Vincoli interni dell'asta

Un vincolo interno dell'asta limita le forze interne che un'asta trasferisce su altre aste. I vincoli interni possono essere disposti solo alle estremità dell'asta, non lungo l'asta stessa.

Alcuni tipi di aste sono già dotati di vincoli interni: ad esempio, un'asta reticolare non trasferisce momenti, mentre un'asta a cavo non trasferisce né momenti né forze trasversali. Non è possibile assegnare vincoli interni a questi tipi di aste. L'immissione è bloccata.

Finestra di dialogo "Nuovo vincolo esterno dell'asta"

Base

La scheda Base gestisce i parametri elementari del giunto.

Sistema di coordinate

Un giunto dell'asta può essere riferito a uno dei seguenti sistemi di assi:

• Sistema degli assi locali dell'asta x,y,z
• Sistema di coordinate globale X,Y,Z (opzionalmente come giunto a forbice)
• Sistema di assi personalizzato U,V,W

Di norma, i giunti si riferiscono al sistema degli assi locali dell'asta. Tuttavia, i giunti a forbice (vedi immagine Intersezione delle aste) sono possibili solo nel sistema di assi globale o personalizzato.

Condizioni del vincolo interno

Le condizioni del giunto sono suddivise nei gradi di libertà 'Traslatori' e 'Rotatori'. I primi descrivono gli spostamenti nella direzione degli assi locali o globali, i secondi le rotazioni attorno a questi assi.

Per definire un giunto, spunta la casella di controllo per l'asse corrispondente. La spunta simboleggia che lo spostamento o la rotazione dell'asta nella o attorno alla direzione corrispondente è possibile. La costante della molla di spostamento o di rotazione viene quindi impostata a zero. Puoi sempre regolare la 'Costante di molla' per modellare un giunto elastico. Inserisci le rigidezze della molla come valori di progetto.

Nella colonna 'Nonlinearità', puoi controllare in modo mirato il trasferimento delle forze interne per ciascuna componente. A seconda del grado di libertà, nell'elenco delle non linearità sono disponibili le voci appropriate.

Selezione della non linearità del vincolo

Fisso, se la forza interna è negativa o positiva

Con ciò puoi controllare facilmente se solo forze positive o momenti positivi o negativi vengono trasferiti all'estremità dell'asta. Ad esempio, un giunto u_x con la non linearità 'Fisso, se N è positivo' fa sì che le forze di trazione (positive) siano trasferite all'estremità dell'asta, ma non le forze di compressione (negative). Pertanto, in presenza di forze normali negative, è efficace un giunto.

In un sistema di coordinate locale, le forze interne fanno riferimento al sistema degli assi locali xyz dell'asta.

Se selezioni un'altra non linearità, puoi definire i parametri nelle schede Attività parziale, Diagramma, Attrito o Diagramma di ponteggio.

Opzioni

Il 'Giunto a forbice' è disponibile nel sistema di coordinate globale o personalizzato. Con esso puoi modellare intersezioni di aste continue.

Esempio

Quattro aste si incontrano in un nodo. Le aste trasferiscono momenti nella loro "direzione di attraversamento", ma non all'altro paio di aste. Nel nodo vengono trasferite solo forze normali e forze trasversali.

Incrocio delle aste con cerniera a forbice

Assegna il giunto alle aste 3 e 4 o alle aste 1 e 2. L'altro paio di aste incrociate non riceve alcun giunto.

Attività parziale

La Attività parziale di una componente del giunto è disponibile come proprietà non lineare del giunto dell'asta (vedi immagine Seleziona non linearità del giunto).

Definizione dell'attività parziale della cerniera

Definisci l'effetto del giunto per il 'Campo negativo' e per il 'Campo positivo'. Nella lista 'Tipo' sono disponibili vari criteri per l'efficacia del giunto.

• Completamente: Lo spostamento o la rotazione è possibile grazie al giunto in tutta la sua estensione.
• Fisso da spostamento/rotazione di rilascio: Il giunto ha effetto solo fino a un certo spostamento o rotazione. Se viene superato, diventa efficace un collegamento fisso o un incastro.
• Rottura da forza/momento di rilascio: Il giunto ha effetto solo fino a una certa forza o momento. Se viene superato, il giunto fallisce e non trasferisce più la forza interna.
• Fluire da forza/momento di rilascio: Il giunto ha effetto solo fino a una certa forza o momento. Se viene superato, le deformazioni aumentano, ma non più la forza interna.
• Fallimento della molla: In un giunto con rigidità a molla, la componente del giunto non è efficace.

La maggior parte dei tipi di giunti è combinabile con un 'slittamento', per cui il giunto diventa efficace solo dopo un certo spostamento o rotazione.

Diagramma

Il Diagramma di una componente del giunto è disponibile come proprietà non lineare del giunto (vedi immagine Seleziona non linearità del giunto).

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 'Momento' puoi quindi assegnare i valori delle ascisse degli spostamenti o rotazioni con le forze o momenti del giunto.

