Conoscenza di base

Analisi della rigidezza

Steel

Connection

EN (Eurocode)

Rotational stiffness

Stiffness

AISC (USA)

Questo articolo è disponibile in:

Tradotto dall’IA dall’inglese

In ogni struttura, la distribuzione delle forze interne dipende dalla rigidezza dei suoi elementi. IDEA StatiCa può aiutarti a determinare la rigidezza del giunto e quindi a validare l'impostazione del modello globale. Il seguente articolo raccoglie le principali informazioni che è necessario conoscere sull'analisi della rigidezza.

Utilizza l'analisi della rigidezza in IDEA StatiCa Connection per determinare se i giunti sono cernierati, semi-rigidi o rigidi. La classificazione del collegamento segue la norma nazionale selezionata.

Come risultato dell'analisi della rigidezza, si ottiene il diagramma momento-rotazione e una tabella con diversi valori. In base alla curva e alla norma selezionata, il giunto viene classificato come:

cernierato
rigido
semi-rigido

Per analizzare correttamente la rigidezza è necessario impostare ulteriori parametri

lunghezza teorica dell'elemento
un carico appropriato - N, My, Mz, o combinazioni (le forze applicate devono essere maggiori di 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft)
parametro sistema controventato

La Lunghezza teorica per My e Mz [m] è definita come la distanza nodo-nodo dell'elemento analizzato e viene utilizzata solo per la classificazione (non per il calcolo dei valori effettivi di rigidezza).

L'opzione sistema controventato (telaio controventato) è disponibile per i progetti in Eurocodice secondo EN 1993-1-8.

Esistono diverse fonti di informazione su questo tipo di analisi. Si consiglia di leggere la parte generale del Background Teorico, il blogpost Perché preoccuparsi della rigidezza del collegamento e/o guardare uno dei nostri webinar sull'argomento (vedi sotto).

Per combinare i risultati della rigidezza con il modello FEA globale, consultare l'articolo Rigidezza del collegamento e suo utilizzo nell'analisi globale e/o guardare il video Come inserire la rigidezza rotazionale nel modello FEA.

Alla fine dell'articolo è possibile trovare diversi tutorial passo-passo.

Modello per la valutazione della rigidezza

Per valutare la rigidezza rotazionale k_joint del collegamento stesso e la corrispondente rotazione θ₂, si sottrae la parte di rigidezza attribuita alla deformazione degli elementi θ₁ dalla deformazione complessiva θ_tot.

La rotazione degli elementi θ₁ viene valutata sul modello con collegamenti idealmente rigidi tra tutti gli elementi. La rotazione complessiva θ_tot viene valutata sul modello con le reali operazioni di fabbricazione.

I risultati ottenuti dall'analisi della rigidezza corrispondono a k_joint e θ₂.

Valore infinito o molto elevato di S_j,ini

Se S_j,ini e S_j,s mostrano una rigidezza infinita, ciò significa che la curva di rigidezza è così ripida da risultare effettivamente a 90° nel diagramma, cosicché la tangente tende all'infinito. Questo indica sempre un collegamento rigido ben al di là del confine della classe semi-rigida, quindi i valori esatti non sono importanti. In altre parole, il collegamento è assolutamente rigido.

Background Teorico

Leggi le informazioni essenziali sull'analisi della rigidezza nel nostro Background Teorico. Le impostazioni sopra menzionate sono descritte nella parte generale di esso.

La parte generale del Background Teorico sull'analisi della rigidezza e i suoi risultati:

Analisi della rigidezza e capacità di deformazione dei giunti in acciaio

Parti specifiche del Background Teorico per ciascuna delle norme nazionali supportate:

Altri articoli sulla rigidezza del collegamento e verifiche

È possibile trovare informazioni più dettagliate e alcuni studi di verifica negli articoli seguenti. Alcuni di essi fanno parte del libro "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" scritto dal prof. Wald e dal suo team.

Webinar e video

In passato abbiamo tenuto diversi webinar sul tema della rigidezza del collegamento. Anche altri video descrivono come lavorare nell'applicazione. È possibile trovare ispirazione da progetti reali e suggerimenti per impostare correttamente i modelli di calcolo.

Connection Wednesdays - Classificazione della rigidezza

In questo webinar, esaminiamo brevemente i requisiti normativi relativi alla classificazione della rigidezza. Successivamente, ci impegniamo a progettare i collegamenti di un telaio reale che sarà inizialmente progettato come resistente ai momenti. Adottiamo una configurazione semi-rigida e successivamente applichiamo il comportamento previsto alla struttura di analisi globale. Nel corso di questo processo, esploriamo le domande più comuni e valutiamo il loro impatto sulla progettazione.

Connection Wednesdays - Analisi della rigidezza del giunto che cambia le regole del gioco

Durante il webinar, si vedrà l'intero flusso di lavoro di modellazione, caricamento e verifica normativa di un interessante giunto in acciaio.

Connection Wednesdays - Giunto della residenza a Ružomberok

I giunti di piattaforma dovrebbero essere generalmente cernierati, ma cosa succede se la realtà non è così semplice? Come impostare correttamente l'analisi della rigidezza del giunto? Vedere l'analisi della rigidezza del giunto di telaio e le conseguenze della rigidezza sul modello FEM.

Come inserire la rigidezza rotazionale nel modello FEA

La rigidezza del giunto è un fattore significativo e indispensabile nella progettazione della struttura globale per i collegamenti semi-rigidi. La domanda è: dove posso calcolare la rigidezza del giunto e quale rigidezza dovrei utilizzare per la mia progettazione?

Progettazione e verifica normativa del giunto del velodromo di Giacarta

La seguente registrazione del webinar spiega come viene costruito il diagramma dell'analisi della rigidezza, quali sono le impostazioni e quali risultati si otterranno.

Aggiornamenti nelle versioni

Le seguenti funzionalità fanno parte delle note di rilascio di IDEA StatiCa e possono essere correlate all'analisi della rigidezza. Per ulteriori informazioni sulle funzionalità, consultare gli articoli dedicati tramite il link.

Capacità rotazionale limitata dalla rottura di bulloni e saldature (Analisi della rigidezza) (versione 21.0)