Stabilità di colonne snelle in calcestruzzo armato prefabbricato con mensole corte

Problema ingegneristico

Immagina di dover progettare una colonna in calcestruzzo armato (CA). Il committente del progetto afferma che la colonna deve essere il più snella possibile, con mensole corte che consentano di supportare le travi adiacenti. La sezione trasversale della colonna è rettangolare, le dimensioni sono... la classe del calcestruzzo è... La colonna è soggetta a carichi variabili dalla copertura (carico variabile, neve e vento), al peso proprio e a carichi concentrati eccentrici provenienti dalle travi adiacenti attraverso le mensole corte.

Come risolvere la stabilità di colonne snelle in calcestruzzo armato prefabbricate con mensole corte?

Si può seguire la strada dei calcoli manuali, seppur laboriosi. Si possono anche utilizzare strumenti semplici come i fogli di calcolo Excel. Oppure si può utilizzare uno strumento moderno progettato per risolvere compiti simili in pochi minuti. IDEA StatiCa Member è esattamente questo tipo di strumento. 

Grazie ad analisi avanzate, è possibile progettare e verificare colonne snelle in calcestruzzo in pochi minuti. Il flusso di lavoro è stato sviluppato in modo tale da poter creare facilmente il sistema strutturale, applicare tutti i carichi agenti sugli elementi, progettare l'armatura ed eseguire immediatamente le analisi e le verifiche. Allo stesso tempo, le analisi non lineari avanzate (GMNIA) catturano il comportamento reale degli elementi snelli, che tendono a perdere la loro stabilità prima di raggiungere la resistenza ultima del materiale.

Iniziamo dall'inizio:

• Crea la geometria tramite l'assegnazione generale. Grazie alla numerazione dei nodi, è possibile definire lo schema strutturale in modo molto semplice.

• Come orientarsi rapidamente nel modello? I giunti vengono visualizzati con un cubo attorno che viene evidenziato quando il giunto è selezionato, sia nell'albero di navigazione che nella scena 3D. Facendo clic su Giunti nella barra multifunzione è possibile visualizzare anche le etichette. È possibile passare tra le modalità di visualizzazione solida, trasparente e a reticolo.

• Utilizzare gli elementi correlati se necessario. Se esiste un elemento correlato, si raccomanda di modellarlo per catturare il comportamento reale o le condizioni al contorno dell'elemento analizzato. Verificare che i vincoli siano conformi al modello globale dell'intera struttura.

• Come essere rapidi ed efficaci nella creazione del modello? Utilizzare il tasto destro del mouse. Aggiungere facilmente un effetto del carico o un'armatura.

• È possibile aggiungere un carico lineare o puntuale su tutti gli elementi, analizzati e correlati. I valori dei carichi devono essere amplificati.

• Ottimizzare la disposizione dell'armatura utilizzando le caselle di controllo, attivandole e disattivandole. Oppure modificare l'armatura direttamente nella finestra delle proprietà invece di avviare l'editor dell'armatura.
• Eseguire tutti i tipi di analisi non lineari e verificare i risultati e le verifiche normative.

Elemento isolato o intera struttura?

Ti piace il flusso di lavoro descritto sopra ma preferisci modellare il modello globale dell'intera struttura in un software FEM (SCIA Engineer, RFEM, AxisVM, Robot Structural Analysis, SAP2000, ecc.) invece di risolvere solo l'elemento isolato? 

Nessun problema. IDEA StatiCa Member può essere collegato al modello globale FEM tramite Checkbot ed è possibile importare la colonna critica comprensiva di geometria, materiale e carichi. Successivamente, è sufficiente impostare le condizioni al contorno ed eseguire un'analisi GMNIA. Verifica se il tuo software FEM è collegato a IDEA StatiCa!

E la progettazione della mensola corta?

La mensola corta è una ben nota regione di discontinuità in cui la teoria classica delle travi non può essere applicata. Per questo è stato sviluppato e implementato il Metodo del Campo di Tensioni Compatibile (CSFM) in IDEA StatiCa Detail. Se sei interessato alla progettazione e alla verifica normativa della mensola corta, consulta il nostro tutorial o il webinar dedicato a questo argomento.

Perché IDEA StatiCa Member?

IDEA StatiCa Member per il calcestruzzo è stato sviluppato per offrire un flusso di lavoro ingegneristico semplice per compiti complessi, come la considerazione di calcoli non lineari, la stabilità di colonne snelle, tenendo conto delle non linearità materiali e geometriche incluse le imperfezioni iniziali e la conformità normativa (finora, l'Eurocode). Utilizza l'analisi complessa racchiusa in un flusso di lavoro semplice e in un ambiente intuitivo!