Un profilo trasversale è necessario per descrivere le proprietà di un'asta: i valori caratteristici della sezione e le proprietà dei materiali associate influenzano la rigidità dell'asta.
Non ogni profilo trasversale che viene definito deve necessariamente essere utilizzato nel modello. In questo modo potete modellare rapidamente delle varianti senza dover eliminare i profili trasversali. Tuttavia, i profili trasversali non possono essere rinumerati.
Nome
Potete assegnare un nome qualsiasi al profilo trasversale e specificarne i valori. Se la denominazione corrisponde a una voce della libreria, RFEM leggerà i valori memorizzati. Per selezionare il profilo nella libreria, cliccate sul pulsante
alla fine della riga di inserimento. L'adozione dei profili trasversali è descritta nel capitolo Libreria dei profili trasversali.
Per i profili della libreria, i valori caratteristici della sezione sono impostati e non modificabili. Un'eccezione riguarda le superfici di taglio e le dimensioni per i carichi di temperatura non uniformi.
Per un nome di profilo definito dall'utente, tutti i valori caratteristici della sezione devono essere definiti manualmente. Potete quindi utilizzare il profilo per determinare le forze interne. Tuttavia, la progettazione di questo profilo non è possibile, poiché non è possibile definire i punti di tensione.
Base
La scheda Base gestisce i parametri fondamentali del profilo.
Materiale
Ad ogni profilo trasversale deve essere assegnato un materiale. Potete selezionarlo nell'elenco dei materiali già definiti. I pulsanti accanto al campo di inserimento offrono la possibilità di selezionare un materiale dalla libreria o definirne uno nuovo (vedi capitolo Materiali).
Categorie
Tipo di sezione
Per i profili della libreria, il 'Tipo di sezione' è preimpostato secondo le classificazioni comuni lì (vedi capitolo Libreria dei profili trasversali). I profili definiti dall'utente sono assegnati al tipo 'Base'.
Metodo di produzione
Per i profili della libreria, viene mostrato il metodo di produzione del profilo, che guida determinate prescrizioni di progettazione, ad esempio le linee di piegatura dei profili cavi formati a freddo.
Opzioni
Disattivare la rigidità a taglio
Considerare la rigidità a taglio porta a un aumento della deformazione a causa delle forze trasversali. La deformazione a taglio gioca un ruolo secondario nei profili laminati e saldati. Nei profili massicci e in legno, tuttavia, è consigliabile considerare le rigidità a taglio nel calcolo della deformazione.
Disattivare la rigidità per imbozzamenti
La casella di controllo per considerare la rigidità per imbozzamenti è accessibile se, nelle informazioni di base, è attivato l'add-on di analisi Imbozzamento torsionale. In tal caso, potete controllare se la rigidità per imbozzamenti del profilo sarà inserita nel calcolo con sette gradi di libertà.
Rotazione della sezione
La rotazione della sezione descrive l'angolo con cui il profilo viene ruotato. Potete definire l'angolo di rotazione α' nella scheda Rotazione della sezione.
Per i profili asimmetrici, questa scheda offre anche possibilità di 'specchiatura' del profilo. In questo modo, potete posizionare correttamente, ad esempio, un profilo a L.
Se importate un profilo dalla libreria o da RSECTION, non dovete preoccuparvi dell'angolo di rotazione α' del profilo. RFEM legge automaticamente l'angolo. Tuttavia, per i profili definiti dall'utente, dovete determinare da soli l'angolo degli assi principali e poi adattare la posizione tramite la rotazione della sezione.
Ibrido
L'opzione 'Ibrida' è accessibile per i profili del tipo 'Parametrico - Spesso II' e per i profili RSECTION costituiti da più materiali. Nella scheda Ibrida, ad esempio, potete assegnare le proprietà dei materiali alle componenti di profili compositi in legno.
Inserite il 'Materiale di riferimento' - uno dei materiali componenti - con il quale devono essere determinati i valori caratteristici ideali del profilo composito. Le parti di rigidità delle componenti sono determinate in relazione al materiale di riferimento, tenendo conto delle rispettive proprietà dei materiali. Tuttavia, la scelta del materiale di riferimento non influisce sulla rigidità complessiva del profilo.
Modello sottile
Con la casella di controllo 'Modello sottile', potete controllare, per i profili del tipo 'Standard - Acciaio' e 'Parametrico - Sottili', secondo quale teoria devono essere determinati i valori caratteristici della sezione. Per un profilo spesso, ad esempio, le superfici di taglio e il momento d'inerzia torsionale sono determinati con un metodo diverso, poiché la soluzione analitica vale solo per i profili sottili.
Notazione USA per i valori caratteristici della sezione
I simboli per i valori caratteristici della sezione differiscono nelle convenzioni europee e americane. Con la casella di controllo, potete controllare se, ad esempio, i momenti statici saranno indicati come S o Q.
Livellamento delle tensioni per evitare singolarità
Il livellamento delle tensioni è particolarmente adatto per i profili compositi in legno per evitare singolarità nelle aree di connessione. Lì, le tensioni di taglio portano spesso a picchi di tensione, che influiscono negativamente sulla progettazione. Con questa funzione, si ottiene una migliore distribuzione delle tensioni.
Valori della sezione
In questa sezione sono riportati i valori caratteristici più importanti della sezione. Ulteriori valori sono disponibili nella scheda Valori della sezione.
