Il registro Base gestisce i parametri essenziali dell'asta. Se si seleziona una casella di controllo nella sezione 'Opzioni', di solito viene aggiunto un altro registro di dialogo. Qui è possibile definire i dettagli.
Tipo di asta
Il tipo di asta determina come possano essere acquisite le forze interne o quali proprietà siano presupposte per l'asta. Nell'elenco, sono disponibili diversi tipi di aste tra cui scegliere.
Asta a trave
Una trave è un'asta rigida alla 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 con tutti i tipi di carico.
Asta rigida
Un'asta rigida collega gli spostamenti di due nodi attraverso un collegamento rigido. Corrisponde quindi essenzialmente a un collegamento. Questo permette di definire aste con rigidità molto elevate tenendo conto delle cerniere, che possono anche avere costanti elastiche e non linearità. Si verificano pochi problemi numerici perché le rigidezze sono adattate al sistema.
Per le aste rigide vengono forniti i risultati delle forze interne se si abilita 'Risultati per collegamenti' nella categoria 'Aste' del Navigatore - Risultati.
Per le aste rigide si applicano le seguenti rigidità:
| Rigidità longitudinale E · A | 1013 · ℓ [Unità SI] con ℓ = lunghezza dell'asta |
| Rigidità torsionale G · IT | 1013 · ℓ [Unità SI] |
| Rigidità alla flessione E · I | 1013 · ℓ3 [Unità SI] |
| Rigidità al taglio GAy / GAz (se attivato) | 1016 · ℓ3 [Unità SI] |
Asta a nervatura
Le nervature possono essere utilizzate per rappresentare travi soletta. In questo tipo di asta vengono considerate eccentricità e larghezze attive delle solette nel modello FEM.
Le nervature sono principalmente adatte per aste in calcestruzzo armato, poiché le forze interne e le sezioni delle nervature influenzano il dimensionamento del calcestruzzo. Una lamiera d'acciaio con "nervatura" saldata deve essere modellata come superficie con un'asta connessa eccentricamente.
Per il 'Disposizione delle nervature', l'elenco offre diverse opzioni di selezione.
Una nervatura è solitamente un'asta disposta eccentricamente. L'eccentricità viene calcolata automaticamente dalla metà dello spessore della superficie e dalla metà dell'altezza dell'asta. Può anche essere definita manualmente. L'eccentricità della nervatura aumenta la rigidità del modello. In un'organizzazione centrica l'asse principale della nervatura è situata al centro della superficie.
Le larghezze attive della nervatura devono essere definite nella sezione 'Dimensioni della flangia' per il lato sinistro e destro. Di solito si può mantenere l'impostazione 'Trova automaticamente', tramite la quale il programma individua entrambe le superfici. Se più di due superfici si incontrano lungo la linea dell'asta della nervatura, le superfici rilevanti devono essere definite manualmente.
Per l'inserimento delle larghezze d'integrazione b-y,int e b+y,int esistono diverse opzioni (vedere l'immagine Nuova nervatura): Le larghezze possono essere inserite direttamente o calcolate automaticamente dalla lunghezza dell'asta con le opzioni Lref / 6 e Lref / 8. Possono anche essere determinate in conformità con le normative, ad esempio secondo 'EC2' Sezione 5.3.2.1.
I valori by,int definiscono la larghezza della superficie o dell'ambito da cui si desidera integrare le forze interne. I valori by,eff rappresentano la larghezza della sezione della flangia della nervatura dal centro del nucleo fino al bordo corrispondente. Per impostazione predefinita, by,int e by,eff sono uguali ma è possibile definirli separatamente tramite il pulsante
.
Se sono stati definiti nodi del tipo 'Nodi su asta', è possibile definire la nervatura per singoli segmenti. Se sono definiti più segmenti, le larghezze variabili possono essere linearizzate tramite la colonna tabella 'Distribuzione lineare' per collegare tra loro in modo continuo e prevenire grandi salti di rigidità nell'asta a nervatura.
