Analisi plastica delle sezioni trasversali secondo l'EN 1993-1-1

Articolo tecnico

RF-/STEEL EC3 consente di eseguire l'analisi plastica delle sezioni trasversali secondo l'EN 1993‑1‑1 [1], paragrafo 6.2. Si dovrebbe fare attenzione all'interazione del carico dovuto al momento flettente e alla forza assiale per le sezioni a I, descritta nel paragrafo 6.2.9.1.

In generale, l'equazione 6.31 offre il seguente criterio di progetto per sezioni traversali in classe 1 e 2:

$${\mathrm M}_\mathrm{Ed}\;<\;{\mathrm M}_{\mathrm N,\mathrm{Rd}}$$

Il calcolo di MN,Rd è specificato nel paragrafo 6.2.9.1 (da eq. 6.32 a eq. 6.40) per le seguenti sezioni traversali:

  • sezioni piene (rettangolari)
  • sezioni a I e a H (doppiamente simmetriche)
  • sezioni cave (circolari e rettangolari)

Per sezioni a I e a H doppiamente simmetriche soggette a flessione intorno all'asse principale, si applica l'eq. 6.36:

$${\mathrm M}_{\mathrm N,\mathrm y,\mathrm{Rd}}\;=\;{\mathrm M}_{\mathrm{pl},\mathrm y,\mathrm{Rd}}\;\cdot\;\frac{1\;-\;\mathrm n}{1\;-\;0.5\;\mathrm\alpha}$$

Quindi, vengono inclusi nel calcolo due valori iniziali:

  1. rapporto di progetto della forza normale:
    $$\mathrm n\;=\;\frac{{\mathrm N}_\mathrm{Ed}}{{\mathrm N}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}}$$
  2. parametro alfa della sezione trasversale:
    $$\mathrm\alpha\;=\;\frac{\mathrm A\;-\;2\;\cdot\;\mathrm b\;\cdot\;{\mathrm t}_\mathrm f}{\mathrm A}\;\leq\;0.5$$

La normativa imposta un limite per a pari a 0.5, ed il valore più basso delle sezioni traversali laminate è circa 0.2. La valutazione grafica dell'interazione secondo EN 1993‑1‑1 [1] e DIN 18800 mostra quasi gli stessi risultati per α.

Figura 01 - Valutazione grafica dell'interazione

L'efficienza dell'analisi plastica delle sezioni trasversali dipende in larga parte dal parametro α. La valutazione delle serie seguenti di sezioni trasversali fornisce la seguente distribuzione.

Figura 02 - Sezioni trasversali e parametro α

Ciò può essere spiegato con un semplice esempio. Come si può vedere, un carico particolarmente elevato (verifica della sezione trasversale senza analisi di stabilità) può essere raggiunto usando una sezione trasversale IPE 200 secondo EN 1993‑1‑1 [1] piuttosto che secondo DIN 18800.

Figura 03 - Stato limite ultimo secondo DIN 18800 e EN 1993-1-1

Bibliografia

[1]   Eurocodice 3: Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1993‑1‑1:2010‑12
[2]   Manuale RF-/STEEL EC3. (2014). Tiefenbach: Dlubal Software. Download.
[3]   Training Manual EC3. (2016). Lipsia: Dlubal Software.

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