o aste in un'asta fittizia. Ciò consente, ad esempio, di leggere le forze di taglio risultanti di una superficie per la verifica della muratura.
La linea di una trave di risultato può essere posizionata liberamente nel modello. La trave di risultato non necessita né di un vincolo esterno né di una connessione al modello. Tuttavia, è necessario assegnare una sezione per consentire una verifica. Non possono essere applicati carichi su una trave di risultato.
Nella sezione 'Integra tensioni e forze', selezionare il tipo di trave di risultato per definire la forma geometrica dell'area di integrazione. Nella sezione 'Parametri', è quindi possibile definire le dimensioni. Si riferiscono alla linea dell'asta nel suo baricentro.
Nella sezione 'Includi oggetti', definire le superfici, le celle di superficie, i solidi e le aste i cui risultati devono essere considerati durante l'integrazione. In alternativa, selezionare 'Tutti' gli oggetti e quindi escludere determinati elementi nella sezione 'Esclusi dagli oggetti inclusivi'.
Linea di risultato
La linea di risultato è adatta per integrare i risultati di superfici, solidi o aste in una linea. Questa linea può essere posizionata liberamente nel modello.
Il principio corrisponde a una Trave di risultato. Tuttavia, non è necessario assegnare una sezione. Nella scheda 'Sezione' è possibile leggere la lunghezza della linea e, se necessario, ruotare la linea per la visualizzazione dei risultati; non ha altre funzioni.
Trasferimento del carico
Questo tipo di asta consente di applicare carichi agli oggetti che sono collegati all'asta nei nodi di estremità o intermedi. L'asta stessa non ha rigidezza. I criteri per il trasferimento del carico possono essere definiti in una nuova scheda.
Attualmente, il trasferimento del carico viene effettuato con il metodo delle strisce. Il carico dell'asta di trasferimento del carico – carico d'asta o carico del nodo del tipo forza, momento o massa – viene trasferito proporzionalmente agli oggetti strutturali comuni più vicini. Questi sono, ad esempio, nodi vincolati, aste, nodi di superfici o linee vincolate.
Se si deve considerare il peso proprio dell'asta, è possibile definire il peso dell'asta nella sezione 'Parametri'.
Nella sezione 'Oggetti caricati', sono indicati i numeri dei nodi in cui il carico dell'asta viene trasferito agli oggetti adiacenti. Se non tutti questi nodi sono rilevanti, è possibile escludere determinati nodi nella sezione 'Senza effetto su'.
Trave virtuale
Questo tipo di asta consente di utilizzare le caratteristiche della sezione per Open Web Steel Joists, che lo Steel Joist Institute ha depositato nelle cosiddette tabelle "Virtual Joist". Questi profili Virtual Joist rappresentano trave a doppia T equivalenti che si avvicinano molto all'area della flangia della trave, al secondo momento effettivo e al peso. La trave è così sostituita da un'asta con una sezione virtuale. Ciò consente di simulare unità strutturali complesse, come una trave di traliccio, nel sistema globale.
Selezionare la 'Serie' della trave virtuale dall'elenco.
Nell'elenco 'Trave virtuale' è quindi possibile definire il tipo esatto.
Il pulsante
nella sezione 'Sezione e materiale' consente di importare la trave virtuale dalla libreria delle sezioni.
Modello di superficie
Questo tipo di asta è principalmente adatto per rappresentare trave forate o trave alveolari o riduzioni locali della sezione come aperture per linee di alimentazione nel modello ad aste. In questo processo, l'asta viene convertita in un modello di superficie in cui Aperture dell'asta sono disposte secondo le specifiche dell'utente. Tuttavia, l'asta viene mantenuta. Devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:
- La sezione rappresenta un profilo a parete sottile standardizzato o parametrizzato con un'anima.
- Il materiale della sezione si basa su un modello di materiale isotropo lineare elastico.
Con il tipo di asta 'Modello di superficie', l'asta esiste sia come asta che come oggetto superficie. Le proprietà geometriche sono identiche; entrambi i modelli hanno lo stesso baricentro. La visualizzazione è controllata nel Navigatore - Visualizzazione tramite la voce Modello → Oggetti base → Aste → Modello di superficie o il pulsante
nella barra degli strumenti.
La mesh EF del modello di superficie viene generata automaticamente; al momento non può essere influenzata. Nell'analisi strutturale, viene utilizzato il modello di superficie. Per la valutazione, sono quindi disponibili sia i risultati dell'asta (come per una Trave di risultato, dove le tensioni delle sotto-superfici dell'asta sono integrate per formare le forze interne dell'asta) che i risultati di superficie. Il controllo può essere effettuato anche qui tramite il Navigatore - Visualizzazione o il pulsante
.
La verifica di un'asta modello di superficie negli Add-On viene effettuata con le forze interne dell'asta e la sezione dell'asta.
Come si può vedere nell'immagine sopra, diverse Aste rigide sono create alle estremità dell'asta modello di superficie. Esse collegano il modello di superficie con i nodi finali delle aste adiacenti. Ciò garantisce il corretto trasferimento delle forze interne agli oggetti 1D. Se più aste modello di superficie sono adiacenti l'una all'altra, queste aste di accoppiamento sono create per ogni asta.
In questo caso, definire per il carico dell'asta un' Eccentricità della forza sulla sezione. Il carico è quindi applicato realisticamente sul bordo della sezione e viene mantenuto anche nel modello di superficie.