Nei modelli 3D, le larghezze attive non influenzano la rigidità, poiché la maggiore rigidità è presa in considerazione dall'asta eccentrica. Le larghezze attive influenzano la distribuzione delle forze interne su aste e superfici.
Asta reticolare
Un'asta reticolare corrisponde a un'asta a trave con cerniere ai momenti alle estremità. Inoltre, la rotazione attorno all'asse longitudinale all'inizio dell'asta viene liberata da una cerniera φx. Per questo tipo di asta si emettono momenti flettente e torcente generati dai carichi sull'asta.
Asta reticolare (solo N)
Questo tipo di asta reticolare con la rigidità E ⋅ A è in grado di assorbire le forze normali sotto forma di trazione e compressione. Vengono restituiti solo i risultati dei nodi. L'asta ha un andamento lineare delle forze interne, purché non ci siano carichi concentrati applicati su di essa. Non si emette uno sviluppo dei momenti dovuto al peso proprio o a un carico distribuito. Le forze nodali vengono ricavate dai carichi sull'asta per garantire la corretta trasmissione.
Asta di trazione
Un'asta di trazione può assorbire solo forze di trazione. Il tipo di asta corrisponde a un 'Asta reticolare (solo N)' che cade in caso di forza di compressione.
Il calcolo di un sistema di aste con aste di trazione avviene iterativamente: nella prima fase vengono determinate le forze interne di tutte le aste. Se le aste di trazione ricevono una forza normale negativa (compressione), inizia un ulteriore passo iterativo. Le porzioni di rigidità di queste aste non vengono più considerate – sono cadute. Questo processo continua fino a quando nessuna delle aste di trazione cade. Un sistema può diventare instabile a causa della caduta delle aste di trazione.
Asta di compressione
Un'asta di compressione può solo assorbire forze di compressione. Il tipo di asta corrisponde a un 'Asta reticolare (solo N)' che cade in caso di forza di trazione. Le aste di compressione che cadono possono portare a un sistema instabile.
Asta instabile
Un'asta instabile corrisponde a un 'Asta reticolare (solo N)' che assorbe in modo illimitato le forze di trazione, ma le forze di compressione solo fino al raggiungimento della forza critica. Per il caso di Eulero 2 questa forza è determinata come segue:
formula@001025#Con questo tipo di asta si possono spesso evitare instabilità che si verificano in un'analisi non lineare secondo la teoria del II o III ordine a causa dell'instabilità delle aste reticolari. Sostituendo queste aste (in modo realistico) con aste instabili, si aumenta in molti casi il carico critico.
Asta di cavo
Un cavo è sollecitabile solo alla trazione. Pertanto, si possono captare catene di cavi tramite un calcolo iterativo secondo la teoria del III ordine, tenendo conto delle forze longitudinali e trasversali.
I cavi sono adatti per modelli in cui si verificano grandi deformazioni con conseguenti variazioni delle forze interne. Per fissaggi semplici come nel caso di una tettoia sono sufficienti le aste di trazione.
Asta di armatura
Con questo tipo di asta è possibile rappresentare armature di acciaio lenti nel modello FE di un elemento in calcestruzzo armato. Ad esempio, possono essere studiati aree di discontinuità basate sull'analogia reticolare (tiranti e compressione nei mensoloni, travi con aperture).
L'asta di armatura è dotata di una funzione di connessione automatica con altri elementi come aste o superfici, se si trova fisicamente all'interno dell'elemento. Come l'Asta reticolare (solo N), l'asta di armatura ha solo una rigidità tangenziale. Attualmente, un comportamento di materiale non lineare non è possibile.
Nella sezione 'Impostazioni' è impostata un'armatura lenta come tipo di asta. Sono disponibili altri tipi di armature se l'add-on Precompressioni è attivato.
