La scheda Base gestisce i parametri fondamentali dell'asta. Se si attiva una casella di controllo nella sezione 'Opzioni', di solito viene aggiunta un'altra scheda della finestra di dialogo. È quindi possibile definirne i dettagli.
Tipo di asta
Il tipo di asta controlla il modo in cui le forze interne possono essere assorbite o quali proprietà sono presupposte per l'asta. Nell'elenco sono disponibili vari tipi di asta.
Asta a trave
Una trave è un'asta inflessibile che può trasmettere tutte le forze interne. Un'asta a trave non ha cerniere alle sue estremità. Questo tipo di asta può essere soggetta a tutti i tipi di carico.
Asta rigida
Un'asta rigida accoppia gli spostamenti di due nodi tramite una connessione rigida. Corrisponde quindi in linea di principio a un accoppiamento. Ciò consente di definire aste con rigidezza molto elevata, tenendo conto delle cerniere, che possono anche avere costanti elastiche e non linearità. Non si verificano quasi mai problemi numerici, poiché le rigidezze sono adattate al sistema.
Per le aste rigide, le forze interne vengono visualizzate se si attivano i Risultati per accoppiamenti nel Navigatore - Risultati in basso nella categoria 'Aste'.
Per le aste rigide si applicano le seguenti rigidezze:
| Rigidezza assiale E · A | 1013 · ℓ [unità SI] con ℓ = lunghezza asta |
| Rigidezza torsionale G · IT | 1013 · ℓ [unità SI] |
| Rigidezza flessionale E · I | 1013 · ℓ3 [unità SI] |
| Rigidezza a taglio GAy / GAz (se attivata) | 1016 · ℓ3 [unità SI] |
Nervatura
Le nervature possono essere utilizzate per modellare travi a T (travi di supporto). Con questo tipo di asta, le eccentricità e le larghezze efficaci della piastra sono considerate nel modello FEM.
Le nervature sono principalmente adatte per aste in calcestruzzo armato, poiché le forze interne e le sezioni trasversali della nervatura sono incluse nella verifica del calcestruzzo. Una lamiera d'acciaio con una "nervatura" saldata dovrebbe essere modellata come una superficie con un'asta collegata eccentricamente.
Per la 'Disposizione della nervatura', l'elenco offre diverse opzioni di selezione.
Una nervatura è generalmente un'asta disposta eccentricamente. L'eccentricità è determinata automaticamente dalla metà dello spessore della superficie e dalla metà dell'altezza dell'asta. Tuttavia, può anche essere definita manualmente. L'eccentricità della nervatura aumenta la rigidezza del modello. Con una disposizione centrica, l'asse baricentrico della nervatura si trova nel centro della superficie.
Le larghezze efficaci della nervatura devono essere definite nella sezione 'Dimensioni flangia' per i lati sinistro e destro. Nella maggior parte dei casi, è possibile mantenere l'impostazione 'Trova automaticamente', con la quale il programma determina le due superfici. Se più di due superfici si incontrano sulla linea dell'asta della nervatura, le superfici determinanti devono essere definite manualmente.
Per l'immissione delle larghezze di integrazione b-y,int e b+y,int sono disponibili diverse opzioni (vedi immagine Nuova nervatura): Le larghezze possono essere inserite direttamente o determinate automaticamente dalla lunghezza dell'asta con le opzioni Lrif / 6 e Lrif / 8. Possono anche essere determinate in base alle specifiche di una norma, ad esempio secondo 'EC2' Sezione 5.3.2.1.
I valori by,int definiscono la larghezza della superficie o dell'area di integrazione da cui devono essere integrate le forze interne. I valori by,eff rappresentano la larghezza della sezione trasversale della flangia della nervatura dal centro dell'anima al rispettivo bordo. Per impostazione predefinita, by,int e by,eff sono uguali. Tuttavia, è possibile definirli separatamente dopo aver fatto clic sul pulsante
.
Se sono stati definiti nodi del tipo 'Nodo su asta', la nervatura può essere definita per sezioni per i singoli segmenti. Se sono definiti più segmenti, le aree di larghezza variabili possono essere collegate linearmente tra loro tramite la colonna della tabella 'Distribuzione lineare' per prevenire grandi salti di rigidezza nell'asta della nervatura.