Rigidezza
Con questo tipo di asta, è possibile utilizzare un'asta con rigidezze definite dall'utente. Le caratteristiche di rigidezza devono essere definite nel dialogo 'Nuova rigidezza asta' (vedi capitolo Rigidezze dell'asta).
Accoppiamento
Un'asta di accoppiamento è un'asta virtuale, molto rigida con estremità rigide o cerniera. Sono disponibili quattro opzioni per accoppiare i gradi di libertà dei nodi iniziali e finali come 'Incastro' o tramite una 'Cerniera'. Gli accoppiamenti consentono di modellare situazioni speciali per il trasferimento di forze e momenti. Le forze assiali e di taglio o i momenti torcenti e flettenti sono trasferiti direttamente da nodo a nodo.
Molla
Un'asta molla offre la possibilità di rappresentare proprietà di molla lineari o anche non lineari con gamme di efficacia definibili. Per un'asta molla, è necessario definire solo la lunghezza dell'asta Lz nella scheda 'Sezione', non una sezione: La rigidezza dell'asta risulta dai parametri della molla, che si definiscono nel dialogo 'Nuova molla asta' (vedi capitolo Molle dell'asta).
Smorzatore
Uno smorzatore corrisponde in linea di principio a un'asta molla con la proprietà aggiuntiva 'Coefficiente di smorzamento'. Questo tipo di asta amplia le possibilità per le analisi dinamiche secondo l'Analisi Time history.
Come per un'asta molla, è necessario definire solo la lunghezza dell'asta Lz nella scheda 'Sezione', non una sezione. La rigidezza dell'asta risulta dai parametri della molla, che si definiscono nel dialogo 'Nuova molla asta' (vedi capitolo Molle dell'asta). Le proprietà di smorzamento possono essere controllate tramite il coefficiente di smorzamento X.
Opzioni
In questa sezione, è possibile definire ulteriori proprietà dell'asta tramite le caselle di controllo.
Nodo su asta
Con uno o più nodi sull'asta, è possibile dividere l'asta in segmenti senza dividerla (vedi capitolo Nodi).
Cerniere
È possibile disporre cerniere su un'asta per controllare il trasferimento delle forze interne ai nodi finali (vedi capitolo Cerniere di estremità dell'asta). Per alcuni tipi di asta, l'input è bloccato poiché sono già presenti cerniere interne. È possibile assegnare cerniere separatamente allInizio asta i' e alla 'Fine asta j'.
Eccentricità
Le eccentricità offrono la possibilità di collegare l'asta eccentricamente ai nodi finali (vedi capitolo Eccentricità dell'asta). È possibile assegnare eccentricità separate allInizio asta i' e alla 'Fine asta j'.
Vincoli esterni
È possibile assegnare all'asta un vincolo esterno che agisce su tutta la sua lunghezza. I gradi di libertà e le rigidezze della molla devono essere definiti nelle condizioni di vincolo esterno (vedi capitolo Vincoli esterni dell'asta).
Irrigidimenti trasversali
Gli irrigidimenti trasversali sull'asta influenzano la rigidezza a ingobbamento dell'asta. Hanno effetto sul calcolo con instabilità flessionale-torsionale considerando sette gradi di libertà (vedi capitolo Irrigidimenti trasversali dell'asta).
Aperture dell'asta
Le aperture dell'asta influenzano i valori della sezione e l'andamento della forza interna. Sono rilevanti per il tipo di asta 'Modello di superficie'. Nel capitolo Aperture dell'asta è descritto come definire il tipo e la posizione delle aperture.
Non linearità
È possibile assegnare all'asta una non linearità. Le proprietà non lineari devono essere definite come non-linearità dell'asta (vedi capitolo Non-linearità dell'asta).
Punti intermedi di risultato
Con i punti intermedi di risultato, è possibile controllare l'output tabellare dei risultati lungo l'asta. I punti di divisione devono essere definiti nel dialogo 'Nuovo punto intermedio di risultato dell'asta' (vedi capitolo Punti intermedi di risultato dell'asta).
Modifiche finali
Con le modifiche finali, è possibile adattare graficamente la geometria dell'asta alle sue estremità. In questo modo, è possibile preparare sporgenze, accorciamenti o smussature per la rappresentazione renderizzata.
'Allungamento': È possibile definire un 'Allungamento' per l'inizio e la fine dell'asta. Un valore negativo Δ agisce come un accorciamento.
'Pendenza': Con una pendenza, è possibile smussare ogni estremità dell'asta. Sono possibili angoli di pendenza attorno ai due assi locali y e z dell'asta. Un angolo positivo provoca una rotazione in senso orario attorno al rispettivo asse positivo.
Attiva trasferimento del carico
La casella di controllo consente di distribuire il carico dell'asta – indipendentemente dalla rigidezza dell'asta – tramite un trasferimento del carico. Pertanto, l'asta è efficace nel modello grazie alla sua rigidezza. La distribuzione del carico sugli oggetti adiacenti, invece, è controllata tramite i parametri che è possibile definire nella scheda Trasferimento del carico.
Disattiva per il calcolo
Se si seleziona questa casella di controllo, l'asta, incluso il carico, non viene considerata nel calcolo. In questo modo, è possibile esaminare come cambia il comportamento strutturale del modello quando determinate aste non sono efficaci. Non è necessario eliminare le aste; i carichi vengono mantenuti.