Assegnate le aste o superfici contenenti l'asta di armatura nella sezione 'Oggetti principali'. Usare il pulsante
per questo. Con il pulsante
, è poi possibile collegare automaticamente l'asta di armatura all'oggetto principale.
Cavo su carrucole
Anche questo tipo di asta cavo prende solo forze di trazione e viene calcolato secondo la teoria dei cavi (Teoria III ordine). Un cavo su carrucole può essere definito solo su una polilinea che ha almeno tre nodi. Questo tipo di asta è adatto quindi per elementi di tensione flessibili alla flessione, i cui carichi longitudinali sono trasmessi attraverso punti di deviazione nel modello. Un esempio d'applicazione è una carrucola.
Rispetto a un cavo normale, solo uno spostamento nei nodi interni nella direzione longitudinale (ux) è possibile. Il cavo non può essere caricato con carichi che agiscono nelle direzioni locali y o z. Vengono considerati solo gli spostamenti ux e le forze normali N.
Nei nodi interni della polilinea, non importa se c'è un appoggio del nodo o se l'asta è collegata ad un'altra struttura: si studia il sistema completo del cavo lungo la lunghezza della polilinea.
Asta di risultato
L'asta di risultato è adatta per integrare risultati di superfici, volumi o aste in un'asta fittizia. Ad esempio, si possono leggere le forze trasversali risultanti di una superficie per la verifica della muratura.
La linea di un'asta di risultato può essere posizionata liberamente nel modello. L'asta di risultato non necessita di supporto o collegamento al modello. Tuttavia, va assegnata una sezione trasversale per consentire la progettazione. Non possono essere applicati carichi sull'asta di risultato.
Selezionare nella sezione 'Integrare tensioni e forze' il tipo di asta di risultato per fissare la forma geometrica dell'area di integrazione. Nella sezione 'Parametri' è quindi possibile definire le dimensioni. Sono riferite alla linea dell'asta nel suo centro di gravità.
Definire nella sezione 'Includere oggetti' le superfici, le celle delle superfici, i corpi dei volumi e le aste i cui risultati devono essere considerati nell'integrazione. In alternativa, selezionare 'Tutti' gli oggetti e poi escludere determinati elementi nella sezione 'Escludere oggetti inclusi'.
Linea di risultato
La linea di risultato è adatta per integrare risultati di superfici, volumi o aste in una linea. Questa linea può essere posizionata liberamente nel modello.
Il principio è lo stesso di un'asta di risultato. Tuttavia, non è necessario assegnare una sezione trasversale. Nel registro 'Sezione trasversale', è possibile leggere la lunghezza della linea e, eventualmente, ruotare la linea per la rappresentazione dei risultati; non ha altra funzione.
Trasferimento di carico
Con questo tipo di asta è possibile applicare carichi sugli oggetti collegati all'asta nei nodi finali o intermedi. L'asta stessa non ha rigidità. È possibile definire i criteri per il trasferimento di carico in un nuovo registro.
Attualmente, il trasferimento di carico avviene con il metodo delle strisce. Il carico dell'asta di trasferimento - carico sull'asta o sul nodo del tipo forza, momento o massa - viene distribuito proporzionalmente sugli oggetti strutturali comuni più vicini. Questi possono includere nodi supportati, aste, nodi di superfici o linee supportate.
Se deve essere considerato il peso proprio dell'asta, è possibile definire il peso dell'asta nella sezione 'Parametri'.
Nella sezione 'Oggetti caricati', vengono indicate le numerazioni dei nodi in cui i carichi dell'asta vengono trasferiti agli oggetti collegati. Se non tutti questi nodi sono rilevanti, è possibile escludere determinati nodi nella sezione 'Nessuna influenza su'.
