Barre o chiodi

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Barre o chiodi

 

La Figura 27 mostra una barra rettilinea in cui i gradi di libertà ai nodi sono gli spostamenti assiali e trasversali (ui, vi, uj, vj).

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Figura 27. Chiodo.

 

 

Un campo degli spostamenti lineare è un’approssimazione appropriata:

 

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Imponendo le condizioni limite, il campo degli spostamenti può essere riscritto come:

 

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dove le funzioni di forma Ni sono:

 

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In cui clip0126

La deformazione assiale dell’elemento è definita come:

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Oppure, in forma compatta, la relazione che intercorre tra gli spostamenti e le deformazioni può essere espressa come:

 

 

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dove:

 

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e rappresenta l’operatore deformazione-spostamento.

La matrice delle rigidezze dell’elemento è calcolata in questo caso come:

 

 

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dove EA rappresenta la rigidezza assiale dell’elemento, E è il modulo di Young, A l’area della sezione trasversale e L la lunghezza dell’elemento.

La matrice delle rigidezze k sopra definita mette in relazione le forze assiali con gli spostamenti assiali valutati entrambe ai nodi, e rappresenta la matrice delle rigidezze nel sistema di riferimento locale (degli elementi). Se la barra è orientata con un angolo di inclinazione β nel piano xy, la matrice può essere trasformata utilizzando una matrice di rotazione:

 

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dove, per il piano xy, la matrice di rotazione è definita come:

 

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La matrice delle rigidezze nelle coordinate globali del sistema diventa quindi:

 

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