Vincolo di progetto e inflessione

La scheda Vincolo di progetto e inflessione è disponibile nella finestra di dialogo di modifica di un'asta o di un set di aste, quando le proprietà di verifica dell'oggetto sono attivate (vedi immagine Proprietà di verifica di un'asta). I vincoli di progetto hanno essenzialmente due funzioni:

1. Definizione delle condizioni al contorno per la verifica "Compressione ortogonale alla fibratura"
2. Segmentazione dell'asta o del set di aste per la verifica dell'inflessione della verifica legno

Le impostazioni per la verifica dell'inflessione delle superfici possono essere definite nella scheda Inflessione della finestra di dialogo di modifica della superficie.

Aste

Vincolo di progetto

Come già accennato, i vincoli di progetto sono necessari per la verifica "Compressione ortogonale alla fibratura" all'appoggio. I parametri specifici per questa verifica possono essere definiti nella scheda Compressione ortogonale alla fibratura. I vincoli di progetto offrono inoltre la possibilità di segmentare aste e set di aste per la verifica dell'inflessione.

I vincoli di progetto possono essere assegnati non solo all'inizio e alla fine dell'asta, ma anche ai nodi interni. Pertanto, nella tabella sono preimpostati automaticamente nodi del tipo 'Nodo su linea/asta' e nodi standard tra le aste di un set di aste.

Selezionare un vincolo di progetto dall'elenco o crearne un nuovo tipo con il pulsante (vedi immagine Nuovo vincolo di progetto). Con il pulsante è possibile modificare il tipo selezionato, con il pulsante selezionare un vincolo di progetto già assegnato nel modello.

La finestra di dialogo è adattata alla Norma. Se all'asta o al set di aste è stato assegnato un materiale legno, il tipo Legno è preimpostato. In caso contrario, selezionare questa opzione dall'elenco.

Con le due opzioni Attivo è possibile controllare per quali direzioni (asse z e/o asse y) è presente un vincolo di progetto. Se l'asta è ruotata di 90°, ad esempio, è possibile disattivare 'Vincolo in direzione z/z' e attivarlo invece per l'asse y.

Se non si desidera eseguire alcuna verifica "Compressione ortogonale alla fibratura", ma il vincolo di progetto deve servire alla segmentazione dell'asta o del set di aste per la verifica dell'inflessione, disattivare l'opzione Supporto diretto: In questo modo non sono necessari dati sulla geometria e sulla posizione del vincolo; il vincolo serve solo per la segmentazione ai fini della verifica delle deformazioni. In alternativa, sarebbe anche possibile selezionare il tipo di vincolo di progetto 'Generico', per il quale la compressione da contatto non viene analizzata.

La Lunghezza vincolo è sempre riferita alla trave reale. Viene rappresentata nella grafica della finestra di dialogo – a partire dal sistema statico o dal nodo – per metà nella direzione x positiva dell'asta e per metà nella direzione x negativa.

Con l'opzione Vincolo dal bordo, il programma riconosce automaticamente se un vincolo di progetto riceve forze di compressione o di trazione. Di conseguenza, la verifica "Compressione ortogonale alla fibratura" viene eseguita solo in caso di forze di compressione.

Se un vincolo di progetto agisce su un appoggio intermedio, selezionare la casella di controllo Appoggio interno. A seconda della norma di progetto, questa impostazione influisce sulla determinazione dell'area di appoggio effettiva.

Con l'opzione Riduzione della forza di taglio, la verifica a taglio sul vincolo viene condotta con la forza di taglio determinante. La forza di taglio viene considerata nella verifica ad una certa distanza dal bordo del vincolo. La distanza dipende dalla norma di progetto. Ciò presuppone che la forza agisca sul lato opposto del vincolo, quindi in genere sull'estradosso della trave.

Se le tensioni di compressione trasversale sono troppo elevate, queste possono essere assorbite con rinforzi mediante viti (solo per EN 1995-1-1 e supporto diretto). A tal fine, selezionare la casella di controllo Elementi di rinforzo. Nella scheda Elementi di rinforzo è quindi possibile definire le proprietà delle viti a filettatura totale.