Trave virtuale
Questo tipo di asta permette di applicare le proprietà della sezione trasversale per Open Web Steel Joists riportati dallo Steel Joist Institute nelle cosiddette tabelle "Virtual Joist". Questi profili Virtual Joist rappresentano travi d'acciaio a flange larghe equivalenti, molto vicini all'area della flangia delle travi, al momento d'inerzia effettivo e al peso. La trave è quindi sostituita da un'asta con una sezione virtuale. In questo modo, si possono simulare unità di supporto complesse come ad esempio una trave reticolare nel sistema complessivo.
Selezionare la 'Serie' di trave virtuale nell'elenco.
Nell'elenco 'Trave virtuale', è possibile quindi impostare il tipo esatto.
Il pulsante
nella sezione 'Sezione trasversale e materiale' permette di importare il trave virtuale dalla libreria delle sezioni trasversali.
Modello di superficie
Questo tipo di asta è principalmente adatto per rappresentare travi a traliccio perforate o indebolimenti delle sezioni, come aperture per impianti, nel modello di asta. Qui, l'asta viene convertita in un modello di superficie in cui sono disposte le aperture delle aste come definito dall'utente. Tuttavia, l'asta rimane. Devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:
- La sezione trasversale rappresenta un profilo sottile normalizzato o parametrico con un'anima.
- Il materiale della sezione è basato su un modello di materiale isotropo lineare-elastico.
Per il tipo di asta 'Modello di superficie', l'asta è presente sia come oggetto d'asta che come oggetto di superficie. Le proprietà geometriche sono identiche; entrambi i modelli hanno lo stesso centro di gravità. La visualizzazione è controllata nel Navigatore - Visualization sotto Modello → Oggetti di base → Aste → Modello di superficie oppure tramite il pulsante
nella barra degli strumenti.
La mesh FE del modello di superficie viene generata automaticamente, attualmente non è possibile influenzarla. Nel calcolo statico viene utilizzato il modello di superficie. Quindi, sono disponibili sia i risultati dell'asta (come in un asta di risultato, dove le tensioni delle sub-sezioni dell'asta sono integrate in forze interne dell'asta) sia i risultati di superfici. Il controllo può essere effettuato anche qui tramite il Navigatore - Visualization o il pulsante
.
La progettazione di un'asta con modello di superficie negli add-on viene effettuata con le forze interne dell'asta e la sezione dell'asta.
Come visibile nell'immagine sopra, alle estremità di un'asta con modello di superficie si generano diverse aste rigide. Queste collegano il modello di superficie con i nodi terminali delle aste collegate. Questo garantisce la trasmissione corretta delle forze interne agli oggetti 1D. Se più aste con modello di superficie sono collegate, queste aste di accoppiamento vengono generate per ogni asta.
In questo caso, definire un'eccentricità di forza alla sezione trasversale per il carico dell'asta. In questo modo, il carico verrà applicato realisticamente al bordo della sezione trasversale e sarà conservato anche nel modello di superficie.
Rigidità
Con questo tipo di asta, è possibile utilizzare un'asta con rigidezze definite dall'utente. I valori delle rigidezze devono essere definiti nel dialogo 'Nuova rigidità dell'asta' (vedere capitolo Rigidità delle aste).
Collegamento
Un'asta di collegamento è un'asta virtuale, molto rigida, con estremità rigide o articolate. Sono disponibili quattro opzioni per collegare i gradi di libertà dei nodi iniziali e finali 'Rigi' o tramite una 'Cerniera'. I collegamenti consentono di modellare situazioni speciali di trasferimento delle forze e dei momenti. In tal caso, le forze assiali e trasversali o i momenti torcenti e di flessione vengono trasmessi direttamente da nodo a nodo.
Molla
Un'asta a molla offre la possibilità di rappresentare proprietà di molla lineari o anche non lineari con aree di azione definite. Per un'asta a molla, è sufficiente impostare la lunghezza dell'asta Lz nel registro 'Sezione trasversale', senza necessità di una sezione: la rigidità dell'asta risulta dai parametri della molla che si definiscono nel dialogo 'Nuova molla dell'asta' (vedere capitolo Molle delle aste).
