Utilizza l'analisi di rigidezza in IDEA StatiCa Connection per determinare se i giunti sono cernierati, semirigidi o rigidi. Come risultato dell'analisi di rigidezza, otterrai il diagramma momento-rotazione e una tabella con i valori importanti. In base alla curva e a una norma nazionale selezionata, il giunto viene classificato come:
- cernierato
- rigido
- semirigido
Corretta definizione del carico
Per ottenere risultati corretti dall'analisi di rigidezza, puoi calcolare la rigidezza per ogni rotazione separatamente, inserendo un caso di carico separato per My, Mz (oppure N e Mx).
Oppure puoi applicare un intero set di forze interne agenti sull'elemento analizzato, poiché tutte le altre forze interne influenzano anche i risultati di ogni componente di rigidezza (rotazione). Per una spiegazione dettagliata, leggi l'articolo Influenza della forza di taglio e della forza normale sulla rigidezza rotazionale.
Le forze applicate devono essere maggiori di 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft
Informazioni necessarie per la classificazione della rigidezza del giunto
- lunghezza teorica dell'elemento
- distinguere tra sistema strutturale controventato e non controventato (per l'approccio EN)
La lunghezza teorica per My e Mz [m] è definita come la distanza nodo-nodo dell'elemento analizzato ed è 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 la EN 1993-1-8, poiché esistono condizioni di classificazione diverse per i sistemi controventati e non controventati.
Risultati ottenuti nell'analisi di rigidezza
Si ottengono due tipi di risultati: una tabella di valori numerici e il diagramma di rigidezza, che può essere esportato in CSV o DXF.
Per ogni componente di forza interna valutata per la rigidezza rotazionale, la tabella elenca i valori numerici corrispondenti a ciascuna combinazione di carico di progetto in righe individuali. In base alla riga selezionata, il diagramma di rigidezza sarà relativo a un componente o all'altro.
- MEd: Momento flettente di progetto introdotto nella combinazione di carico, rilevante solo per la rigidezza secante
- Mj,Rd: Resistenza a momento del collegamento, ai fini della plasticizzazione del collegamento
- Sj,ini: Rigidezza rotazionale iniziale, che descrive il comportamento di rigidezza lineare considerato fino al valore di 2/3 Mj,Rd
- Sjs: Rigidezza rotazionale secante, definita come l'intersezione tra il momento flettente di progetto MEd e la curva di rigidezza del collegamento Sj, rilevante quando MEd > 2/3 Mj,Rd
- : Deformazione rotazionale ottenuta per il momento flettente di progetto
- c: Capacità di rotazione del collegamento, il limite è definito dalla rottura dei bulloni, dalla rottura delle saldature o dal 15% di deformazione plastica delle piastre
- Sj,R: Valore di rigidezza per il confine tra Rigido e Semi-rigido
- Sj,P: Valore di rigidezza per il confine tra Semi-rigido e Cernierato
Nota: Se la rigidezza iniziale Sj,ini e la rigidezza secante Sj,s mostrano rigidezza infinita, significa che la curva di rigidezza è così ripida da risultare praticamente a 90° nel diagramma, per cui la tangente risulta infinita. Questo indica sempre un collegamento rigido, lontano dal confine della classe semi-rigida, quindi i valori esatti sono inutili. In altre parole, il collegamento è assolutamente rigido.
Cosa utilizzare nel modello strutturale globale in FEA?
L'informazione principale necessaria per il tuo modello globale è la classificazione, per impostare la condizione al contorno tra gli elementi come cernierato (cerniera ideale), rigido (idealmente rigido), o semi-rigido (con una certa rigidezza).
Per la classe semi-rigida, devi trovare il valore che rappresenta la rigidezza rotazionale del giunto tra gli elementi. Questo è rappresentato dal valore Sj,ini nella scheda dei risultati dell'analisi di rigidezza.
Tuttavia, è sempre necessario utilizzare il giudizio ingegneristico per determinare il valore di rigidezza appropriato per il tuo modello strutturale globale.
Sj,ini dipende dal valore Mj,Rd del giunto e dalla forma della curva di rigidezza. Inoltre, il modello CBFEM per l'analisi di rigidezza differisce da quello utilizzato nell'analisi EPS, il che può portare a un diverso Mj,Rd del giunto e a un'ulteriore calibrazione del modello di collegamento per l'analisi di rigidezza.
Per maggiori dettagli, leggi l'articolo Rigidezza del collegamento e suo utilizzo nell'analisi globale.
