Programmi di calcolo per la verifica di nodi di strutture in acciaio

Il nuovo software CDJ Win, sviluppato dalla STS, è in grado di analizzare qualunque tipo di collegamento attraverso evoluti modelli che contemplano sia elementi finiti di tipo “tetraedri”,  sia elementi di contatto unilatero, sia analisi numeriche lineari e non lineari.

Il giunto di connessione tra gli elementi di carpenteria metallica si può schematizzare come un assemblaggio di più corpi solidi connessi mediante il vincolo unilatero di non compenetrazione e connettori quali bulloni e saldature.

I bulloni  sono modellati con elementi finiti caratterizzati da  rigidezza a  taglio e da rigidezza assiale a trazione, mentre se lo sforzo agente è di compressione la rigidezza viene annullata. Il comportamento di tale elemento finito può essere sia elastico che elasto-plastico, è inoltre possibile prevedere un eventuale pre-carico assiale. Infine la connessione può avvenire anche tramite delle saldature; queste vengono modellate come degli elementi di contatto che legano gli spostamenti dei nodi delle superfici interessate dalla saldatura con un vincolo di tipo bilatero. I risultati derivanti dall'analisi F.E.M. vengono post-processati in modo da poter effettuare sugli elementi di connessione, bulloni e saldature, le verifiche tecniche previste dalla normativa. Per quanto riguarda le geometrie solide del nodo, corpi e piastre, le verifiche vengono effettuate con il criterio di resistenza di Von Mises in campo tensionale nel caso di analisi elastica; nel caso di analisi plastica si limita la deformazione equivalente.

Modellazione  FEM del nodo GASCI

Il nodo oggetto di indagine è costituito da due travi HEA 160   connesse attraverso giunto GASCI, realizzato con piastre  da 15mm e  bulloni C8.8 – M20; l’acciaio sia delle travi che delle piastre è di resistenza S275.

Validazione del modello numerico

I risultati del modello numerico ottenuti con CDJ Win sono stati confrontati con quelli ottenuti sullo stesso modello geometrico e meccanico con il solutore Autodesk Nastran® 2017, ottenendo una differenza di circa il 6%, valore che conferma l’affidabilità del solutore e dei risultati numerici ottenuti.

Conclusioni

I risultati ottenuti hanno mostrato un buon accordo tra i dati sperimentali e quelli numerici forniti dal software CDJ Win.

Il modello numerico ha colto con buona precisione il valore di resistenza e sia in campo elastico che in campo plastico.

S.T.S. Software Tecnico Scientifico

SEDE di CATANIA
via Tre Torri 11, 95030 S. Agata li Battiati (CT)
095 7252559 / 095 7254855
SEDE di SIRACUSA
Corso Gelone 39, 96100 Siracusa