Modulo aggiuntivo RF-CONCRETE NL per RFEM

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Calcolo non-lineare delle strutture intelaiate ed a piastra realizzate in cemento armato

Il modulo aggiuntivo RF-CONCRETE NL è un'estensione del gruppo di moduli RF-CONCRETE ed è organizzato in due parti:

  • RF-CONCRETE NL è un'estensione di RF-CONCRETE Surfaces e consente il calcolo degli spostamenti generalizzati, delle tensioni e delle ampiezze delle fessure, di piastre, pareti, strutture piane e gusci di calcestruzzo armato considerando il comportamento non-lineare del materiale composito.
  • RF-CONCRETE NL è un'estensione di RF-CONCRETE Members consente l'analisi non-lineare delle strutture intelaiate 2D e 3D allo stato limite ultimo e di esercizio. È possibile eseguire ad esempio il calcolo non-lineare degli elementi compressi con rischio di instabilità o calcolare gli spostamenti generalizzati delle travi di cemento armato.
Il calcolo non-lineare è disponibile per le seguenti normative:

RF-CONCRETE NL offre la possibilità di eseguire velocemente e facilmente il progetto degli spostamenti generalizzati limiti per superfici in cemento armato ed in sezioni fessurate (stadio II).

  1. Impostazioni per il calcolo non-lineare

    Caratteristiche

    • Calcolo iterativo non-lineare degli spostamenti generalizzati per strutture bidimensionali di calcestruzzo armato con la determinazione della rigidezza degli elementi considerando i carichi definiti
    • Calcolo degli spostamenti generalizzati delle superfici di calcestruzzo armato fessurate (stadio II)
    • Analisi di stabilità non-lineare delle aste compresse di cemento armato, ad esempio secondo 5.8.6 EN 1992-1-1
    • Tension stiffening del calcestruzzo applicato tra le fessure
    • Facoltativo: calcolo secondo EN 1992-1-1:2004 + AC:2010 (Eurocodice 2) e appendici nazionali (vedi anche EC2 for RFEM)
    • Possibilità di considerare la viscosità
    • Calcolo non-lineare delle tensioni dell'acciaio e del calcestruzzo
    • Calcolo non-lineare dell'ampiezza delle fessure
    • Flessibilità dovuta ad impostazioni dettagliate per calcoli di base ed estesi
    • Output grafico dei risultati integrato in RFEM, ad esempio degli spostamenti generalizzati e delle inflessioni
    • Output numerico dei risultati visualizzato in tabelle dalla chiara e facile consultazione con la possibilità di rappresentare i risultati graficamente nella struttura
    • Totale integrazione con la relazione di calcolo di RFEM
  2. Definizione dello spostamento generalizzato massimo

    Input

    RF-CONCRETE Surfaces:

    Il calcolo non-lineare è attivato selezionando il metodo di progetto allo stato limite di esercizio. È possibile selezionare singolarmente i vari tipi analisi da eseguire e i diagrammi di tensione-deformazione per l'acciaio e il calcestruzzo. Inoltre, il processo di iterazione può essere influenzato da parametri di controllo per l'accuratezza della convergenza, il massimo numero di iterazioni, la disposizione degli strati in funzione dell'altezza della sezione trasversale o il coefficiente di smorzamento.

    I valori limite dello stato limite di esercizio che non dovrebbero essere superati possono essere impostati o singolarmente per ogni superficie o globalmente per un intero gruppo di superfici. Come valori ammissibili vengono definiti gli spostamenti generalizzati massimi, le tensioni massime e la massima ampiezza delle strutture. Durante la definizione degli spostamenti generalizzati massimi, è possibile decidere se usare il sistema deformato o non-deformato.

