RF-/PLATE-BUCKLING | progettazione

L'analisi di instabilità secondo il metodo della larghezza efficace o il metodo della tensione ridotta si basa sulla determinazione del carico critico del sistema, di seguito chiamato LBA (analisi di instabilità lineare). Questo articolo spiega il calcolo analitico del coefficiente di carico critico e l'utilizzo del metodo degli elementi finiti (FEM).

L'analisi di instabilità delle piastre con irrigidimenti è un compito speciale per gli ingegneri. DIN EN 1993-1-5 stellt für diese Herausforderung drei Berechnungsverfahren zur Verfügung:Methode der wirksamen Querschnitte, [1], Kap. 4-7Methode der reduzierten Spannungen, [1], Kap. 10Berechnungen mit der Finite-Element-Methode (FEM), [1], Anhang C

I tre tipi di telai a momento (ordinario, intermedio, speciale) sono disponibili nell'add-on Verifica acciaio di RFEM 6. Il risultato della verifica sismica secondo AISC 341-22 è classificato in due sezioni: requisiti delle aste e dei collegamenti.

I progetti vengono eseguiti passo dopo passo dal calcolo degli autovalori dei valori di instabilità ideali per i singoli stati tensionali, nonché del valore di instabilità per l'effetto simultaneo di tutte le componenti di tensione.

L'analisi di instabilità si basa sul metodo delle tensioni ridotte, confrontando le tensioni agenti con una condizione di tensione limite ridotta dalla condizione di snervamento di von Mises per ciascun pannello di instabilità. Il progetto si basa su un singolo rapporto di snellezza globale determinato dall'intero campo di tensione. Pertanto, la verifica del carico singolo e della successiva fusione utilizzando il criterio di interazione è omessa.

Al fine di determinare il comportamento di instabilità della piastra, che è simile al comportamento di un'asta instabile, il modulo calcola gli autovalori dei valori di instabilità ideali del pannello utilizzando i bordi longitudinali liberamente assunti. Quindi, i rapporti di snellezza e i coefficienti di riduzione secondo EN 1993-1-5, cap. 4 o Appendice B o DIN 18800, Parte 3, Tabella 1. La verifica viene quindi eseguita secondo EN 1993-1-5, Capitolo. 10 o DIN 18800, Parte 3, Eq. (9), (10) o (14).

Il pannello di instabilità è discretizzato in elementi quadrilateri finiti o, se necessario, triangolari. Ogni nodo dell'elemento ha sei gradi di libertà.

La componente di flessione di un elemento triangolare si basa sull'elemento LYNN-^DHILLON (2 a Conf. Matrice met. JAPAN – USA, Tokyo) secondo la teoria della flessione di Mindlin. Tuttavia, la componente della membrana si basa sull'elemento BERGAN-FELIPPA. Gli elementi quadrilateri sono costituiti da quattro elementi triangolari, mentre il nodo interno è eliminato.

Si definiscono prima i dati del materiale, le dimensioni del pannello e le condizioni al contorno (incernierato, incastrato, non vincolato, incernierato-elastico). È possibile anche importare i dati corrispondenti direttamente da RFEM/RSTAB. Successivamente, si definiscono le tensioni ai bordi per ogni caso di carico o inserendole manualmente o importandole da RFEM/RSTAB.

Gli irrigidimenti sono modellati come elementi della superficie spazialmente efficaci connessi eccentricamente alla piastra. Quindi non è necessario considerare le eccentricità degli irrigidimenti attraverso le larghezze efficaci. Utilizzando il modello reale 3D risulteranno determinate automaticamente la flessione, il taglio e le deformazioni degli irrigidimenti così come le rigidezze di St. Venant e di Bredt per irrigidimenti chiusi.

I risultati sono visualizzati con riferimenti a EN 1993-1-5 o DIN 18800. Inoltre, RF-/PLATE-BUCKLING mostra i risultati del calcolo separatamente per l'azione di un solo carico del bordo e per l'effetto simultaneo di tutti i carichi del bordo.

Nel caso di più casi di carico, il caso di carico determinante viene visualizzato separatamente. Pertanto, non è necessario un lungo confronto dei dati di calcolo.

La finestra 2.5 elenca i coefficienti di carico critico di tutti i casi di carico e le rispettive modalità di instabilità.

È possibile visualizzare le modalità di instabilità e i carichi del pannello di instabilità nella finestra grafica. Ciò facilita una rapida panoramica delle modalità di instabilità e dei carichi. Utilizzando l'opzione di animazione, è possibile rappresentare chiaramente il comportamento all'instabilità delle piastre irrigidite.

Infine, è possibile esportare tutte le tabelle in MS Excel o in un file CSV.