Come modellare con Straus7 le piastre di irrigidimento dei nodi nelle giunzioni in acciaio
Nelle strutture intelaiate si impiegano frequentemente piastre di irrigidimento dei nodi. In questa nota si propongono due modi per tenerne conto nel modello: un approccio semplice adatto al caso in cui interessino solo le sollecitazioni degli elementi strutturali, ed un secondo approccio piu' completo, se si vuole approfondire anche lo studio dello stato tensionale nelle piastre.


Rigidezza infinita dei nodi

Il primo approccio e' basato sulla ipotesi che la rigidezza membranale delle piastre di rinforzo sia molto maggiore della rigidezza flessionale delle travi. In questo caso la connessione e' modellata utilizzando link rigidi. Una volta risolta la struttura e calcolati gli spostamenti, si puo' fare un successivo modello locale per svolgere ad esempio l'analisi di buckling della piastra.

Le connessioni sono modellate usando link rigidi.

Modello completo sia di elementi piastra che di elementi beam

Si noti che questo modo di operare e' suggerito quando si ha a che fare con un numero limitato di nodi rigidi. La procedura puo' essere sintetizzata nei seguenti passi:

  1. Costruire il telaio usando elementi beam.
  2. Costruire le piastre di irrigidimento con le loro dimensioni reali, tenendo in conto l'effettiva sezione della trave e quindi gli offset della piastra rispetto agli assi 3 delle travi.
  3. Affinare la suddivisione degli elementi trave nella zona di nodo e collegare i nodi cosi' creati con le piastre di rinforzo (vedere la figura che segue). I link simulano sia l'offset corretto, che l'infinita rigidezza della trave nel piano della sezione di questa.

Modello a elementi trave e piastra per simulare correttamente la rigidezza del nodo

Visualizzazione solida del modello

Confronto fra i due metodi.

E' analizzata una semplice struttura piana e si confrontano gli spostamenti.

Influenza della deformabilita' dei nodi.

In questo caso particolare la differenza tra gli spostamenti massimi ottenuti con i due modelli e' di circa il 20% se la piastra ha spessore 10 mm, e del 1% se la piastra ha spessore 50mm. Anche se la differenza non e' trascurabile, il modello a nodi rigidi richiede un numero molto piu' piccolo di gradi di liberta' e potrebbe essere preferito nel caso di strutture con molti nodi di questo tipo.