Progettazione di una sezione a C a pareti sottili, piegata a freddo secondo EN 1993-1-3

Articolo tecnico

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Usa l'estensione di modulo RF-/STEEL Cold-Formed Sections per eseguire i progetti allo stato limite ultimo per le sezioni formate a freddo secondo EN 1993-1-3 e EN 1993-1-5. Oltre alle sezioni trasversali formate a freddo dal database, è anche possibile progettare sezioni trasversali di forma qualsiasi create in SHAPE-THIN.

Nel seguente esempio dell'Annuario delle strutture in acciaio 2009 [3], il progetto della sezione trasversale per una trave a campata singola con una sezione a C a pareti sottili, formata a freddo, viene eseguito con un carico di forza normale. La sezione a C è modellata in SHAPE-THIN e quindi progettata in sezioni a freddo RF-STEEL.

Sistema

Sistema e caricamento sono mostrati nella Figura 01.

Figura 01 - Sistema e carico (Dimensioni in mm, Forza in kN)

Materiale

S 355 EN 10025-2
E = 210.000 N/mm²
G = 80.769 N/mm²
ν = 0,3
fy = fyb = 355 N/mm²
γM0 = γM1 = 1.00 (progetto secondo CEN)

Dimensioni esterne

Le dimensioni esterne della sezione trasversale sono mostrate nella Figura 02.

Figura 02 - Dimensioni esterne della sezione trasversale in mm

H = 102 mm (altezza del nastro)
b = 120 mm (larghezza della cinghia)
c = 26 mm (lunghezza del labbro)
t = 2 mm (spessore del nucleo in acciaio)

Larghezze piane nozionali

Le larghezze piane nozionali sono determinate secondo [1] , 5.1. Le larghezze piane nozionali sono mostrate nella Figura 03.

Figura 03 - Larghezza piana nozionale in mm

${\mathrm r}_{\mathrm m}\;=\:\mathrm r\;+\;\frac{\mathrm t}2\;=\:10\;+\;\frac22\;=\:11\;\mathrm{mm}\\{\mathrm g}_{\mathrm r}\;=\:{\mathrm r}_{\mathrm m}\;\cdot\;\left(\tan\left(\frac{\mathrm\phi}2\right)\;-\;\sin\left(\frac{\mathrm\phi}2\right)\right)\;=\:\:11\;\cdot\;\left(\tan\;45^\circ\;-\;\sin\;45^\circ\right)\;\;=\:3,22\;\mathrm{mm}\\{\mathrm h}_{\mathrm w}\;=\:\mathrm H\;-\;\mathrm t\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm g}_{\mathrm r}\;=\:\:102\;\;-\;2\;-\;2\;\cdot\;3,22=\:93,56\;\mathrm{mm}\\{\mathrm b}_{\mathrm p}\;=\:\mathrm b\;-\;\mathrm t\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm g}_{\mathrm r}\;=\:\:120\;\;-\;2\;-\;2\;\cdot\;3,22=\:111,56\;\mathrm{mm}\\{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}\;=\:\mathrm c\;-\;\frac{\mathrm t}2\;-\;\;{\mathrm g}_{\mathrm r}\;=\:\:26\;-\;\frac22\;-\;3,22=\:21,78\;\mathrm{mm}$

Verifica dei rapporti larghezza-spessore

I rapporti larghezza-spessore sono controllati secondo [1] , 5.2 (1).

b/t = 120/2 = 60 ≤ 60

c/t = 26/2 = 13 ≤ 50

H/t = 102/2 = 51 ≤ 500

I rapporti larghezza-spessore sono rispettati.

Controllo delle dimensioni dell'ammortizzatore

Le dimensioni dell'irrigidimento sono verificate secondo [1] , 5.2 (2).

0,2 ≤ c/b = 26/120 = 0,22 ≤ 0,6

Le labbra possono essere applicate come irrigidimenti.

Controllo dell'angolo tra il rinforzo e l'elemento planare

L'angolo tra il rinforzo e l'elemento planare è di 90 ° entro i limiti di 45 ° e 135 ° menzionati in [1] , 5.5.3.2 (1).

