Cerniere lineari

Se le superfici si toccano lungo una linea, qui sono collegate in modo rigido. Con una cerniera lineare, puoi controllare determinati gradi di libertà per limitare il trasferimento delle forze interne.

Finestra di dialogo "Nuovo giunto lineare"

La cerniera lineare deve essere assegnata sia a una linea che a una superficie. Puoi determinare graficamente i numeri delle linee e delle superfici.

Assegna vincolo interno della linea

Base

La scheda Base gestisce i parametri fondamentali della cerniera.

Condizioni della cerniera

Le condizioni della cerniera sono divise in tre 'Traslazionali' e un 'Rotazionale' grado di libertà. Le prime descrivono gli spostamenti lungo gli assi locali, l'ultimo la rotazione attorno all'asse longitudinale della linea.

Per definire una cerniera, spunta la casella di controllo per l'asse corrispondente. La spunta simboleggia che lo spostamento o la rotazione della linea nella direzione indicata è possibile. La costante della molla di traslazione o rotazione viene impostata su zero. Puoi adattare la 'Costante della molla' in qualsiasi momento per modellare una cerniera elastica.

Nella colonna 'Non linearità' puoi controllare specificamente il trasferimento delle forze interne per ogni componente. A seconda del grado di libertà, nell'elenco delle non linearità sono disponibili voci adeguate.

Selezione della non-linearità del vincolo interno

Fisso, se la forza interna è negativa o positiva

Puoi facilmente controllare se l'effetto della cerniera è presente solo con forze o momenti positivi o negativi. Se la forza interna agisce nella direzione indicata dell'asse della superficie, c'è un collegamento fisso e la forza o il momento viene trasferito.

Per l'azione della forza interna (negativa o positiva), il sistema di coordinate della cerniera lineare si riferisce alla "superficie collegata" - quindi la superficie per cui la cerniera lineare non è definita. Ad esempio, se devono essere trasferite solo le forze di compressione, 'Fisso, se v_y o v_z è positivo' sarebbe corretto se l'asse della cerniera y o z punta nella direzione desiderata del carico.

Se selezioni un'altra non linearità, puoi definire i parametri nelle schede Effetto parziale, Diagramma, Attrito, Diagramma accoppiato o Forza-momento.

Opzioni

Questa sezione offre ulteriori opzioni di impostazione.

Connessione solaio-parete

Con la casella di controllo è possibile impostare proprietà specifiche della cerniera lineare per limitare la trasmissione dei momenti. Puoi definire i parametri nella scheda connessione solaio-parete.

Rotazione della cerniera φ_y e φ_z

Se spunti la casella di controllo, i gradi di libertà φ_y e φ_z vengono impostati su zero. Nella maggior parte dei casi, questo non ha significato pratico nelle costruzioni poiché l'influenza è trascurabile. Tuttavia, per modellazioni speciali, questa opzione può essere utile - per esempio nel caso di un coperchio circolare su un serbatoio che deve trasmettere solo forze verticali. In presenza di un momento torcente al centro del coperchio, il grado di libertà φ_z impedirebbe la libera rotazione. Liberando il grado di libertà, il coperchio ruoterà come previsto.

Effetto parziale

LEffetto parziale di una componente di cerniera è disponibile come proprietà non lineare del giunto di estremità delle aste (vedi immagine selezione non linearità della cerniera).

Definizione dell'attività parziale della cerniera

Imposta l'effetto della cerniera per lIntervallo negativo' e lIntervallo positivo'. Nella lista dei 'Tipi' sono disponibili vari criteri per l'efficacia della cerniera.

• Completo: Lo spostamento o la rotazione è pienamente consentito dalla cerniera.
• Fisso da spostamento/rotazione di rilascio: La cerniera agisce solo fino a un certo spostamento o rotazione. Superato questo limite, si instaura un collegamento fisso o incastro.
• Fallimento da forza/momento di rilascio: La cerniera agisce solo fino a una determinata forza o momento. Superato questo, la cerniera fallisce e non trasferisce più la forza interna.
• Flusso da forza/momento di rilascio: La cerniera agisce solo fino a una determinata forza o momento. Superato questo, continuano ad aumentare le deformazioni ma non più le forze interne.
• Crollo della molla: In una cerniera con rigidezza della molla, la componente della cerniera non è efficace.

La maggior parte dei tipi di cerniera può essere combinata con uno 'Scorrimento', permettendo alla cerniera di essere efficace solo dopo un determinato spostamento o rotazione.

Diagramma

Il Diagramma di una componente della cerniera è disponibile come proprietà non lineare della cerniera (vedi immagine selezione non linearità della cerniera).

Definizione del diagramma di rigidezza

Definisci nella colonna 'Spostamento' o 'Rotazione' il numero di punti di definizione del diagramma di lavoro con i valori corrispondenti. Nella colonna 'Forza' o 'Rotazione' puoi quindi assegnare i valori in ascissa degli spostamenti o rotazioni con le forze o momenti delle cerniere.