Smorzatore
Uno smorzatore corrisponde essenzialmente a un'asta a molla con la proprietà aggiuntiva del 'Coefficiente di smorzamento'. Questo tipo di asta amplia le possibilità per analisi dinamiche secondo il Metodo delle storie temporali.
Come per un'asta a molla, è sufficiente impostare la lunghezza dell'asta Lz nel registro 'Sezione trasversale', senza necessità di una sezione. La rigidità dell'asta risulta dai parametri della molla che si definiscono nel dialogo 'Nuova molla dell'asta' (vedere capitolo Molle delle aste). 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.
Nodi sull'asta
Con uno o più nodi sull'asta, è possibile dividere l'asta in segmenti senza doverla suddividere (vedere capitolo Nodo ).
Cerniere
È possibile posizionare cerniere sull'asta per controllare la trasmissione delle forze interne ai nodi finali (vedere capitolo Cerniere delle aste). Per determinati tipi di asta, l'inserimento è disabilitato poiché sono già presenti cerniere interne. Cerniere possono essere assegnate separatamente al 'Nodo inizio i' e al 'Nodo fine j'.
Eccentricità
Le eccentricità offrono la possibilità di collegare l'asta ai nodi finali in modo eccentrico (vedere capitolo Eccentricità delle aste). Le eccentricità possono essere assegnate separatamente al 'Nodo inizio i' e al 'Nodo fine j'.
Supporto
È possibile assegnare un supporto all'asta che è efficace per tutta la sua lunghezza. I gradi di libertà e le rigidità delle molle devono essere definiti nelle condizioni di supporto (vedere capitolo Supporti delle aste).
Rinforzi trasversali
Rinforzi trasversali sull'asta influenzano la rigidità di deformazione della torsione dell'asta. Influenzano il calcolo con l'instabilità torsionale considerando sette gradi di libertà (vedere capitolo Rinforzi trasversali delle aste).
Aperture delle aste
Le aperture delle aste influenzano i valori della sezione e l'andamento delle forze interne. Sono rilevanti per il tipo di asta 'Modello di superficie'. Nel capitolo Aperture delle aste 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 delle aste (vedere capitolo Non linearità delle aste).
Punti intermedi dei risultati
Con i punti intermedi dei risultati, è possibile controllare l'output tabellare dei risultati lungo l'asta. I punti di divisione devono essere definiti nel dialogo 'Nuovo punto intermedio dei risultati dell'asta' (vedere capitolo Punti intermedi dei risultati dell'asta).
Modifiche terminali
Con le modifiche terminali, è possibile adattare graficamente la geometria dell'asta alle estremità. In questo modo si possono preparare sporgenze, accorciamenti o inclinazioni per la rappresentazione renderizzata.
'Estensione': È possibile definire un' 'Estensione' per l'inizio e la fine dell'asta. Un valore negativo Δ provoca un accorciamento.
'Inclinazione': È possibile inclinare l'estremità dell'asta con un'inclinazione. Sono possibili angoli di inclinazione attorno ai due assi dell'asta y e z. Un angolo positivo comporta una rotazione in senso orario attorno all'asse positivo corrispondente.
Attivare il trasferimento di carico
La casella di controllo consente di distribuire il carico sull'asta - indipendentemente dalla rigidità dell'asta - tramite un trasferimento di carico. In questo modo, l'asta sarà efficace nel modello tramite la sua rigidità. La distribuzione del carico sugli oggetti adiacenti è controllata tramite i parametri definiti nel registro Trasferimento di carico.
Disattivare per il calcolo
Se si seleziona questa casella di controllo, l'asta, compresi i carichi, non viene considerata nel calcolo. È quindi possibile studiare come il comportamento statico del modello cambi quando determinate aste non sono efficaci. Le aste non devono essere eliminate; anche i carichi rimangono validi.