Determinazione della sezione trasversale efficace

Per le sezioni in acciaio che non sono soggette a doppia simmetria e soggette a compressione, la posizione del centro della sezione trasversale effettiva si sposta rispetto alla sezione trasversale lorda. La forza di compressione esterna che agisce centralmente sulla sezione trasversale lorda ora agisce eccentricamente sulla sezione trasversale effettiva e viene creato un momento flettente aggiuntivo. Secondo [1] , i momenti aggiuntivi risultanti dallo spostamento del centroide devono essere presi in considerazione. Successivamente, oltre alla sezione trasversale efficace per lo sforzo di compressione puro, è necessario determinare la sezione trasversale efficace per lo sforzo di flessione puro.

Determinazione della sezione trasversale efficace in compressione pura

Secondo [2] , 4.4 (2), il coefficiente risulta a:

$\mathrm\varepsilon\;=\;\sqrt{\frac{235}{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}}\;=\;\sqrt{\frac{235}{355}}\;=\;0,814$

Web:

Secondo [2] , Tabella 4.1, il valore di instabilità risulta a:

${\mathrm k}_{\mathrm\sigma}\;=\;4$

Secondo [2] , 4.4 (2), la snellezza di instabilità risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;\frac{{\mathrm h}_{\mathrm w}\;/\;\mathrm t}{28,4\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}}}\;=\;\frac{93,56\;/\;2}{28,4\;\cdot\;0,814\;\cdot\;\sqrt4}\;=\;1,012\\{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;1,012\;\geq\;0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;\mathrm\psi}\;=\:0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;1}\;\;=\;0,673$

Il rapporto di snellezza è maggiore del valore limite 0,673 secondo [2] , 4,4 (2). Pertanto, è necessaria una riduzione.

Secondo [2] , 4.4 (2), il fattore di riduzione risulta a:

$\mathrm\rho\;=\;\frac{{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;-\;0,055\;\cdot\;\left(3\;+\;\mathrm\psi\right)}{\overline{\mathrm\lambda}_{\mathrm p}^2}\;=\;\frac{1,012\;-\;0,055\;\cdot\;\left(3\;+\;1\right)}{1,012^2}\;=\:0,773\;\leq\;1$

Secondo [2] , Tabella 4.1, l'altezza effettiva del nastro risulta da [2] , Tabella 4.1 a:

${\mathrm h}_{\mathrm{eff}}\;=\;\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm h}_{\mathrm w}\;=\;0,773\;\cdot\;93,56\;=\:72,3\;\mathrm{mm}\\{\mathrm h}_{\mathrm e1}\;=\;{\mathrm h}_{\mathrm e2}\;\;=\;0,5\;\cdot\;{\mathrm h}_{\mathrm{eff}}\;=\:0,5\;\cdot\;72,3\;=\;36,17\;\mathrm{mm}$

Flangia con irrigidimento del bordo:

Nella prima fase, un primo approccio per la sezione trasversale effettiva dell'irrigidimento è determinato dal presupposto che la rigidezza del bordo agisce come un supporto rigido e che σcom, Ed = fybM0 .

Flangia:

Secondo [2] , Tabella 4.1, il valore di instabilità risulta a:

${\mathrm k}_{\mathrm\sigma}\;=\;4$

Secondo [2] , 4.4 (2), la snellezza di instabilità risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p}\;/\;\mathrm t}{28,4\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}}}\;=\;\frac{111,56\;/\;2}{28,4\;\cdot\;0,814\;\cdot\;\sqrt4}\;=\;1,207\\{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;1,207\;\geq\;0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;\mathrm\psi}\;=\:0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;1}\;\;=\;0,673$

Il rapporto di snellezza è maggiore del valore limite 0,673 secondo [2] , 4,4 (2). Pertanto, è necessaria una riduzione.