Superfici della sezione
Le superfici della sezione sono suddivise nella superficie totale 'Assiale A' e nelle superfici per 'Taglio Ay' e 'Taglio Az'. La superficie di taglio Ay è collegata al momento di inerzia Iz, la superficie di taglio Az con Iy.
Nel seguente articolo tecnico troverete informazioni sulla determinazione delle superfici di taglio:
Le superfici di taglio influenzano la deformazione dovuta al taglio, che dovrebbe essere considerata in particolare per aste corte e massicce. Se modificate le superfici di taglio, dovreste evitare valori estremi: le superfici di taglio si trovano al denominatore delle equazioni, pertanto potrebbero sorgere problemi numerici.
Momenti d'inerzia
I momenti di inerzia definiscono la rigidità della sezione rispetto al momento flettente: il momento d'inerzia torsionale IT descrive la rigidità contro la torsione attorno all'asse longitudinale, i momenti d'area di 2º grado Iy e Iz descrivono la rigidità contro la flessione attorno agli assi locali y e z. L'asse y è inteso come "asse forte". Il momento d'area al 2º grado Iω descrive la resistenza contro l'imbozzamento.
Per i profili asimmetrici, i momenti di inerzia sono indicati attorno agli assi principali u e v del profilo. Gli assi locali della sezione sono rappresentati nel grafico del profilo.
Potete modificare le superfici e i momenti di inerzia della sezione tramite fattori che definite come 'modificazione strutturale' specifica della sezione (vedi capitolo Modifiche strutturali).
Inclinazione degli assi principali
L'inclinazione degli assi principali descrive la posizione degli assi principali rispetto al sistema assiale principale standard dei profili simmetrici. Per i profili asimmetrici, questo è l'angolo α tra l'asse y e l'asse u (positivo in senso orario). Gli assi principali sono indicati come y e z per i profili simmetrici, u e v per quelli asimmetrici (vedi immagine Valori e assi del profilo).
L'inclinazione degli assi principali si determina con la seguente equazione:
|
α |
Angolo dell'asse principale |
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Iyz |
Momento d’inerzia di superficie biassiale |
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Iz |
Momento d’inerzia attorno all’asse z |
|
Iy |
Momento d’inerzia rispetto all’asse y |
L'inclinazione degli assi principali dei profili della libreria non è modificabile. Tuttavia, potete ruotare il profilo secondo un angolo definito dall'utente: dovete attivare, nella sezione 'Opzioni', la casella di controllo 'Rotazione della sezione' (vedi sezione Rotazione della sezione).
Dimensioni (per carichi di temperatura non uniformi)
Le dimensioni per quanto riguarda la larghezza b e l'altezza h della sezione sono necessarie per il calcolo dei carichi di temperatura.
RSECTION
Se esiste un profilo realizzato con RSECTION, potete aprire il programma di profilo con il pulsante e modificare il profilo.
Valori del profilo
Nella scheda Valori del profilo sono elencati nel dettaglio i valori caratteristici del profilo.
I valori del profilo per i profili parametrici sono determinati con RSECTION.
Statistica
La scheda Statistica fornisce una panoramica delle aste nel modello che utilizzano il profilo. Potete utilizzare il 'Peso totale' ad esempio per un elenco del peso dell'acciaio o una stima dei costi.
Punti
La geometria del profilo è definita tramite punti. Costituiscono anche la base per linee.
Le coordinate dei punti di definizione sono elencate in una tabella. Se selezionate una riga, quel punto sarà evidenziato in rosso nel grafico del profilo. Per i profili sottili, i punti di definizione sulle linee mediane sono contrassegnati con un simbolo +. I punti controllati generati per gli archi sono riconoscibili da un simbolo di lucchetto con +. I punti sui bordi delle sezioni derivano dal spessore degli elementi.
Per gli archi, nella sezione 'Parametri', oltre alle coordinate dei punti, potete leggere i parametri dell'arco.
Linee
I punti della sezione sono collegati mediante linee, in modo che la geometria del profilo sia definita dal suo contorno. Le linee costituiscono anche la base per parti.
I punti di definizione delle linee, così come i tipi di linea e le lunghezze, sono elencati in una tabella. Se selezionate una riga, quella linea sarà evidenziata in rosso nel grafico del profilo.
Parti
Dalle linee di contorno del profilo viene generata una o più parti.
Per ogni parte della sezione vengono specificate le linee di definizione, il materiale, la superficie del profilo e la massa per unità di lunghezza.
Punti di tensione
I punti di tensione sono necessari per la determinazione delle tensioni nel profilo. Tutti i profili della libreria sono dotati di punti di tensione nelle posizioni rilevanti per la progettazione dei profili.
La scheda Punti di tensione consiste in un massimo di quattro sottoschede. Lì potete leggere le coordinate dei punti di tensione, i momenti statici e le coordinate di bordo con gli spessori associati (per profili sottili), nonché le tensioni unitarie calcolate con la teoria dei sottili TWA (per profili sottili) e con il metodo degli elementi finiti FEM.
Potete verificare gli andamenti dei profili e delle tensioni nel grafico del profilo: cliccate sulla colonna del valore o scegliete il tipo nell'elenco sotto il grafico.
Rete FE
L'ultima scheda gestisce le impostazioni per la rete FE, sulla quale si basano i valori caratteristici e le tensioni unitarie della sezione.
I due campi di input offrono la possibilità di influenzare la discretizzazione. Con un fattore inferiore a 1 si genera una maglia più fine, con un fattore superiore a 1 una maglia più grossa. Di solito non sono richieste regolazioni qui.