Progettazione automatica dei bulloni
Rilasciato per la prima volta in IDEA StatiCa 24.0, questo articolo è stato aggiornato nella versione 25.1.
Esistono due tipi di progettazione automatica dei bulloni: Autodesign e Progettazione automatica dei bulloni. Autodesign si concentra sulla "prima ipotesi" (geometria iniziale), mentre Progettazione automatica dei bulloni affina specificamente la disposizione degli elementi di fissaggio per ottimizzare i costi. Il nuovo progetto viene creato in base alle impostazioni selezionate, descritte in dettaglio di seguito. Queste funzionalità agiscono come potenti assistenti per accelerare il processo di progettazione, offrendo una proposta progettuale solida pronta per la verifica finale.
Autodesign
La funzione Autodesign serve come strumento di progettazione preliminare rapida. Consente di generare rapidamente una geometria di collegamento valida basata su regole standard e sulle proprietà degli elementi collegati.
La funzione Autodesign è disponibile per le seguenti operazioni: Piastra d'estremità, Piastra su piastra, Giunzione e Piastra d'anima/Piastra a taglio.
Autodesign può essere richiamato in uno dei seguenti modi:
- Autodesign facendo clic con il tasto destro sull'operazione sopra elencata con bulloni. In questo caso, verrà eseguita la progettazione automatica non solo dei bulloni ma anche delle saldature.
- Facendo clic con il tasto destro sull'operazione nell'albero nella scena 3D e selezionando Autodesign tutto. In questo caso, verrà eseguita la progettazione automatica non solo dei bulloni ma anche delle saldature.
- Autodesign nella parte superiore delle proprietà dell'operazione a destra
Per le operazioni Piastra d'estremità e Piastra su piastra, sono disponibili impostazioni aggiuntive per la progettazione automatica:
- Taglio: Progetta la piastra e i bulloni per il trasferimento del taglio (solo per l'operazione Piastra d'estremità).
- A filo: Progetta la piastra a filo con le ali superiore e inferiore della trave.
- Estesa: Progetta la piastra in modo che si estenda oltre le ali superiore e inferiore della trave.
Il processo di progettazione automatica è determinato dalle proprietà degli elementi di progetto e da specifiche impostazioni globali. L'algoritmo valuta i seguenti parametri di input:
- Sezione trasversale e materiale: I parametri geometrici e di materiale della trave/colonna collegata.
- Impostazione della resistenza della trave: Utilizza la percentuale definita in Impostazioni progetto > Progettazione – Generale (valore predefinito 40%) per progettare il collegamento in base alla capacità della sezione trasversale. Applica la resistenza a taglio alle anime e la resistenza a flessione alle ali.
- Regole di dettaglio: Rispetta le regole di interasse e distanza dal bordo situate nelle stesse impostazioni.
- Numero massimo di file di bulloni della piastra d'anima: Rispetta il limite massimo di file di bulloni definito nelle stesse impostazioni (valore predefinito 2).
Quando si esegue Autodesign, la funzione calcola e regola automaticamente i seguenti parametri dell'operazione di lavorazione per trovare una soluzione progettuale praticabile:
- Proprietà della piastra: Spessore, dimensioni (larghezza/altezza) e offset
- Proprietà dei bulloni: Numero totale di bulloni e loro posizioni specifiche
La funzione mantiene i seguenti parametri invariati:
- Diametro e classe dei bulloni
- Classe del materiale delle piastre
Raccomandazione: Per una proposta sofisticata che tenga conto dell'economia, dell'efficienza e della distribuzione ottimale, si consiglia di utilizzare la funzionalità Progettazione automatica dei bulloni. Si noti che questa funzione è specificamente progettata per la Piastra d'anima e la Giunzione ed è limitata ai collegamenti in cui i bulloni sono soggetti esclusivamente a forze di taglio.
Progettazione automatica dei bulloni
La funzione Progettazione automatica dei bulloni è basata sull'apprendimento automatico, integrato con formule analitiche basate sulle norme di progettazione. Questo approccio consente allo strumento di proporre una soluzione che bilancia l'efficacia strutturale con l'economia, ottenendo una distribuzione ottimale dei bulloni.