Con la casella di controllo Attivo per la verifica contro l'incendio è possibile stabilire se la verifica della compressione da contatto debba essere eseguita anche in caso di incendio.

Se un vincolo di progetto non deve essere considerato per la segmentazione, disattivare l'opzione Attivo per la verifica dell'inflessione.

Verifica dell'inflessione

Segmenti e lunghezze di riferimento

Nella sezione destra della finestra di dialogo della scheda Vincolo di progetto e inflessione sono elencati i segmenti che risultano dall'assegnazione dei vincoli di progetto per le rispettive direzioni della verifica dell'inflessione. Per ogni punto di verifica in un segmento, la lunghezza visualizzata L_c viene utilizzata come lunghezza di riferimento per la determinazione del valore limite.

Se si desidera modificare le lunghezze di riferimento determinate automaticamente (ad esempio perché la lunghezza di riferimento di un'asta curva si discosta dalla lunghezza del segmento), selezionare la casella di controllo 'Lunghezze definite dall'utente'. I valori sono quindi modificabili. Tuttavia, queste lunghezze definite dall'utente non vengono adattate automaticamente se si modifica successivamente la lunghezza dell'asta nel modello.

Valori limite per travi e travi a sbalzo

I valori limite dell'inflessione per travi appoggiate su entrambi i lati e travi a sbalzo sono gestiti nelle Configurazioni SLE. Il valore limite corrispondente viene applicato nella verifica per ogni segmento, a seconda della disposizione dei vincoli di progetto: Un segmento con vincoli di progetto su entrambi i lati o senza vincoli di progetto viene considerato come tipo Trave, un segmento con un vincolo di progetto su un lato come Trave a sbalzo.

Direzione di verifica

Utilizzare la 'Direzione di verifica' per stabilire quali valori di inflessione risultanti debbano essere verificati. Nell'elenco sono disponibili gli assi locali y e z, l'inflessione risultante e gli assi locali ausiliari y' e z'. I segmenti sottostanti si adattano di conseguenza.

Riferimento spostamento

Con le opzioni dell'elenco 'Riferimento spostamento' è possibile influenzare i valori di inflessione da verificare per la verifica:

• Sistema indeformato: I valori di deformazione locale u_y e u_z vengono presi direttamente dai risultati.
• Estremità di segmento deformate: I valori di inflessione vengono ridotti per la verifica dei valori di deformazione del nodo iniziale e finale, in modo che vengano verificate solo le inflessioni locali.

Controfreccia

Nella verifica è possibile considerare una controfreccia per ogni segmento, riducendo così il valore dell'inflessione. La controfreccia è applicata come forma a onda singola per i segmenti di trave e come andamento lineare per i segmenti di trave a sbalzo. Inserire la controfreccia w_c,z o w_c,y come valore positivo se è opposta alla direzione dell'asse locale dell'asta z o y. Per la verifica della direzione risultante, le componenti della controfreccia vengono convertite nella direzione risultante.

Esempio: Nell'immagine seguente, al nodo intermedio n. 50 non è stato definito alcun vincolo di progetto. Di conseguenza, il programma rileva un solo segmento e la lunghezza di riferimento corrisponde alla lunghezza dell'asta.

Se al nodo intermedio viene definito un vincolo di progetto, vengono rilevati due segmenti. La lunghezza di riferimento si adatta di conseguenza.

Se un segmento non deve essere esaminato per la deformazione, è possibile disattivarlo tramite la casella di controllo:

Elementi di rinforzo

Questa scheda è disponibile per una verifica secondo EN 1995-1-1, se nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Elementi di rinforzo. Qui è possibile definire viti a filettatura totale che vengono considerate come elementi di rinforzo a compressione trasversale nella verifica "Compressione ortogonale alla fibratura".

Attualmente sono possibili solo elementi di rinforzo del tipo 'Viti'. Definire le resistenze e le lunghezze delle viti secondo le specifiche del produttore. È anche possibile utilizzare le proprietà di elementi di rinforzo definiti come Viti per legno. A tale scopo, utilizzare la corrispondente opzione nell'elenco.

Selezionare una vite per legno già definita o crearne un nuovo tipo tramite il pulsante .

Nella sezione 'Geometria in direzione z/y' definire il numero di viti e la loro disposizione.

