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Tipi di supporti in analisi strutturale

I supporti sono probabilmente uno degli aspetti più importanti di una struttura, in quanto specifica come le forze all'interno della struttura vengono trasferite al suolo. Questa conoscenza è richiesta prima di risolvere il modello, poiché ci dice quali sono le condizioni al contorno. SkyCiv Structural 3D offre ai suoi membri consulenza professionale ed esperta sulla modellazione della tua struttura per garantire che il tuo progetto sia ottimizzato.

Diversi tipi di supporti strutturali

I supporti sono una parte cruciale del tuo modello di analisi strutturale. È imperativo che tu capisca i diversi tipi di supporti strutturali dall'inizio in quanto hanno il potenziale per rappresentare in modo errato il tuo modello. Ciò può causare risultati errati che non simulano accuratamente la situazione della vita reale. Questo articolo di SkyCiv avrà lo scopo di spiegare i diversi tipi di supporti e i loro esempi di vita reale, vantaggi, svantaggi e le loro reazioni ammissibili.

1. Supporto fisso

Un supporto fisso è il tipo più rigido di supporto o connessione. Vincola il membro in tutte le traslazioni e rotazioni (vale a dire. non può muoversi o ruotare in nessuna direzione). L'esempio più semplice di un supporto fisso sarebbe un palo o una colonna in cemento. Il palo non può girare, ruotare o spostare; è fondamentalmente limitato in tutti i suoi movimenti a questo collegamento.

Applicazione: I supporti fissi sono estremamente vantaggiosi quando è possibile utilizzare un solo supporto. Il supporto fisso fornisce tutti i vincoli necessari per garantire che la struttura sia statica. È ampiamente utilizzato come unico supporto per un cantilever.

Limitazioni: I supporti fissi non offrono assolutamente alcun "cedimento". In un senso, il suo più grande vantaggio può anche essere la sua rovina, poiché a volte una struttura richiede una piccola deviazione o "gioco".’ per proteggere altri materiali circostanti. Per esempio, man mano che il calcestruzzo continua a guadagnare la sua forza, si espande anche. Quindi se un supporto non è progettato correttamente l'espansione potrebbe portare ad una riduzione della durabilità.

In uso SkyCiv Structural 3D, e altri software di analisi strutturale, questo tipo di supporto è definito dal codice di fissità “FFFFFF” il che significa che il supporto è fisso (F) in tutte le traduzioni e rotazioni (vale a dire. è fisso in tutto 6 gradi di libertà). Per ulteriori informazioni sul significato di questi codici, visita il nostro articolo su Codici di fissità.

Esempio Grafica nel software Codice di fissità
tipi di supporti strutturali - supporto fisso Verticale, Orizzontale, momenti

Fissità: FFFFFF

Supporto fisso: (Sinistra) Questo palo è un esempio di supporto fisso; il cemento impedisce del tutto il movimento della base del palo (Medio) 3D strutturale rappresentazione e (Destra) le reazioni associate a questo tipo di supporto e il suo codice di fissità.

 

2. Supporto bloccato

Un supporto appuntato è un tipo di supporto molto comune ed è più comunemente paragonato a una cerniera nell'ingegneria civile. Come un cardine, un supporto bloccato consente la rotazione ma nessuna traslazione (vale a dire. resiste alle forze orizzontali e verticali ma non per un momento). Pensa al tuo gomito; sei in grado di estendere e flettere il gomito (rotazione) ma non puoi muovere l'avambraccio da sinistra a destra (traduzione).

Applicazione: I supporti appuntati possono essere utilizzati nelle capriate. Collegando più membri uniti da collegamenti a cerniera, i membri si spingeranno l'uno contro l'altro; indurre una forza assiale all'interno dell'elemento. Il vantaggio di ciò è che le aste non contengono forze di momento interne, e possono essere progettati solo in base alla loro forza assiale.