Nei modelli 3D, le larghezze efficaci non hanno alcuna influenza sulla rigidezza, poiché la maggiore rigidezza è considerata dall'asta eccentrica. Tuttavia, le larghezze efficaci influenzano la distribuzione delle forze interne dell'asta e della superficie.
Asta di traliccio
Un'asta di traliccio corrisponde a un'asta a trave con cerniere di momento ad entrambe le estremità. Inoltre, la rotazione attorno all'asse longitudinale all'inizio dell'asta è rilasciata da una cerniera φx. Per questo tipo di asta, i momenti flettenti e torcenti sono emessi dai carichi dell'asta.
Asta di traliccio (solo N)
Questo tipo di asta di traliccio con rigidezza E ⋅ A è in grado di assorbire forze normali sotto forma di trazione e compressione. Vengono emesse solo le forze interne ai nodi. L'asta ha un andamento lineare delle forze interne, a condizione che non agisca alcun carico concentrato sull'asta. Non viene emesso alcun diagramma del momento che potrebbe verificarsi a causa del peso proprio o di un carico lineare. Tuttavia, le forze nodali sono calcolate dai carichi dell'asta, garantendo così la corretta trasmissione.
Controvento a instabilità impedita (Buckling Restrained Brace)
Questo tipo consente la modellazione di un'asta con un'anima in acciaio (piatto o sezione trasversale cruciforme) e un rivestimento riempito di calcestruzzo in un profilo cavo quadrato o rotondo. È utilizzato principalmente negli USA per l'irrigidimento di edifici a rischio sismico.
Asta in trazione
Un'asta in trazione può assorbire solo forze di trazione. Il tipo di asta corrisponde a un'asta di traliccio (solo N)' che cede sotto una forza di compressione.
Il calcolo di una struttura con aste in trazione viene eseguito iterativamente: Nel primo passo, vengono determinate le forze interne di tutte le aste. Se le aste in trazione ricevono una forza normale negativa (compressione), inizia un ulteriore passo iterativo. I contributi di rigidezza di queste aste non vengono più considerati - hanno ceduto. Questo processo viene continuato fino a quando nessuna asta in trazione cede più. Un sistema può diventare instabile a causa della cessione di aste in trazione.
Asta compressa
Un'asta compressa può ricevere solo forze di compressione. Il tipo di asta corrisponde a un'asta di traliccio (solo N)' che cede sotto una forza di trazione. Le aste compresse che cedono possono portare a un sistema instabile.
Asta inflessa
Un'asta inflessa corrisponde a un'asta di traliccio (solo N)' che assorbe forze di trazione illimitate, ma forze di compressione solo fino al raggiungimento della forza critica. Per il caso di Eulero 2, questa forza è determinata come segue:
Questo tipo di asta può spesso evitare instabilità che si verificano in un'analisi non lineare secondo la teoria del II o III ordine a causa dell'instabilità di aste di traliccio. Se queste vengono sostituite (in modo realistico) da aste inflesse, il carico critico viene aumentato in molti casi.
Asta fune
Una fune può essere sollecitata solo a trazione. Ciò consente di analizzare le catene di funi mediante un calcolo iterativo secondo la teoria del III ordine, considerando le forze longitudinali e trasversali.
Le funi sono adatte per modelli in cui possono verificarsi grandi deformazioni con corrispondenti variazioni delle forze interne. Per semplici tiranti come quelli di una pensilina, le aste in trazione sono completamente sufficienti.
Barra di armatura
Questo tipo di asta consente di modellare armature in acciaio non teso nel modello FEM di un elemento in calcestruzzo armato. Ad esempio, è possibile studiare aree di discontinuità basate sull'analogia del traliccio (tirante e puntone in mensole, travi con aperture).
La barra di armatura ha una funzione di connessione automatica ad altri elementi come aste o superfici, se si trova fisicamente all'interno dell'elemento. Come l'asta di traliccio (solo N), una barra di armatura ha solo una rigidezza tangenziale. Un comportamento non lineare del materiale non è ancora possibile.