Secondo [2] , 4.4 (2), il fattore di riduzione risulta a:

$\mathrm\rho\;=\;\frac{{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;-\;0,055\;\cdot\;\left(3\;+\;\mathrm\psi\right)}{\overline{\mathrm\lambda}_{\mathrm p}^2}\;=\;\frac{1,207\;-\;0,055\;\cdot\;\left(3\;+\;1\right)}{1,207^2}\;=\:0,678\;\leq\;1$

Secondo [2] , Tabella 4.1, la larghezza della flangia effettiva risulta a:

${\mathrm b}_{\mathrm{eff}}\;=\;\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm p}\;=\;0,678\;\cdot\;111,56\;=\:75,6\;\mathrm{mm}\\{\mathrm b}_{\mathrm e1}\;=\;{\mathrm b}_{\mathrm e2}\;\;=\;0,5\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm{eff}}\;=\:0,5\;\cdot\;75,6\;=\;37,79\;\mathrm{mm}$

Rigidezza del bordo:

Secondo [1] , 5.5.3.2 (5), il valore di instabilità risulta a:

$\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}}{{\mathrm b}_{\mathrm p}}\;=\;\frac{21,78}{111,56}\;=\;0,195\;\leq\;0,35\\{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}\;=\;0,5$

Secondo [2] , 4.4 (2), la snellezza di instabilità risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}\;/\;\mathrm t}{28,4\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}}}\;=\;\frac{21,78\;/\;2}{28,4\;\cdot\;0,814\;\cdot\;\sqrt{0,5}}\;=\;0,666\\{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;0,666\;\leq\;0,748$

Il rapporto di snellezza è inferiore al valore limite 0,748 secondo [1] , 4,4 (2). Pertanto, non è necessaria alcuna riduzione, ovvero: ρ = 1.0.

Secondo [1] , l'Eq. 5.13a, il primo approccio della larghezza effettiva risulta per:

${\mathrm c}_{\mathrm{eff}}\;=\:\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}\;=\;1,0\;\cdot\;21,78\;=\;21,78\;\mathrm{mm}$

Nella seconda fase, il fattore di riduzione per l'instabilità della forma della sezione trasversale viene determinato utilizzando il primo approccio efficace per la sezione trasversale, tenendo conto della molla di traslazione elastica.

I valori effettivi della sezione trasversale dell'irrigidimento del bordo sono calcolati con SHAPE-THIN. La rigidezza del bordo è mostrata nella Figura 04.

Figura 04 - Efficace rigidezza del bordo

As = 122,58 mm 2
Is = 7.130 mm 4
zs = 13,88 mm

La rigidezza della molla K della rigidezza del bordo è determinata sulla base di un'analisi strutturale per l'intera sezione trasversale. A tale scopo, un carico di distanza unitaria u, che agisce nel centroide dell'irrigidimento effettivo, viene applicato alla sezione trasversale e viene calcolata la corrispondente deformazione δ dell'irrigidimento. Per una sezione rettangolare w/h = t/t = 2/2 mm, la deformazione risulta in δ = 3,02 mm (Figura 05).

Figura 05 - Determinazione della rigidezza della molla

La rigidezza della molla per unità di lunghezza K può essere calcolata secondo [1] , Eq. 5.9 come segue:

$\mathrm K\;=\;\frac{\mathrm u}{\mathrm\delta}\;=\;\frac1{3,02\;\cdot\;2}\;=\;0,166\;\mathrm N/\mathrm{mm}^2$

Secondo [1] , l'Eq. 5.15, la sollecitazione critica della rigidezza del bordo risulta a:

${\mathrm\sigma}_{\mathrm{cr},\mathrm s}\;=\;\frac{2\;\cdot\;\sqrt{\mathrm K\;\cdot\;\mathrm E\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm s}}}{{\mathrm A}_{\mathrm s}}\;=\;\frac{2\;\cdot\;\sqrt{0,166\;\cdot\;210.000\;\cdot\;7.130}}{122,58}\;=\;257\;\mathrm N/\mathrm{mm}^2$

Secondo [1] , l'Eq. 5.12d, il relativo rapporto di snellezza risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm d}\;=\;\sqrt{\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}{{\mathrm\sigma}_{\mathrm{cr},\mathrm s}}}\;=\;\sqrt{\frac{355}{257}}\;=\;1,176\;\left\{\begin{array}{l}>\;0,65\\<\;1,38\end{array}\right.$

