Classificazione della sezione trasversale in caso di flessione monoassiale e sforzo normale

Articolo tecnico

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Il modulo aggiuntivo RF-/STEEL EC3 esegue una classificazione dettagliata delle sezioni trasversali per ogni progetto prima che il progetto venga eseguito. Pertanto, viene valutata la suscettibilità all'instabilità locale di tutte le parti della sezione trasversale. La classe di sezione trasversale definita ha un effetto sulla resistenza e sulla determinazione della capacità di rotazione.

Classi di sezioni trasversali

L'Eurocodice 3 [1] definisce quattro classi di sezioni trasversali:

Figura 01 - 1 - Cross-Section Classes

I seguenti parametri e condizioni al contorno sono inclusi nella classificazione della sezione trasversale:

  • Supporto dell'asta della sezione trasversale (tenuta su uno o due lati)
  • Lunghezza della sezione trasversale c
  • Spessore della sezione trasversale t
  • Resistenza allo snervamento dell'acciaio utilizzato sotto forma del fattore epsilon
  • Distribuzione delle sollecitazioni sulla parte della sezione trasversale considerata

La classe della parte della sezione trasversale ponderata più sfavorevole diventa governante per l'intera sezione trasversale. Per le sezioni I e H, questa è di solito la rete relativamente sottile.

distribuzione dello stress

La distribuzione della sollecitazione è determinata dai parametri alfa (plastica, classe 1 e 2) o psi (elastico, classe 3). In questo caso, alfa rappresenta la lunghezza percentuale della sollecitazione di compressione nella parte della sezione trasversale, psi, tuttavia, il rapporto delle sollecitazioni del bordo.

Figura 02 - 2 - Explanation of Alpha and Psi

Importante:

  • Le sollecitazioni esistenti vengono sempre ridimensionate in base alla resistenza allo snervamento.
  • Le sollecitazioni di compressione devono sempre essere applicate positivamente, le sollecitazioni di trazione negative.

Per la flessione esclusivamente uniassiale di una sezione trasversale a doppia simmetria, la determinazione di alfa e psi è banale. Se una forza assiale aggiuntiva agisce, devono essere considerate ulteriori considerazioni. È interessante sapere quanto è alta la forza assiale applicata. Esistono due approcci, entrambi implementati in RF-/STEEL EC3.

Figura 03 - 3 - Types of Determination of Alpha and Psi

Innanzitutto, la seconda opzione "Aumenta N Ed e M Ed uniformemente", che è preimpostata in RF-/STEEL EC3, sarà discussa per prima. Nel caso di una distribuzione elastica delle sollecitazioni, le sollecitazioni esistenti sono aumentate dal rapporto resistenza allo snervamento/sollecitazione di compressione massima nella parte della sezione trasversale. Il parametro psi risulta dalla relazione sollecitazione di compressione/trazione. Se la distribuzione della sollecitazione è di plastica, il momento e la forza assiale aumentano fino a quando una delle condizioni di interazione elencate in [1] e quindi si raggiunge lo stato limite di plastica. Vedere anche le informazioni in [2] , Pagina 13.

In RF-/STEEL EC3, viene utilizzata la condizione di interazione secondo la Formula 6.2 perché è facile da capire e valida per tutti i tipi di sezioni trasversali. Il seguente grafico mostra un esempio di un IPE 360, S 235, con le seguenti forze interne e capacità di carico in plastica:
M y, Ed = 125,0 kNm N Ed = 300,0 kN
M y, Rd = 239,5 kNm N Rd = 1.709,0 kN

Figura 04 - 4 - Interaction Diagram

L'estrapolazione dei carichi esistenti determina le seguenti forze interne limite:
M N, y, Rd = 179.2 kNm N My, Rd = 430.1 kN

Dalla forza assiale limite, la dimensione del blocco di sollecitazione è ora determinata e applicata nella bisettrice di superficie della sezione trasversale. Insieme ai restanti blocchi di sollecitazione del momento flettente, è ora possibile determinare la lunghezza della sollecitazione di compressione nella parte della sezione trasversale e quindi il parametro alfa.

Figura 05 - 5 - Calculation of Alpha

La prima opzione "N Ed fissato Aumenta M Ed raggiungere f km" è meglio spiegato dalla distribuzione delle sollecitazioni plastica. La forza assiale non è estrapolata ma applicata nella dimensione applicata. Pertanto, con questa opzione, l'area di stampa e l'alfa sono di solito leggermente più piccole.

La determinazione dei valori limite c/t per le singole classi della sezione trasversale non sarà descritta più avanti. Possono essere presi da [1], Tabella 5.2.

Letteratura

[1] Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[2] SEMI-COMP +: Linee guida per il calcolo della sezione trasversale e del progetto dell'asta secondo l'Eurocodice 3 con particolare attenzione alle sezioni trasversali semi-compatte. Graz: TU Graz - Institute of Steel Structures, luglio 2011

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