Nella sezione 'Impostazioni', è impostato come tipo di asta un'armatura non tesa. Altri tipi di barre di armatura sono disponibili se l'Add-On Tendini è attivato.
Nella sezione 'Oggetti master', assegnare le aste o le superfici in cui si trova la barra di armatura. Utilizzare il pulsante
per questo. Con il pulsante
, è quindi possibile collegare automaticamente la barra di armatura all'oggetto master.
Fune su pulegge
Anche questo tipo di asta fune riceve solo forze di trazione ed è calcolato secondo la teoria delle funi (teoria del III ordine). Tuttavia, una fune su pulegge può essere definita solo su una polilinea che ha almeno tre nodi. Questo tipo di asta è quindi adatto per elementi di trazione flessibili le cui forze longitudinali sono guidate attraverso il modello tramite punti di deviazione. Un esempio di applicazione è un paranco.
A differenza di una normale asta fune, è possibile solo uno spostamento nei nodi interni in direzione longitudinale (ux). L'asta non deve quindi essere caricata da carichi d'asta che agiscono nella direzione locale y o z. Vengono considerati solo gli spostamenti ux e le forze normali N.
Nei nodi interni della polilinea, non importa se è presente un vincolo nodale o se l'asta è collegata a un'altra struttura: Viene esaminato il sistema complessivo dell'asta fune lungo la lunghezza della polilinea.
Trave di risultato
La trave di risultato è adatta per integrare i risultati di superficie, volume o asta in un'asta fittizia. Ciò consente, ad esempio, di leggere le forze di taglio risultanti di una superficie per la verifica della muratura.
La linea di una trave di risultato può essere posizionata ovunque nel modello. La trave di risultato non richiede supporti o connessioni al modello. Tuttavia, è necessario assegnare una sezione trasversale per consentire una verifica. I carichi non possono essere applicati a una trave di risultato.
Selezionare il tipo di trave di risultato nella sezione 'Integra tensioni e forze' per definire la forma geometrica dell'area di integrazione. Nella sezione 'Parametri', è quindi possibile definire le dimensioni. Esse sono riferite alla linea dell'asta nel suo baricentro.
Definire nella sezione 'Includi oggetti' le superfici, le celle di superficie, i solidi e le aste i cui risultati devono essere considerati nell'integrazione. In alternativa, selezionare 'Tutti' gli oggetti e poi escludere determinati elementi nella sezione 'Esclusi da oggetti inclusi'.
Linea di risultato
La linea di risultato è adatta per integrare i risultati di superficie, volume o asta in una linea. Questa linea può essere posizionata ovunque nel modello.
Il principio corrisponde a una trave di risultato. Tuttavia, non è necessario assegnare una sezione trasversale. Nella scheda 'Sezione trasversale', è possibile leggere la lunghezza della linea e, se necessario, ruotare la linea per la visualizzazione dei risultati; non ha ulteriori funzioni.
Trasferimento del carico
Questo tipo di asta consente di applicare carichi su oggetti collegati all'asta nei nodi finali o intermedi. L'asta stessa non ha rigidezza. I criteri per il trasferimento del carico possono essere definiti in una nuova scheda.
Il trasferimento del carico avviene attualmente con il metodo delle strisce. Il carico sull'asta di trasferimento del carico – carico d'asta o carico nodale del tipo Forza, Momento o Massa – viene trasferito proporzionalmente agli oggetti strutturali comuni più vicini. Questi sono, ad esempio, nodi vincolati, aste, nodi di superfici o linee vincolate.
Se si deve considerare il peso proprio dell'asta, è possibile definire il peso dell'asta nella sezione 'Parametri'.
Nella sezione 'Oggetti caricati', vengono specificati i numeri dei nodi in cui il carico dell'asta viene trasferito agli oggetti adiacenti. Se non tutti questi nodi sono rilevanti, è possibile escludere determinati nodi nella sezione 'Senza effetto su'.