Secondo [1] , 5.5.3.1 (7), il coefficiente di riduzione per l'instabilità della forma è calcolato come segue:

${\mathrm\chi}_{\mathrm d}\;=\:1,47\;-\;0,723\;\cdot\;{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm d}\;=\:1,47\;-\;0,723\;\cdot\;1,176\;=\:0,62$

Secondo [1] , l'Eq. 5.17, la sezione trasversale effettiva ridotta della rigidezza del bordo si ottiene tenendo conto della flessione flessionale:

${\mathrm A}_{\mathrm s,\mathrm{red}}\;=\;{\mathrm\chi}_{\mathrm d}\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm s}\;\cdot\;\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}\;/\;{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}{{\mathrm\sigma}_{\mathrm{com},\mathrm{Ed}}}\;=\;0,62\;\cdot\;122,58\;\cdot\;1,0\;=\:76,01\;\mathrm{mm}^2$

Efficaci proprietà della sezione trasversale in compressione pura:

La sezione trasversale può essere ottimizzata mediante un calcolo iterativo. Per due iterazioni, si ottengono i seguenti valori efficaci della sezione trasversale:

Area Aeff = 4.62 cm²
Distanza centroidale dal nastro zs, eff = 42,18 mm
Spostamento centroidale eN, y = zs - zs, eff = 8.78 mm

Determinazione della sezione trasversale efficace sotto sforzo di flessione puro

Web:

Il web è soggetto a tensioni e quindi pienamente efficace.

Flangia con irrigidimento del bordo:

Nella prima fase, un primo approccio per la sezione trasversale effettiva dell'irrigidimento è determinato dal presupposto che la rigidezza del bordo agisce come un supporto rigido e che σcom, Ed = fybM0 .

Flangia:

Secondo [2] , Tabella 4.1, il valore di instabilità risulta a:

$\mathrm\psi\;=\;\frac{{\mathrm\sigma}_2}{{\mathrm\sigma}_1}\;=\:\frac{-253,1}{336,2}\;=\;-0,753\\{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}\;=\;7,81\;-\;6,29\;\cdot\;\mathrm\psi\;+\;9,78\;\cdot\;\mathrm\psi^2\;=\:\;7,81\;-\;6,29\;\cdot\;(-0,753)\;+\;9,78\;\cdot\;{(-0,753)}^2\;=\:18,08$

Secondo [2] , 4.4 (2), la snellezza di instabilità risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p}\;/\;\mathrm t}{28,4\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}}}\;=\;\frac{111,56\;/\;2}{28,4\;\cdot\;0,814\;\cdot\;\sqrt{18,08}}\;=\;0,568\\{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;0,568\;\geq\;0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;\mathrm\psi}\;=\:0,5\;+\;\sqrt{0,085\;-\;0,055\;\cdot\;(-0,753)}\;\;=\;0,856$

Il rapporto di snellezza è inferiore al valore limite 0,856 secondo [2] , 4,4 (2). Pertanto, non è richiesta alcuna riduzione.

Secondo [2] , Tabella 4.1, le larghezze effettive risultano in:

${\mathrm b}_{\mathrm{eff}}\;=\;\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm p}\;/\;(1\;-\;\mathrm\psi)\;=\:1,0\;\cdot\;111,56\;/\;(1\;+\;0,753)\;=\;63,65\;\mathrm{mm}\\{\mathrm b}_{\mathrm e1}\;=\;0,4\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm{eff}}\;=\:0,4\;\cdot\;63,65\;=\;25,46\;\mathrm{mm}\\{\mathrm b}_{\mathrm e2}\;=\;0,6\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm{eff}}\;=\:0,6\;\cdot\;63,65\;=\;38,19\;\mathrm{mm}$

Rigidezza del bordo:

Secondo [1] , 5.5.3.2 (5), il valore di instabilità risulta a:

$\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}}{{\mathrm b}_{\mathrm p}}\;=\;\frac{21,78}{111,56}\;=\;0,195\;\leq\;0,35\\{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}\;=\;0,5$