Le viti sono verificate per carico di punta e compressione. Inoltre, viene eseguita la verifica della capacità portante a compressione trasversale nel piano della punta della vite. L'angolo di diffusione del carico della 'Distribuzione del carico' può essere considerato linearmente a 45° o – come descritto in [1] – non linearmente (vedi anche la grafica della finestra di dialogo).

Superfici

Nella verifica delle superfici allo stato limite ultimo, vengono esaminate le componenti di tensione. Le verifiche si basano sulle proprietà del materiale e sugli spessori della superficie. Per la verifica allo stato limite di servizio, invece, sono necessarie indicazioni specifiche per la superficie. Queste possono essere impostate nella scheda Inflessione della finestra di dialogo 'Modifica superficie'.

Tipo di superficie

Utilizzare il tipo di superficie per stabilire quali valori limite di inflessione vengono applicati nella verifica. Nell'elenco sono disponibili due opzioni:

• Doppiamente appoggiata
• Trave a sbalzo

I valori limite sono memorizzati nella finestra di dialogo Configurazioni SLE per diverse situazioni di progetto di superfici con vincolo su uno o entrambi i lati.

Riferimento spostamento

Il riferimento spostamento controlla quale modello di riferimento viene utilizzato per la verifica delle deformazioni. L'elenco contiene tre opzioni:

• Piano di riferimento definito dall'utente deformato: Se i vincoli presentano spostamenti molto diversi, è opportuno specificare un piano di riferimento inclinato per lo spostamento u_z da verificare. Definire il piano nella sezione 'Piano di riferimento definito dall'utente' tramite tre punti del sistema indeformato. RFEM determina la deformazione dei tre punti di definizione, stabilisce il piano di riferimento attraverso questi punti spostati e utilizza la deformazione massima relativa u_z per la verifica.

• Superficie parallela nel punto del nodo minimamente deformato: Questa opzione è consigliata in caso di vincolo cedevole della superficie. La deformazione massima u_z è riferita a un piano di riferimento spostato parallelamente al sistema indeformato, che RFEM stabilisce attraverso il nodo con il valore di spostamento minimo u_z,min.

• Sistema indeformato: Le deformazioni locali u_z vengono prese direttamente dai risultati e utilizzate per la verifica.

Lunghezza di riferimento e tipo di definizione

Il valore limite dell'inflessione dipende dalla lunghezza di riferimento L_z. Con le opzioni del tipo di definizione 'Secondo la linea perimetrale massima' e 'Secondo la linea perimetrale minima' (impostazione predefinita), RFEM determina la lunghezza del bordo più lungo o più corto dalla geometria della superficie e imposta automaticamente la lunghezza di riferimento. Se si desidera definire la lunghezza di riferimento, selezionare il tipo di definizione 'Manuale' dall'elenco e inserire il valore.

Compressione ortogonale alla fibratura

La scheda Impostazioni per 'Compressione ortogonale alla fibratura' è disponibile nella finestra di dialogo di modifica di un'asta o di un set di aste, se in un vincolo di progetto è presente un Supporto diretto. Qui è possibile descrivere la situazione di vincolo di un sistema spaziale per nodi dell'asta o del set di aste che nel modello sono realizzati senza vincolo nodale – ad esempio aste con un vincolo (indiretto) su un'altra asta.

La forza di compressione necessaria per la verifica "Compressione ortogonale alla fibratura" viene determinata dalle forze interne delle aste collegate al nodo. Nel modello statico, tutte le aste si incontrano in un nodo, come mostra l'esempio seguente.

Questa semplificazione di solito non corrisponde alle condizioni reali: Non tutte le aste trasmettono la propria forza assiale o forza di taglio direttamente al vincolo, ma premono su un'altra asta, che a sua volta trasferisce questa forza con le proprie forze interne al vincolo. Si ottengono così una moltitudine di situazioni di vincolo.

Con le caselle di controllo è possibile stabilire quali aste causano forze di compressione trasversale e definire così chiaramente la situazione di vincolo. Questo è descritto in un articolo tecnico basato su un esempio:

• Vincolo di progetto per la verifica legno – Stato limite di servizio, compressione ortogonale alla fibratura e riduzione della forza di taglio