Trave virtuale
Questo tipo di asta consente di utilizzare le proprietà della sezione trasversale per le Open Web Steel Joists, che lo Steel Joist Institute ha depositato nelle cosiddette tabelle "Virtual Joist". Questi profili Virtual Joist rappresentano travi a doppio T ad ali larghe equivalenti che si avvicinano molto all'area dell'ala della trave, al momento d'inerzia efficace e al peso. La trave viene così sostituita da un'asta con una sezione trasversale virtuale. Ciò consente di simulare unità portanti complesse, come una trave reticolare, nel sistema complessivo.
Selezionare la 'Serie' della trave virtuale nell'elenco.
È quindi possibile specificare il tipo esatto nell'elenco 'Trave virtuale'.
Il pulsante
nella sezione 'Sezione trasversale e materiale' consente di importare la trave virtuale dalla libreria delle sezioni trasversali.
Modello di superficie
Questo tipo di asta è principalmente adatto per modellare travi alveolari o travi con fori o indebolimenti della sezione trasversale come aperture per condotte di servizio nel modello dell'asta. L'asta viene convertita in un modello di superficie in cui le Aperture nell'asta sono disposte secondo le specifiche dell'utente. Tuttavia, l'asta viene conservata. Devono essere soddisfatti i seguenti prerequisiti:
- La sezione trasversale rappresenta un profilo a parete sottile standardizzato o parametrizzato con un'anima.
- Il materiale della sezione trasversale si basa su un modello di materiale isotropo lineare-elastico.
Per il tipo di asta 'Modello di superficie', l'asta esiste sia come oggetto asta che come oggetto superficie. Le proprietà geometriche sono identiche; entrambi i modelli hanno lo stesso baricentro. La visualizzazione è controllata nel Navigatore - Viste tramite la voce Modello → Oggetti di base → Aste → Modello di superficie o il pulsante
nella barra degli strumenti.
La mesh EF del modello di superficie viene generata automaticamente e attualmente non può essere influenzata. Il modello di superficie viene utilizzato per l'analisi strutturale. Per la valutazione sono quindi disponibili sia i risultati dell'asta (come per una trave di risultato, dove le tensioni delle superfici parziali dell'asta sono integrate nelle forze interne dell'asta) sia i risultati della superficie. Anche qui il controllo può essere effettuato tramite il Navigatore - Viste o il pulsante
.
La verifica di un'asta modello di superficie negli Add-On avviene con le forze interne dell'asta e la sezione trasversale dell'asta.
Come si può vedere nell'immagine sopra, alle estremità di un'asta modello di superficie vengono create diverse aste rigide. Esse collegano il modello di superficie con i nodi finali delle aste adiacenti. Ciò garantisce il corretto trasferimento delle forze interne agli oggetti 1D. Se più aste modello di superficie sono adiacenti, queste aste di accoppiamento vengono create per ogni asta.
In questo caso, definire un' eccentricità della forza per il carico dell'asta sulla sezione trasversale. Il carico viene così applicato realisticamente al bordo della sezione trasversale e rimane conservato anche nel modello di superficie.
Rigidezza
Con questo tipo di asta, è possibile utilizzare un'asta con rigidezze definite dall'utente. I parametri di rigidezza devono essere definiti nella finestra di dialogo 'Nuova rigidezza asta' (vedi capitolo Rigidezze asta).
Accoppiamento
Un'asta di accoppiamento è un'asta virtuale, molto rigida, con estremità rigide o cerniere. Sono disponibili quattro opzioni per accoppiare i gradi di libertà dei nodi iniziale e finale 'Fisso' o tramite 'Cerniera'. Gli accoppiamenti consentono di modellare situazioni speciali per il trasferimento di forze e momenti. Le forze normali e di taglio o i momenti torcenti e flettenti vengono trasferiti direttamente da nodo a nodo.
Molla
Un'asta a molla offre la possibilità di modellare proprietà elastiche lineari o anche non lineari con aree di lavoro definibili. Per un'asta a molla, è sufficiente definire la lunghezza dell'asta Lz nella scheda 'Sezione trasversale', non una sezione trasversale: La rigidezza dell'asta risulta dai parametri della molla che si definiscono nella finestra di dialogo 'Nuova molla asta' (vedi capitolo Molle asta).