Secondo [2] , 4.4 (2), la snellezza di instabilità risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;\frac{{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}\;/\;\mathrm t}{28,4\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm k}_{\mathrm\sigma}}}\;=\;\frac{21,78\;/\;2}{28,4\;\cdot\;0,814\;\cdot\;\sqrt{0,5}}\;=\;0,666\\{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm p}\;=\;0,666\;\leq\;0,748$

Il rapporto di snellezza è inferiore al valore limite 0,748 secondo [1] , 4,4 (2). Pertanto, non è necessaria alcuna riduzione, ovvero: ρ = 1.0.

Secondo [1] , l'Eq. 5.13a, il primo approccio della larghezza effettiva risulta per:

${\mathrm c}_{\mathrm{eff}}\;=\:\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm b}_{\mathrm p,\mathrm c}\;=\;1,0\;\cdot\;21,78\;=\;21,78\;\mathrm{mm}$

Nella seconda fase, il fattore di riduzione per l'instabilità della forma della sezione trasversale viene determinato utilizzando il primo approccio efficace per la sezione trasversale, tenendo conto della molla di traslazione elastica.

I valori effettivi della sezione trasversale dell'irrigidimento del bordo sono calcolati con SHAPE-THIN. La rigidezza del bordo è mostrata nella Figura 06.

Figura 06 - Efficace irrigidimento della sezione trasversale

As = 97,92 mm 2
Is = 6,271 mm 4
zs = 8,59 mm

La rigidezza della molla K della rigidezza del bordo è determinata sulla base di un'analisi strutturale per l'intera sezione trasversale. A tale scopo, un carico di distanza unitaria u, che agisce nel centroide dell'irrigidimento effettivo, viene applicato alla sezione trasversale e viene calcolata la corrispondente deformazione δ dell'irrigidimento. Per una sezione rettangolare w/h = t/t = 2/2 mm, la deformazione risulta in δ = 3,4 mm (Figura 07).

Figura 07 - Determinazione della rigidezza della molla

La rigidezza della molla per unità di lunghezza K può essere calcolata secondo [1] , Eq. 5.9 come segue:

$\mathrm K\;=\;\frac{\mathrm u}{\mathrm\delta}\;=\;\frac1{3,4\;\cdot\;2}\;=\;0,146\;\mathrm N/\mathrm{mm}^2$

Secondo [1] , l'Eq. 5.15, la sollecitazione critica della rigidezza del bordo risulta a:

${\mathrm\sigma}_{\mathrm{cr},\mathrm s}\;=\;\frac{2\;\cdot\;\sqrt{\mathrm K\;\cdot\;\mathrm E\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm s}}}{{\mathrm A}_{\mathrm s}}\;=\;\frac{2\;\cdot\;\sqrt{0,146\;\cdot\;210.000\;\cdot\;6.271}}{97,92}\;=283\;\mathrm N/\mathrm{mm}^2$

Secondo [1] , l'Eq. 5.12d, il relativo rapporto di snellezza risulta a:

${\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm d}\;=\;\sqrt{\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}{{\mathrm\sigma}_{\mathrm{cr},\mathrm s}}}\;=\;\sqrt{\frac{355}{283}}\;=\;1,120\;\left\{\begin{array}{l}>\;0,65\\<\;1,38\end{array}\right.$

Secondo [1] , 5.5.3.1 (7), il coefficiente di riduzione per l'instabilità della forma è calcolato come segue:

${\mathrm\chi}_{\mathrm d}\;=\:1,47\;-\;0,723\;\cdot\;{\overline{\mathrm\lambda}}_{\mathrm d}\;=\:1,47\;-\;0,723\;\cdot\;1,120\;=\:0,66$

Secondo [1] , l'Eq. 5.17, la sezione trasversale effettiva ridotta della rigidezza del bordo si ottiene tenendo conto della flessione flessionale:

${\mathrm A}_{\mathrm s,\mathrm{red}}\;=\;{\mathrm\chi}_{\mathrm d}\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm s}\;\cdot\;\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}\;/\;{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}{{\mathrm\sigma}_{\mathrm{com},\mathrm{Ed}}}\;=\;0,66\;\cdot\;97,92\;\cdot\;\frac{355\;/\;1,0}{312,2}\;=\:73,82\;\mathrm{mm}^2$

Efficaci proprietà della sezione trasversale in condizioni di pura flessione:

Tutte le parti della sezione trasversale sono completamente efficaci, quindi non è necessaria l'iterazione.

