Articolo di prova - Come definire la corretta posizione del carico (Forze in)

Cerniera reale vs cerniera teorica

Per garantire la conformità del modello computazionale con la forma reale della connessione, dobbiamo pensare al punto di applicazione della forza di taglio, soprattutto nel caso di una connessione a cerniera. 

Si tratta di una forma schematica "reale" di una connessione strutturale (a sinistra) e del relativo modello strutturale utilizzato per l'analisi (a destra).

In IDEA StatiCa Connection, definiamo le forze nodali in ogni elemento strutturale. Questo è un esempio di connessione del momento (con la forza di taglio e il momento flettente applicati). 

Connessione del momento

Diagrammi corrispondenti delle forze interne sull'elemento orizzontale collegato con una connessione a momento. 

I momenti flettenti lungo le aste in IDEA StatiCa Connection sono semplificati come lineari, a partire dal valore del momento immesso nella scheda Effetti di carico e propagandosi come funzione lineare della forza di taglio immessa verso l'estremità libera dell'asta.

Guarda il video che illustra la distribuzione del momento flettente e altre informazioni importanti.

Connessione a cerniera

Per la cerniera, il momento flettente applicato è uguale a zero e i diagrammi delle forze interne su un elemento orizzontale possono essere simili ai seguenti:

L'immagine sopra corrisponde a una situazione ideale in cui la posizione teorica della cerniera è direttamente sul nodo teorico. In realtà, il punto di rotazione effettivo (cerniera) viene spostato dal punto del nodo teorico (di solito l'intersezione degli assi delle aste). Supponiamo che per le connessioni bullonate, il punto di rotazione sia al centro del gruppo di bulloni.

Ora, confrontiamo la situazione in cui il momento flettente zero è considerato in corrispondenza del nodo (a sinistra) e quando spostiamo la posizione della forza di taglio (e quindi del momento flettente zero) nel punto di rotazione effettivo (a destra).

Impostazione della posizione delle forze

Nell'applicazione, la posizione della forza di taglio può essere definita nella sezione Modello dell'Elemento specificato. La differenza tra questi due casi è mostrata di seguito: 

A sinistra: forze nel nodo   A destra: forze nei bulloni

Nella situazione a sinistra, c'è un momento flettente nel punto della cerniera che fa ruotare l'asta verso l'alto. Questo momento (originato dalla forza di taglio che cresce linearmente dal punto del nodo) induce il comportamento errato dell'elemento orizzontale. 

Possiamo facilmente fissare la configurazione spostando la forza di taglio in modo che agisca nella posizione della cerniera. In tal caso (immagine a destra), il raggio orizzontale si flette come previsto.

La terza opzione è Forze in posizione. Per alcune operazioni, specialmente quando si crea una connessione come un assieme di operazioni più basilari (ad esempio piastra di irrigidimento, taglio, griglia di bulloni), la funzione Forze nei bulloni non ha alcun effetto e non c'è spostamento del momento flettente zero nella cerniera presunta.

Pertanto, è necessario scegliere il metodo Forze in posizione e immettere la distanza X appropriata.

Registrazione del webinar

Guarda le registrazioni dei nostri webinar passati in cui viene discussa la posizione della forza di taglio. 

La posizione delle forze interne nodali che otteniamo da un modello strutturale può essere per eccentricità spostate rispetto all'origine. Questo effetto sottostima le forze interne che agiscono sulla connessione. Vediamo come modificare la posizione delle forze interne direttamente in azione ed evitare risultati errati.