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

• Rottura: Il giunto ha effetto solo fino al valore massimo della forza o del momento. Se viene superato, si instaura l'effetto completo del giunto. Non viene più trasferita alcuna forza interna.
• Fluire: Il giunto è efficace solo fino al valore massimo della forza o del momento. Se viene superato, le deformazioni aumentano, ma non più le forze interne.
• Continuo: Al di fuori dell'intervallo di definizione, viene utilizzata la costante della molla dell'ultimo passo.
• Arresto: La deformazione consentita è limitata al valore massimo dello spostamento o rotazione. Se viene superato, l'effetto del giunto viene rimosso e diventa efficace un collegamento fisso o un incastro.

Attrito

Nel menu 'Non linearità' sono disponibili quattro opzioni per definire lAttrito di un giunto traslatorio in funzione di un'altra componente del giunto (vedi immagine Seleziona non linearità del giunto).

Definizione dei coefficienti di attrito

Le forze di giunzione trasferite vengono 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 sola o da due forze interne. Esiste la seguente relazione tra forza di attrito del giunto e 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

Plastico

Le caratteristiche plastica dei giunti sono importanti per le Analisi Pushover. Nell'opzione Plastico di una componente non lineare del giunto sono disponibili quattro opzioni (vedi immagine Seleziona non linearità del giunto):

• Bilineare
• Diagramma
• FEMA 356 | Rigido
• FEMA 356 | Elastico

Informazione

Per un giunto di torsione φ_X non è possibile una definizione plastica del giunto.

Definisci vincolo plastico con proprietà bilineari

Informazione

Se il giunto presenta proprietà differenti nel campo negativo e positivo, deseleziona la casella Antisimmetrico.

Definisci nelle colonne '"Forza interna" / "Forza interna"_flusso' e 'δ / δ_flusso' o 'φ / φ_flusso' i valori caratteristici delle regioni plastiche. Ad esempio, con un valore per M_y / M_y,flusso di 1.27, la sezione inizia a fluire quando viene superato il momento plastico. Se si supera il 127 % della capacità portante plastica, l'asta fallisce.

I valori limite delle forze interne plastiche vengono determinati automaticamente dalle caratteristiche della sezione dell'asta.

La lunghezza dell'asta influisce sul calcolo della rigidità del giunto plastico. Di norma viene riconosciuta automaticamente dalle lunghezze delle aste a cui viene assegnato il giunto. Se necessario, puoi specificare una 'Lunghezza dell'asta personalizzata' per il giunto.

Criteri di accettazione

Nella sezione inferiore puoi definire i limiti dei criteri di flusso che devono applicarsi per la sicurezza dell'edificio. Ad esempio, per i componenti in acciaio questi sono regolati nella tabella 5-5 della norma ASCE FEMA 356 [1]. In un valore per φ / φ_flusso di 6.000, il valore critico per la 'sicurezza della vita' viene raggiunto quando le deformazioni plastiche diventano sei volte maggiori di quelle che si verificano al raggiungimento del limite di flusso.

Gli intervalli dei criteri di accettazione sono anche visualizzati nel diagramma.

Con una delle due opzioni plastiche FEMA, i criteri di accettazione sono preimpostati secondo le linee guida della norma statunitense. Puoi modificarli, se necessario, selezionando la casella 'Personalizzato'.

Ora il vincolo plastico è definito secondo FEMA 356

Definisci il 'Tipo di componente' nell'elenco. I criteri di accettazione per componenti primari e secondari sono regolati nella [1] tabella 5-5.

L'articolo Giunti plastici in RFEM 6 descrive come utilizzare un giunto plastico per un'analisi pushover.

Suggerimento

I criteri di accettazione sono anche rappresentati a colori nelle forze interne delle aste (vedi immagine Utilizzazioni delle deformazioni plastiche locali ). In questo modo puoi rapidamente verificare in quale area plastica si trovano i risultati.

Diagramma di ponteggio

Il Diagramma di ponteggio di una componente del giunto è disponibile come proprietà non lineare del giunto (vedi immagine Seleziona non linearità del giunto). Con esso puoi rappresentare l'effetto meccanico di una giunzione tubolare innestata con tubo interno tra due aste. Il modello sostitutivo trasferisce il momento flettente attraverso la parte esterna del tubo oppresso e, in aggiunta, attraverso il tubo interno in modo da creare una connessione di interferenza.

Puoi descrivere separatamente le proprietà del giunto nelle schede 'Diagramma di ponteggio | Tubo interno' e 'Diagramma di ponteggio | Tubo esterno'.

Definisci il diagramma del ponteggio per il tubo esterno

Informazione

Nel tipo di non linearità 'Ponteggio | Nφ_yφ_z' la componente traslatoria u_x è accoppiata con le componenti rotatorie φ_y e φ_z.

Per la definizione dei parametri, sono disponibili le opzioni presentate nella sezione Diagramma.