Area Aeff = 6,86 cm²
Modulo di sezione Weff, y = 17,01 cm³

Progettazione di sezioni trasversali di carichi combinati dovuti a compressione e flessione

La resistenza alla compressione pura è calcolata secondo [1] , 6.1.3 (1) come segue:

${\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}\;=\;{\mathrm A}_{\mathrm{eff}}\;\cdot\;\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\:4,62\cdot\;\frac{35,5}1\;=\;164,16\;\mathrm{kN}$

La resistenza alla flessione pura è calcolata secondo [1] , 6.1.4.1 (1) come segue:

${\mathrm M}_{\mathrm{cy},\mathrm{Rd},\mathrm{com}}\;=\;{\mathrm W}_{\mathrm{eff},\mathrm y}\;\cdot\;\frac{{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\:17,01\;\cdot\;\frac{35,5}1\;=\;6,04\;\mathrm{kNm}$

Il momento aggiuntivo risultante dallo spostamento del centroide è determinato secondo [1] , 6.1.9 (2) come segue:

$\triangle{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}\;=\;{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;\cdot\;{\mathrm e}_{\mathrm{Ny}}\;=\:130\;\cdot\;8,78\;\cdot\;10^{-3}\;=\;1,14\;\mathrm{kNm}$

Secondo [1] , 6.1.9 (1), la progettazione per il carico combinato da compressione e flessione risulta in:

$\frac{{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}}{{\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}}\;+\;\frac{\triangle{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}}{{\mathrm M}_{\mathrm{cy},\mathrm{Rd},\mathrm{com}}}\;=\:\frac{130}{164,16}\;+\;\frac{1,14}{6,04}\;=\;0,98\;\leq\;1$

Il progetto viene quindi eseguito.

Modellazione della sezione cesata a freddo in SHAPE-THIN

Le sezioni generali formate a freddo possono essere modellate in SHAPE-THIN. Nei dati generali, attivare la casella di controllo "Parti c/t ed efficaci proprietà della sezione trasversale" (Figura 08).

Figura 08 - Dati generali

Quindi, selezionare l'opzione "EN 1993-1-3 (Sezione trasversale formata a freddo)" nella scheda "Parti c/t e sezione trasversale efficace" (Figura 09) della finestra di dialogo Parametri di calcolo.

La sezione effettiva deve essere determinata separatamente per la pura compressione e la pura flessione. Pertanto, selezionare la casella di controllo "Trascura momenti di flessione aggiuntivi a causa dello spostamento del centroide della sezione trasversale effettiva".

Nell'esempio, abbiamo calcolato con due iterazioni in modo che due iterazioni siano impostate anche in SHAPE-THIN.

Le condizioni geometriche menzionate in [2] , 5.2 per l'applicabilità della norma possono essere controllate facoltativamente. Per fare ciò, selezionare le caselle di controllo corrispondenti.

Figura 09 - 3 - Calculation Parameters

È necessario inserire gli elementi della sezione trasversale. Le larghezze piane nozionali sono generalmente generate automaticamente dalle condizioni della geometria, ma possono anche essere create dall'utente nella Tabella "1.7 Larghezze piane nozionali secondo EN 1993-1-3" (Figura 10) o nella finestra di dialogo corrispondente.

Figura 10 - Tabella 1.7 Larghezze piane nozionali | EN 1993-1-3

Gli irrigidimenti possono quindi essere definiti nella tabella "1.8 Irrigidimenti" o nella finestra di dialogo corrispondente (Figura 11).