Dove trovare maggiori informazioni sull'analisi di rigidezza
Ci sono diverse fonti di informazioni da leggere su questo tipo di analisi. Ti consigliamo di leggere la parte generale del Theoretical Background, l'articolo del blog Perché preoccuparsi della rigidezza del collegamento e/o guardare uno dei nostri webinar sull'argomento (vedi sotto).
Per combinare i risultati di rigidezza con il tuo modello FEA globale, guarda il video Come inserire la rigidezza rotazionale nel tuo modello FEA.
Alla fine dell'articolo, puoi trovare diversi tutorial passo-passo.
Modello per la valutazione della rigidezza
Per valutare la rigidezza rotazionale kjoint del collegamento stesso e la corrispondente rotazione θ2, sottraiamo la parte di rigidezza attribuita alla deformazione degli elementi θ1 dalla deformazione complessiva θtot.
La rotazione degli elementi θ1 viene valutata sul modello con collegamenti idealmente rigidi tra tutti gli elementi. La rotazione complessiva θtot viene valutata sul modello con le effettive operazioni di lavorazione.
I risultati ottenuti dall'analisi di rigidezza corrispondono a kjoint e θ2.
Theoretical Background
Leggi le informazioni essenziali sull'analisi di rigidezza nel nostro Theoretical Background. Le impostazioni menzionate sopra sono descritte nella parte generale.
La parte generale del Theoretical Background sull'analisi di rigidezza e i suoi risultati:
Analisi di rigidezza e capacità di deformazione dei giunti in acciaio
Parti specifiche del Theoretical Background per ciascuna delle norme nazionali supportate:
Altri articoli sulla rigidezza dei collegamenti e sulle verifiche
Puoi trovare informazioni più dettagliate e alcuni studi di verifica nei seguenti articoli. Alcuni di essi fanno parte del libro "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" scritto dal prof. Wald e dal suo team.
- Perché preoccuparsi della rigidezza del collegamento (articolo del blog)
Webinar e video
In passato, abbiamo tenuto diversi webinar sul tema della rigidezza del collegamento. Inoltre, alcuni altri video descrivono come lavorare nell'applicazione. Puoi trovare ispirazione da progetti reali, così come suggerimenti per impostare correttamente i tuoi modelli di calcolo.
Connection Wednesdays - Classificazione della rigidezza
In questo webinar, rivediamo 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 a momento. Impieghiamo una configurazione semi-rigida e successivamente applichiamo il comportamento previsto alla struttura di analisi globale. Durante questo processo, esploriamo domande comuni e valutiamo il loro impatto sulla progettazione.
Connection Wednesdays - Analisi rivoluzionaria della rigidezza del giunto
Durante il webinar, vedrai l'intero flusso di lavoro di modellazione, carico e verifica normativa di un interessante giunto in acciaio.
Connection Wednesdays - Giunto della Residence a Ružomberok
I giunti di piattaforma dovrebbero solitamente essere cernierati, ma cosa succede se la realtà non è così semplice? Come si inserisce correttamente l'analisi di rigidezza del giunto? Guarda l'analisi della rigidezza del giunto del telaio e le conseguenze della rigidezza sul modello FEM.
Come inserire la rigidezza rotazionale nel tuo modello FEA
La rigidezza del giunto è un fattore significativo e indispensabile nella progettazione della struttura globale per i collegamenti semirigidi. La domanda è: dove posso calcolare la rigidezza del giunto e quale rigidezza dovrebbe essere utilizzata per il mio progetto?
Progettazione e verifica normativa del giunto del velodromo di Jakarta
La seguente registrazione del webinar spiega come viene costruito il diagramma dell'analisi di rigidezza, quali sono le impostazioni e quali risultati otterrai.
Aggiornamenti nelle versioni
Le seguenti funzionalità fanno parte delle nostre note di rilascio di IDEA StatiCa e possono essere correlate all'analisi di rigidezza. Leggi di più sulle funzionalità negli articoli dedicati sotto il link.
Capacità di rotazione limitata dalla rottura dei bulloni e delle saldature (Analisi di rigidezza) (versione 21.0)
Esportazione della curva momento-rotazione in CSV e DXF (versione 22.0)
Tutorial
Abbiamo creato tutorial passo-passo per impostare il modello ed eseguire l'analisi. Trova i link qui sotto:
Analisi di rigidezza di un collegamento in acciaio (EN)
Analisi di rigidezza di un collegamento in acciaio (AISC)
Rigidezza rotazionale di una trave con mensola rastremata
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