Smorzatore
Uno smorzatore corrisponde in linea di principio a un'asta a molla con la proprietà aggiuntiva 'Coefficiente di smorzamento'. Questo tipo di asta espande le possibilità per le analisi dinamiche secondo l'Analisi time-history.
Come per un'asta a molla, è sufficiente definire la lunghezza dell'asta Lz nella scheda 'Sezione trasversale', non una sezione trasversale. La rigidezza dell'asta risulta dai parametri della molla che si definiscono nella finestra di dialogo 'Nuova molla asta' (vedi capitolo Molle asta). 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 su asta
Con uno o più nodi sull'asta, è possibile suddividere l'asta in segmenti senza dividerla (vedi capitolo Nodi).
Cerniere
È possibile disporre cerniere su un'asta per controllare il trasferimento delle forze interne ai nodi finali (vedi capitolo Cerniere estremità asta). Per alcuni tipi di asta, l'input è bloccato poiché sono già presenti cerniere interne. È possibile assegnare cerniere separatamente allInizio asta i' e alla 'Fine asta j'.
Eccentricità
Le eccentricità offrono la possibilità di collegare l'asta eccentricamente ai nodi finali (vedi capitolo Eccentricità asta). È possibile assegnare eccentricità separatamente allInizio asta i' e alla 'Fine asta j'.
Supporto
È possibile assegnare all'asta un supporto che agisce su tutta la sua lunghezza. I gradi di libertà e le rigidezze elastiche devono essere definiti nelle condizioni di vincolo (vedi capitolo Supporti asta).
Irrigidimenti trasversali
Gli irrigidimenti trasversali sull'asta hanno un'influenza sulla rigidezza all'ingobbamento dell'asta. Influenzano il calcolo con torsione da ingobbamento considerando sette gradi di libertà (vedi capitolo Irrigidimenti trasversali asta).
Aperture nell'asta
Le aperture nell'asta influenzano i valori della sezione trasversale e l'andamento delle forze interne. Sono rilevanti per il tipo di asta 'Modello di superficie'. Il capitolo Aperture nell'asta descrive come definire il tipo e la posizione delle aperture.
Non linearità
È possibile assegnare una non linearità all'asta. Le proprietà non lineari devono essere definite come non linearità dell'asta (vedi capitolo Non linearità asta).
Punti intermedi di risultato
Con i punti intermedi di risultato, è possibile controllare l'output tabellare dei risultati lungo l'asta. I punti di divisione devono essere definiti nella finestra di dialogo 'Nuovo punto intermedio di risultato asta' (vedi capitolo Punti intermedi di risultato asta).
Modifiche d'estremità
Con le modifiche d'estremità, è possibile adattare graficamente la geometria dell'asta alle sue estremità. In questo modo, è possibile preparare sporgenze, accorciamenti o smussi per la visualizzazione renderizzata.
'Estensione': È possibile definire unEstensione' sia per l'inizio che per la fine dell'asta. Un valore negativo Δ agisce come un accorciamento.
'Inclinazione': Con un'inclinazione, è possibile smussare ogni estremità dell'asta. Sono possibili angoli di inclinazione attorno ai due assi dell'asta y e z. Un angolo positivo produce una rotazione in senso orario attorno al rispettivo asse positivo.
Attiva trasferimento del carico
La casella di controllo consente di distribuire il carico dell'asta – indipendentemente dalla sua rigidezza – utilizzando un trasferimento del carico. Ciò significa che l'asta è efficace nel modello grazie alla sua rigidezza. La distribuzione del carico sugli oggetti adiacenti, invece, è controllata dai parametri che è possibile definire nella scheda Trasferimento del carico.
Disattiva per il calcolo
Se si attiva questa casella di controllo, l'asta, incluso il carico, non viene considerata nel calcolo. In questo modo, è possibile studiare come cambia il comportamento strutturale del modello quando determinate aste non sono efficaci. Non è necessario eliminare le aste; anche i carichi vengono conservati.