Per lInizio diagramma' e la 'Fine diagramma' sono disponibili i seguenti criteri:

• Rottura: La molla della cerniera è efficace solo fino al valore massimo della forza o del momento. Superato questo, si instaura l'effetto pieno della cerniera. Non viene più trasferita alcuna forza interna.
• Flusso: La molla della cerniera è efficace fino al valore massimo della forza o del momento. Superato questo, continuano ad aumentare le deformazioni, ma non le forze interne.
• Continuo: Al di fuori del campo di definizione viene applicata la costante della molla dell'ultimo passo.
• Arresto: La deformazione consentita è limitata al valore massimo dello spostamento o della rotazione. Superato questo, l'effetto della cerniera viene rimosso e si stabilisce un collegamento fisso o incastro.

Attrito

Nell'elenco 'Non linearità' sono disponibili quattro opzioni per definire lAttrito di una cerniera traslazionale in funzione di un'altra componente della cerniera (vedi immagine selezione non linearità della cerniera).

Definizione dei coefficienti di attrito

Le forze di cerniera trasferite sono messe in relazione con le forze normali o trasversali che agiscono in un'altra direzione. A seconda della selezione nella scheda 'Base', l'attrito dipende da una o due forze interne. C'è la seguente relazione tra la forza di attrito della cerniera e la forza normale o trasversale:

$${\mathrm{P}}_{\mathrm{Gelenk}}=\mathrm{\mu }·{\mathrm{P}}_{\mathrm{Normalkraft}/\mathrm{Querkraft}}$$

Correlazione tra la forza di attrito della cerniera e la forza interna

Importante

Immetti la costante della molla C_u dell'attrito con un valore diverso da zero per evitare che si stabilisca un collegamento rigido.

Diagramma accoppiato

L'opzione Diagramma accoppiato - rilascio costante consente di considerare il criterio di fallimento per un grado di libertà anche per le altre direzioni: se una determinata forza interna non può essere trasferita, anche tutti gli altri gradi di libertà sono sciolti e le superfici risultano completamente disaccoppiate.

Definizione del diagramma accoppiato

Suggerimento

Nell'articolo tecnico Criteri di fallimento accoppiati per RFEM 5 trovi ulteriori dettagli sui diagrammi accoppiati.

Forza-Momento

Per una cerniera φ_x con proprietà non lineari, puoi definire il Diagramma di forza/momento.

Definizione del diagramma forza/momento

Informazione

Se la cerniera ha proprietà diverse nei campi negativo e positivo, deseleziona la casella di controllo Simmetrico.

Definisci i punti di definizione con i valori di 'Forza' e del rispettivo 'Momento massimo' e 'Momento minimo'. I momenti delle superfici m_x possono essere riferiti alle forze normali n o alle forze trasversali v_y o v_z. Definisci questo tramite l'elenco in basso nella sezione.

Selezione della forza

Per lInizio diagramma' e la 'Fine diagramma' sono disponibili i seguenti criteri:

• Rottura: La rigidezza della cerniera è efficace solo fino al valore iniziale o finale della forza. Al di fuori del campo di definizione, non vengono trasferiti momenti.
• Flusso: Superato il valore iniziale o finale della forza, continuano ad aumentare le forze, ma non più i momenti.
• Continuo: Al di fuori del campo di definizione viene applicata la rigidezza della cerniera dell'ultimo passo.

Connessione solaio-parete

Nelle connessioni solaio-parete in muratura, i momenti non vengono trasferiti illimitatamente, ma solo in relazione alle forze normali. Nella scheda Connessione solaio-parete, puoi limitare il momento massimo e minimo tramite un diagramma forza/momento generato da RFEM dai parametri geometrici.

Definizione del collegamento solaio-parete

Parametri

Inserisci lOffset' e - se presente - la 'Larghezza della pietra di rosticciata', i cui valori sono necessari per determinare le rigidezze delle cerniere. I parametri sono illustrati nel grafico del dialogo.

Cerniere di linea generate

Affinché le cerniere di linea possano essere generate, la superficie del solaio e la linea di connessione della parete devono essere assegnate (vedi immagine Assegnare cerniere di linea). Poi clicca sul pulsante alla fine della sezione. Nel caso di una parete a piano, RFEM genera una cerniera di linea, con due piani due cerniere di linea.

Le cerniere di linea generate sono create come nuovi tipi, non modificabili. Di conseguenza, nel caso di un solaio con una parete a piano inferiore e superiore, sono presenti tre cerniere di linea:

• Cerniera di linea originale del solaio con i parametri di definizione per le cerniere della parete (1)
• Cerniera di linea generata per la connessione alla parete inferiore (2)
• Cerniera di linea generata per la connessione alla parete superiore (3)

Linea di cerniere di collegamento solaio-parete

Puoi verificare i parametri di una cerniera di linea generata come segue: seleziona questo tipo nell'elenco e poi attiva la scheda Diagramma forza-momento (vedi immagine Definire diagramma forza/momento).