Figura 11 - Tabella 1.8 Rinforzi

Inoltre, il pannello di instabilità deve essere specificato nella Tabella "1.9 Pannelli" (Figura 12) o nella finestra di dialogo corrispondente. Per fare ciò, selezionare gli elementi del pannello di instabilità. Gli irrigidimenti situati nel pannello irrigidito vengono identificati automaticamente.

Figura 12 - Tabella 1.9 Pannelli

Inoltre, nella Tabella "2.1 Casi di carico" (Figura 13) viene creato un caso di carico per la forza di compressione e la flessione.

Figura 13 - Tabella 2.1 Casi di carico

Quindi, inserire le forze interne nella Tabella "3.1 Forze interne" o nella finestra di dialogo corrispondente (Figura 14).

Figura 14 - Tabella 3.1 Forze interne

I risultati della sezione effettiva sono disponibili con il pulsante "Parti efficaci" (Figura 15).

Figura 15 - Proprietà della sezione efficace

Progettazione in sezione trasversale di profilati a C in profilati a freddo RF-STEEL

Le sezioni formate a freddo possono essere progettate secondo [1][2] con il modulo aggiuntivo Sezioni RF-/STEEL.

Nei Dati generali, è necessario prima selezionare l'asta e il caso di carico da progettare. "CEN" è selezionato come allegato nazionale (figura 16).

Figura 16 - Dati generali

Si può vedere, e se necessario, regolare i parametri dell'allegato nazionale nella scheda "Formatura a freddo (EN 1993-1-3)" della finestra corrispondente (Figura 17).

Figura 17 - Impostazioni Appendice nazionale

Nelle impostazioni dettagliate, attivare il controllo di progetto per le sezioni formate a freddo nella scheda "Formatura a freddo" (Figura 18).

Figura 18 - Dettagli, scheda Sezioni a freddo

Solo la progettazione della sezione trasversale deve essere eseguita. Pertanto, la casella di controllo "Esegui analisi di stabilità" nella scheda "Stabilità" delle impostazioni di dettaglio deve essere disattivata (Figura 19).

Figura 19 - Dettagli, scheda Stabilità

Dopo il calcolo, le tabelle di output corrispondenti mostrano, tra le altre cose, le proprietà efficaci della sezione trasversale dovute alla forza assiale N, al momento flettente My , al momento flettente Mz , alle forze interne e all'intero progetto (Figura 20).

Figura 20 - Risultati

Parole chiave

Progetto della sezione Profili piegati a freddo

Riferimento

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑3: General rules - Supplementary rules for cold-formed members and sheeting; EN 1993‑1‑3:2010‑12
[2]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-5: General rules - Plated structural elements; EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3]   Kuhlmann, U.: Stahlbau-Kalender 2009 - Stabilität, Membrantragwerke. Berlin: Ernst & Sohn, 2009

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Sezioni trasversali In parete sottile
SHAPE THIN 9.xx

Programma stand-alone

Proprietà e tensioni di sezioni trasversali in parete sottile e profilati piegati a freddo

Prezzo della prima licenza
1.300,00 USD
RFEM Programma principale
RFEM 5.xx

Programma principale

Software di progettazione strutturale per l'analisi con elementi finiti (FEA) di sistemi strutturali piani e spaziali costituiti da piastre, pareti, gusci, aste (travi), elementi solidi e di contatto

Prezzo della prima licenza
3.540,00 USD
RFEM Strutture in acciaio e alluminio
RF-STEEL Cold-Formed Sections

Estensione per RF-STEEL EC3

Progettazione di profili formati a freddo secondo EN 1993-1-3

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD
RSTAB Programma principale
RSTAB 8.xx

Programma principale

Software di progettazione strutturale per il calcolo lineare e non lineare di forze interne, spostamenti generalizzati e reazioni vincolari di telai e strutture costituite da aste e travature reticolari

Prezzo della prima licenza
2.550,00 USD
RSTAB Strutture in acciaio e alluminio
STEEL Cold-Formed Sections

Estensione per STEEL EC3

Design of cold-formed cross-sections according to EN 1993-1-3

Prezzo della prima licenza
1.120,00 USD