Progettazione strutturale di un giunto di telaio in calcestruzzo (ACI)

Il giunto di telaio analizzato farà parte di una reale struttura in calcestruzzo armato. Il telaio è alto 14 ft, la luce è di 26 ft e entrambe le colonne avranno appoggi fissi.

1 Nuovo progetto

Avvia un Nuovo progetto in IDEA StatiCa Detail.

Nella procedura guidata della Regione di Discontinuità, imposta la resistenza del calcestruzzo e il grado dell'armatura e definisci lo spessore del copriferro del calcestruzzo. Seleziona il modello Giunti di telaio.

Dai modelli di giunto di telaio seleziona Giunto a ginocchio.

Scegliendo un modello predefinito, il software genererà automaticamente la geometria, i carichi e l'armatura.

2 Geometria

Inizia con la modifica della geometria. Il giunto a ginocchio predefinito è composto da una Colonna e una Trave. Modifica la sezione trasversale della colonna facendo clic su Modifica parametri.

Modifica le dimensioni della sezione trasversale.

Quindi aggiungi una nuova sezione trasversale per la trave:

Modifica nuovamente le dimensioni:

3 Carichi

Nel navigatore, procedi alla definizione dei carichi. Due casi di carico e cinque combinazioni non lineari sono stati aggiunti automaticamente dal software. Sono necessari due casi di carico per distinguere tra carichi permanenti (morti) e variabili (accidentali) e tre combinazioni per coprire le verifiche allo SLU e allo SLE.

Modifica il caso di carico LC1 per gli effetti del carico permanente. Prima di tutto, rimuovi il carico distribuito dalla colonna.

Quindi puoi modificare il carico distribuito sulla trave:

Passa al caso di carico LC2 tramite la casella combinata e ripeti i passaggi con valori diversi.

Ora vai alla scheda Forze interne e applicale nella sezione trasversale, che si trova all'intersezione della colonna e della trave. Puoi ottenere queste forze interne modellando e calcolando l'intero telaio con il corrispondente carico distribuito (2,04 kip/ft per LC1 e 1,56 kip/ft per LC2) in qualsiasi software CAE/FEM in pochi minuti.

Alla fine torna alle combinazioni e verifica le regole di combinazione. Lì puoi modificare i coefficienti parziali o mantenere l'impostazione predefinita secondo la normativa scelta (ACI nel nostro caso). 

4 Armatura

Una volta definito il carico, puoi procedere alla progettazione dell'armatura. Prima di progettarla, puoi provare ad eseguire lo strumento di Ottimizzazione Topologica per vedere come dovrebbe apparire la disposizione dell'armatura più efficace se si desidera utilizzare il volume efficace selezionato della struttura.

Per un volume efficace del 20%, la struttura appare così (le linee rosse rappresentano la compressione e le linee blu rappresentano la trazione). Puoi passare tra i diversi volumi efficaci nella barra multifunzione.

Procedi a Inserire/modificare l'armatura. Utilizzerai gli elementi creati dal modello.

Modifica la distanza delle staffe dei gruppi ST1 e ST2:

Continua e modifica il gruppo GB1: le barre verranno allungate fino al bordo sinistro. Modifica anche la distanza degli strati:

Alla fine modifica la lunghezza della barra del gruppo IB1.

5 Calcolo e Verifica

Avvia l'analisi facendo clic su Calcola nella barra multifunzione. Il modello di analisi viene generato automaticamente, i calcoli vengono eseguiti e puoi vedere il riepilogo delle verifiche visualizzato insieme ai valori dei risultati.

Nella scheda Riepilogo, puoi trovare la tabella con le verifiche determinanti. Diamo un'occhiata:

Nella prima riga della tabella, puoi vedere che la verifica allo SLU determinante è la resistenza dell'armatura nella combinazione C1.

Puoi anche notare la colonna Incremento. I valori P100%, V100% indicano che il calcolo è terminato con successo e che tutto il carico permanente e variabile è stato applicato alla struttura.

Se fai clic sulla riga con il riepilogo SLE, appare la seguente tabella:

In termini di verifiche allo SLE, quella per la colonna nella combinazione C3 è determinante. Puoi vedere che la struttura ha soddisfatto anche questa verifica.

Nota le abbreviazioni (LT) dopo i nomi delle combinazioni. IDEA StatiCa Detail calcola con un modulo elastico diverso per gli effetti a breve termine (ST) e a lungo termine (LT).

6 Relazione

Infine, andiamo all'Anteprima/Stampa della Relazione. IDEA StatiCa offre una relazione completamente personalizzabile da stampare o salvare in formato modificabile.

Hai progettato, ottimizzato e verificato normativamente un giunto di telaio secondo l'Eurocode.