Limitazioni: Un singolo supporto appuntato non può trattenere completamente una struttura, poiché hai bisogno di almeno due supporti per resistere al momento.

Esempio Grafica nel software Codice di fissità
tipi di supporti strutturali - supporto bloccato Verticale, Orizzontale

Fissità: FFFFRR

Supporto bloccato: (Sinistra) Un membro di grandi dimensioni è supportato qui da un supporto a perno e non sarebbe in grado di spostarsi su o giù, ma sarebbe in grado di ruotare, (Medio) 3D strutturale rappresentazione e (Destra) le reazioni associate a questo tipo di supporto e il suo codice di fissità.

3. Supporto a rulli

I supporti dei rulli possono resistere a una forza verticale ma non a una forza orizzontale. Un supporto o collegamento a rullo è libero di muoversi orizzontalmente poiché non c'è nulla che lo limiti.

Applicazione: L'uso più comune di un supporto a rullo è in un ponte. In ingegneria civile, un ponte conterrà tipicamente un supporto del rullo a un'estremità per tenere conto dello spostamento verticale e dell'espansione dovuta ai cambiamenti di temperatura. Ciò è necessario per evitare che l'espansione danneggi un supporto bloccato.

Limitazioni: Questo tipo di supporto non resiste a nessuna forza orizzontale. Questo ovviamente ha dei limiti in sé poiché significa che la struttura richiederà un altro supporto per resistere a questo tipo di forza.

Esempio di vita reale Grafica nel software Codice di fissità
tipi di supporti strutturali - supporto per rulli supporto per rulli Verticale

Fissità: RFFRRR

Supporto a rulli: (Sinistra) Un ponte è in grado di espandersi orizzontalmente con l'ausilio di un supporto a rulli. Questo rullo supporta un lato del ponte. (Medio) 3D strutturale rappresentazione e (Destra) le reazioni associate a questo tipo di supporto e il suo codice di fissità.

 

4. Supporto semplice

Un semplice supporto è fondamentalmente solo dove il membro poggia su una struttura esterna. Sono abbastanza simili ai supporti a rulli nel senso che sono in grado di trattenere le forze verticali ma non quelle orizzontali. Il membro poggia semplicemente su una struttura esterna a cui viene trasferita la forza. In questo caso, se applichi una forza verticale non sarà in grado di sostenerla. Un esempio è una tavola di legno appoggiata su due blocchi di cemento. La plancia può supportare qualsiasi discesa (verticale) forza ma se applichi una forza orizzontale, la tavola scivolerà semplicemente via dai blocchi di cemento.

I supporti semplici non sono ampiamente utilizzati nelle strutture della vita reale a meno che l'ingegnere non sia sicuro che l'elemento non si trasla; altrimenti, corrono il rischio che il membro cada semplicemente dal supporto.

Esempio di vita reale Grafica nel software Codice di fissità
tipi di supporti strutturali - supporto semplice Verticale

Fissità: FRFFFR

Supporto semplice: (Sinistra) Stonehenge è un ottimo esempio di semplice supporto. La pietra superiore poggia sulla "colonna".’ pietre, il cui peso lo tiene fermo. (Medio) 3D strutturale rappresentazione e (Destra) le reazioni associate a questo tipo di supporto e il suo codice di fissità.

I supporti sono una parte fondamentale della costruzione del modello per garantire risultati accurati e sicuri. Non sono un aspetto del modello che dovrebbe essere indovinato, poiché può portare la tua struttura a non comportarsi in un modo che avevi previsto. Con il nostro SkyCiv Structural 3D l'appartenenza, puoi ottenere assistenza con tutte le tue domande di modellazione. Chiedici in qualsiasi momento il tuo modello o design e saremo felici di aiutarti!

Sam Carigliano CEO e co-fondatore di SkyCiv
Sam Carigliano
CEO e co-fondatore di SkyCiv
BEng (Civile), BCom
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