    RF-CONCRETE Members:

    Il calcolo non-lineare può essere attivato per l'analisi della capacità portante e la funzionalità. Inoltre, è possibile controllare la resistenza a trazione del calcestruzzo o l'applicazione del Tension Stiffening tra le fessure. Il processo di iterazione può essere influenzato dai parametri di controllo per l'accuratezza della convergenza, il numero massimo di iterazioni e il coefficiente di smorzamento.

  3. Calcolo non-lineare iterativo delle forze interne

    Progetto

    RF-CONCRETE Surfaces:

    L'analisi non-lineare degli spostamenti generalizzati viene effettuata con un processo iterativo che considera gli irrigidimenti delle sezioni fessurate e non fessurate. Per quanto concerne la modellazione non-lineare del calcestruzzo armato, si devono definire le proprietà del materiale che variano all'interno dello spessore della superficie. Quindi, per determinare l'altezza della sezione trasversale, RF-CONCRETE NL divide l'elemento finito in certo numero di strati di acciaio e calcestruzzo.

    Le principali resistenze dell'acciaio utilizzate nel calcolo sono basate sul "Probabilistic Model Code" pubblicate dal comitato tecnico JCSS. Per l'acciaio l'utente può scegliere di adottare un valore di resistenza che viene incrementato fino a quando non viene raggiunto quello ultimo (incremento in campo plastico). Per quanto concerne le proprietà del calcestruzzo, è possibile controllare il diagramma tensione-deformazione per la resistenza a compressione e a trazione. Durante la determinazione della resistenza a compressione del calcestruzzo, è possibile scegliere tra i diagrammi tensione-deformazione a parabola o a parabola-rettangolo. Per le tensioni, è possibile o definire la resistenza a trazione secondo la normativa CEB-FIB model code 90:1993 o applicare una resistenza a trazione residua per tenere conto degli irrigidimenti a trazione tra le fessure. 

    È possibile scegliere quali valori di risultati si desidera ottenere dal calcolo non-lineare allo stato limite di esercizio:

    • Spostamenti generalizzati (globale, locale in funzione del sistema deformato/non-deformato)
    • Ampiezza delle fessure, profondità e interasse per i lati superiore ed inferiore, rispettivamente nelle direzioni principali I e II
    • Tensioni del calcestruzzo (tensioni e deformazioni nelle direzioni principali I e II) e dell'armatura (deformazione, superficie, sezione trasversale, copriferro e direzione in ogni direzione di armatura)
    RF-CONCRETE Members:
    L'analisi non-lineare degli spostamenti generalizzati delle strutture intelaiate viene eseguita con un processo iterativo con considerazione della rigidezza delle sezioni fessurate e non. Il contributo della resistenza a trazione del calcestruzzo tra le fessure (Tension Stiffening) può essere applicata con un diagramma tensioni-deformazioni modificato dell'acciaio di armatura o con l'uso di una resistenza a trazione residua del calcestruzzo.
  4. Tabelle di output con risultati

    Risultati

    Dopo aver eseguito il calcolo, RF-CONCRETE NL elenca i risultati del calcolo non-lineare in tabelle dalla chiara e facile consultazione. Inoltre, il modulo mostra tutti i valori intermedi. La rappresentazione grafica dei rapporti di progetto, degli spostamenti generalizzati, delle tensioni nel calcestruzzo e nell'acciaio, dell'ampiezza, dell'altezza e dell'interasse delle fessure in RFEM guida l'utente nell'individuazione delle sezioni critiche o fessurate.

    Messaggi di errore o annotazioni concernenti il calcolo aiutano l'utente nella ricerca degli eventuali problemi di calcolo. Poichè i risultati progettuali sono visualizzati per superficie o per punto inclusi tutti i valori intermedi, è possibile ripercorrere facilmente tutti i dettagli del calcolo.

    Esportando le tabelle di input e output in MS Excel o OpenOffice.org Calc, i dati diventano disponibili per ulteriori usi in altri programmi. La totale integrazione con la relazione di calcolo di RFEM garantisce una analisi strutturale idonea alla verifica degli ingegneri di controllo.

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