Scopo
Le rastremazioni sono aste con sezione variabile in altezza. Nelle costruzioni in acciaio vengono utilizzate preferibilmente nelle strutture a telaio in corrispondenza dei giunti del telaio, laddove l'andamento del momento flettente cresce fortemente. Un andamento della sezione adattato all'andamento del momento consente costruzioni economiche.
La procedura generale per la modellazione delle rastremazioni è mostrata nella seguente FAQ:
Di seguito viene mostrata, con RFEM 6, la modellazione di diverse varianti. La seguente grafica fornisce una panoramica delle varianti.
Variante 1: tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta"
L'asta del travetto viene definita tramite il tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta". All'inizio dell'asta viene utilizzato un IPE 450, all'estremità dell'asta un IPE 240. I profili standard provengono dal database dei profili. RFEM interpola entrambe le sezioni. La particolarità è che la rastremazione viene interpolata non solo in altezza, ma anche in larghezza del travetto da B1 = 190 mm a B2 = 120 mm. Particolarmente rilevante per la pratica nelle costruzioni in acciaio è che vengono interpolati anche gli spessori delle lamiere dell'anima tw e delle ali tf. Nella realtà questo non è realizzabile. L'immissione nel programma avviene innanzitutto tramite la scelta del tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta". Le sezioni vengono definite all'inizio dell'asta (punto i) e all'estremità dell'asta (punto j). Un'immissione nel punto interno k non è possibile in questa variante. Con questo tipo di distribuzione, nel punto interno k, cioè nella transizione dal profilo rastremato al profilo ad ali parallele, viene generato un nodo di tipo "Su asta".
Variante 2.1: tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta e sfalsato"
L'asta del travetto viene definita tramite il tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta e sfalsato". Le restanti immissioni corrispondono alla variante 1. Immissione nel programma: le sezioni vengono definite all'inizio dell'asta (punto i) e all'estremità dell'asta (punto j). Un'immissione nel punto interno k è possibile in questa variante, ma qui non viene utilizzata per un'immissione separata. Dal punto di vista statico, la variante 2.1 corrisponde quindi alla variante 1.
Variante 2.2: tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta e sfalsato"
L'asta del travetto viene definita tramite il tipo di distribuzione "Rastremato all'inizio dell'asta e sfalsato". A differenza della variante 2.1, le sezioni per la rastremazione non vengono ricavate come profili laminati dal database dei profili, ma definite come sezioni "Parametriche - A parete sottile" con tipo di produzione "Saldato". Le dimensioni corrispondono agli IPE 450 e IPE 240 utilizzati nelle varianti sopra citate, ma senza raggi di laminazione. La sezione al di fuori della rastremazione viene definita come profilo laminato IPE 240 per l'estremità dell'asta j. A causa del cambio di sezione alla fine della rastremazione k è necessaria un'immissione.
Variante 3: tipo di distribuzione "Lineare"
L'asta rastremata (tipo di distribuzione "Lineare") e l'asta con sezione ad ali parallele (tipo di distribuzione "Uniforme") vengono immesse separatamente. Per la verifica, entrambe le aste vengono raggruppate in un set di aste. Dal punto di vista statico, la variante 3 corrisponde quindi alla variante 1.
Variante 4.1: tipo di distribuzione "Lineare", sezione composta da RSECTION 1
L'asta rastremata (tipo di distribuzione "Lineare") e l'asta con sezione ad ali parallele (tipo di distribuzione "Uniforme") vengono immesse separatamente. Per la verifica, entrambe le aste vengono raggruppate in un set di aste. Le sezioni per l'asta rastremata vengono generate in RSECTION 1. Il tipo di sezione è un profilo composto da un IPE 240 e da una sezione restante variabile in altezza di un IPE 450. L'altezza totale massima della rastremazione è fissata a 450 mm, l'altezza minima è di circa 280 mm. La definizione della sezione viene spiegata di seguito nella variante 4.2. A differenza delle varianti sopra citate, questa rastremazione non è variabile né in larghezza né nello spessore delle lamiere. L'ala inferiore dell'IPE 240 attraversa l'intera lunghezza della rastremazione. Da notare che alla fine della rastremazione l'altezza non può essere ridotta a 240 mm (qui nel nodo n. 13). Il motivo è che il programma deve trovare all'inizio e alla fine dell'asta sezioni con lo stesso numero di punti di tensione.
Variante 4.2: tipo di distribuzione "Lineare", sezione composta da RFEM 6
La variante 4.2 corrisponde alla variante 4.1. L'unica differenza è il luogo di generazione delle sezioni, qui in RFEM 6. Di seguito viene mostrata la sezione alta dell'asta rastremata (sezione n. 7). La sezione n. 8 viene generata in modo analogo, dove l'altezza hT viene ridotta al minimo di 40,6 mm.
Variante 5.1: tipo di distribuzione "Lineare", sezione traversale saldata, sezione da RFEM 6
La variante 5.1 corrisponde alla variante 4.2. La differenza risiede nella scelta delle sezioni. Entrambe le sezioni per l'asta rastremata vengono definite come tipo di sezione "Parametrica - A parete sottile" e tipo di produzione "Saldato". La sezione bassa (n. 5) corrisponde per dimensioni a un IPE 240, mentre la sezione alta (n. 6) viene modellata anch'essa in modo analogo a un IPE 240, però con un'altezza del profilo di 450 mm. Il vantaggio di questa variante è che la rastremazione non è variabile né in larghezza né nello spessore delle lamiere. Inoltre, a differenza delle varianti 4.1 e 4.2, l'altezza alla fine della rastremazione può essere ridotta a 240 mm. Tuttavia, la capacità massima di questa rastremazione è inferiore rispetto alle varianti 4.1 e 4.2, poiché la parte troncata (in realtà un IPE 450) è realizzata con le lamiere più sottili e strette di un IPE 240.
Variante 5.2: tipo di distribuzione "Lineare", sezione traversale saldata, sezione da RFEM 6
La variante 5.2 corrisponde alla variante 5.1. Nella zona ad ali parallele è stato inserito un nodo aggiuntivo n. 23. A sinistra di esso è stato utilizzato l'IPE 240 come sezione traversale saldata, a destra l'IPE 240 come profilo laminato. In questo modo la transizione tra profili con e senza raggio di laminazione è stata spostata dalla zona di transizione della rastremazione alla zona ad ali parallele.
Riepilogo e valutazione
Sono state mostrate diverse varianti, alcune delle quali sono inadatte per la pratica delle costruzioni in acciaio. Altre sottostimano la capacità massima effettiva. Dal punto di vista statico, sembra vantaggiosa una combinazione della variante 2.1 per quanto riguarda la modellazione e della variante 4.2 per quanto riguarda la scelta delle sezioni. Questa viene mostrata nella variante 6. Nella zona di transizione tra la rastremazione e il profilo ad ali parallele rimane tuttavia l'inevitabile scatto nell'altezza del profilo.
Svantaggioso è anche il fatto che la parte troncata, nella scelta del profilo, consiste in un profilo laminato. In pratica la rastremazione verrebbe probabilmente realizzata con lamiere. Per compensare questo svantaggio, resta solo la definizione delle sezioni tramite RSECTION 1. Qui il profilo troncato può essere modellato come composto da lamiere, adattando sia gli spessori delle lamiere alle norme di fornitura sia le larghezze a valori tondi. Questo viene mostrato nella variante 7. Qui l'immagine della sezione alta n. 9:
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