Rigidezza delle connessioni in acciaio nell’analisi globale

Consteel – Tips & Tricks –

Sapevi che Consteel può considerare la rigidezza delle connessioni in acciaio nell’analisi globale della struttura?

In questo articolo trattiamo il tema, evidenziando:

• come la valutazione della rigidezza delle connessioni influisce sui risultati dell’analisi globale;
• come Consteel consente di valutare in automatico la rigidezza delle connessioni.

Modello di partenza – collegamento continuo

E’ stato realizzato il modello di un semplice telaio 2D, dove si assume la perfetta continuità flessionale tra travi e colonne (“collegamento continuo”, “nodo rigido”, ai sensi dell’EN 1993‐1‐8:2005 – 5 Analysis, classification and modelling).

Le sezioni di travi e colonne consistono in IPE360 in acciaio S235 e sulla trave è applicato un carico lineare pari a 30 KN/m.

La matrice di rigidezza del modello è compiutamente definita tramite l’assemblaggio delle matrici relative ai singoli elementi beam.

Il modello numerico restituisce i seguenti risultati:

• M,incastro = 129,23 KNm
• M, mezzaria = 115,25 KNm
• Dz, mezzeria = -17,4 mm

Definizione delle connessioni in Consteel

Consteel consente la definizione di numerose famiglie di connessione e la loro definizione risulta di estrema semplicità. E’ infatti sufficiente selezionare l’opzione Crea connessione da modello all’interno del menù Elementi strutturali per lanciare il wizard di costruzione della connessione.

Il comando Posiziona connessione, adiacente al precedente, consente quindi il posizionamento della connessione appena definita all’interno del modello; questa può sempre essere modificata, tramite il comando Modifica connessione.

L’editor propone all’utente le famiglie di connessioni congruenti al nodo selezionato nel modello numerico: sono quindi sufficienti pochi passaggi per arrivare alla completa definizione del collegamento.

Risultati numerici per diverse tipologie di connessioni

Sono state create due diverse tipologie di connessione, come di seguito rappresentato. Risulta lecito aspettarsi che la seconda (nodo tipo B) presenti una rigidezza maggiore.

Consteel è in grado di calcolare in automatico la rigidezza delle connessioni e di tenerne conto nella modellazione numerica: il contributo così calcolato agisce sui termini della matrice di rigidezza di partenza.

Svolgendo il calcolo per il nodo tipo A, risulta quanto segue.

(nodo tipo A)

Come si può notare dall’immagine precedente, il nodo è stato classificato come semi-rigido a parziale ripristino di resistenza, ai sensi dell’EN 1993‐1‐8:2005 – 5 Analysis, classification and modelling.

Il modello numerico restituisce i seguenti risultati:

• M,incastro = 99,45 KNm
• M, mezzaria = 154,03 KNm
• Dz, mezzeria = -26,5 mm

Rispetto al modello di partenza (nodo rigido), risulta quindi un incremento di spostamento verticale in mezzeria del 52%!

Diminuisce il momento all’incastro, mentre aumenta il momento nella mezzeria della trave: il nodo presenta quindi un comportamento intermedio tra quello di collegamento a cerniera e collegamento continuo.