La funzione Progettazione automatica dei bulloni è disponibile per le seguenti operazioni: Piastra d'anima e Giunzione, dove i bulloni sono principalmente sollecitati a taglio.
Progettazione automatica dei bulloni può essere richiamata solo dopo il calcolo tramite:
- Clic con il tasto destro sull'operazione sopra elencata con bulloni
L'algoritmo si basa sulle forze interne applicate (N, Vz, My)—considerando specificamente le forze di taglio risultanti sui bulloni—e le valuta rispetto alle seguenti impostazioni globali:
- Regole di arrotondamento: Il posizionamento dei bulloni viene regolato in base alle impostazioni di arrotondamento in Progetto > Preferenze > Unità applicazione - Arrotondamento nuova entità.
- Bulloni: Sfruttamento della capacità target: Questo limite è definito in Impostazioni progetto > Progettazione – Generale > Autodesign (valore predefinito 0,9). L'algoritmo confronta i carichi reali applicati con questo valore impostato per trovare una soluzione conforme al requisito. Il valore specifico verificato è lo Sfruttamento a taglio (Uts).
- Regole di dettaglio: L'algoritmo rispetta le regole di interasse e distanza dal bordo situate in Impostazioni progetto > Progettazione – Generale > Dettaglio bulloni.
Quando si esegue la Progettazione automatica dei bulloni, la funzione calcola e regola automaticamente i seguenti parametri dell'operazione Piastra d'anima o Giunzione per trovare una soluzione progettuale ottimizzata:
- Proprietà dei bulloni: Numero totale di bulloni e geometria della griglia di bulloni
- Proprietà della piastra: Dimensioni (regolate in base alla nuova griglia di bulloni) e spessore (parzialmente regolato per ottenere la stessa resistenza al rifollamento dell'elemento collegato)
La funzione mantiene i seguenti parametri invariati:
- Diametro e classe dei bulloni
- Classe del materiale delle piastre
Ipotesi di base
- L'algoritmo di Progettazione automatica dei bulloni tiene in considerazione solo le forze e i momenti nel piano della piastra (N, Vz, My - che generano solo forze di taglio per i bulloni) dagli effetti del carico applicato nel modello. Le forze di trazione che si verificano nei bulloni (generate da altri carichi o dalla forza di leva) non vengono prese in considerazione nel processo di progettazione automatica.
- Se lo sfruttamento a trazione è elevato (più del 30% dello sfruttamento totale), la Progettazione automatica dei bulloni potrebbe fornire risultati imprecisi e l'utente potrebbe ricevere un messaggio di avviso. La progettazione automatica dei bulloni viene comunque eseguita, ma i risultati possono essere significativamente influenzati dalla forza di trazione nei bulloni.
- I bulloni nelle operazioni devono essere impostati con il tipo di forza di taglio per interazione rifollamento/taglio. La progettazione automatica dei bulloni non viene eseguita se i bulloni sono impostati come attrito e l'utente riceve un messaggio di avviso.
- Le forze nei bulloni non vengono calcolate correttamente quando il modello è sovraccaricato e l'analisi viene completata con una significativa deformazione plastica. Pertanto, la Progettazione automatica dei bulloni opera con forze errate nei bulloni e non può fornire alcun risultato corretto.
- Autodesign non supporta sezioni trasversali cave.
- Se la sezione trasversale selezionata non è adatta al posizionamento della griglia di bulloni in base ai requisiti geometrici, potrebbe essere visualizzato un avviso. Ad esempio, in caso di ali strette, è impossibile rispettare i requisiti per le distanze dal bordo, le distanze dalla parete, ecc.
- Autodesign e Progettazione automatica dei bulloni sono un ulteriore strumento che contribuisce ad accelerare il processo di progettazione, rendendolo più semplice e automatizzato, mantenendo al contempo la sicurezza e l'efficienza economica. Accanto al dimensionamento delle saldature, la funzionalità rappresenta il passo successivo nel processo automatizzato di progettazione dei collegamenti.
Semplifica il processo iterativo di ricerca della progettazione corretta dei collegamenti. La progettazione automatica dei bulloni a taglio tiene conto dei carichi applicati sui collegamenti semplici. Invece di un processo iterativo, l'utente richiama semplicemente questa funzione di progettazione automatica e l'applicazione trova la soluzione progettuale appropriata.