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2016-12-21

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

Classi della sezione trasversale

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

La classificazione della sezione trasversale fornisce i seguenti parametri e condizioni al contorno:

  • Vincolo esterno di una parte della sezione trasversale (su uno o entrambi i lati)
  • Lunghezza c di una parte della sezione trasversale
  • Spessore t di una parte della sezione trasversale
  • Tensione di snervamento dell'acciaio utilizzato sotto forma del coefficiente ε
  • Distribuzione delle tensioni sulla parte di sezione trasversale di progetto

La classe della parte della sezione trasversale con il valore meno favorevole determina l'intera sezione trasversale. Per le sezioni a I e le sezioni ad H, questa è di solito l'anima relativamente snella.

distribuzioni delle tensioni

La distribuzione delle tensioni è rilevata dal parametro alpha (plastica, Classe 1 e 2) o psi (elastica, Classe 3). In questo caso, alfa rappresenta la lunghezza percentuale della tensione di compressione nella parte della sezione trasversale mentre psi rappresenta il rapporto tra le tensioni al contorno.

Importante:

  • Le tensioni esistenti sono sempre calcolate verso l'alto o verso il basso fino alla tensione di snervamento.
  • Le tensioni di compressione devono essere sempre impostate come positive, quelle di trazione come negative.

Nella sola flessione uniassiale in una doppia sezione trasversale simmetrica, la determinazione di alfa e psi è banale. Una forza assiale aggiuntiva richiede ulteriori considerazioni. La domanda interessante è: in che misura si applica la forza normale? Esistono due approcci ed entrambi sono implementati nel modulo aggiuntivo RF-/STEEL EC3.

Innanzitutto, c'è la seconda opzione 'Aumenta NEd e MEd uniformemente', che è preimpostata in RF-/STEEL EC3. Nel caso della distribuzione della tensione elastica, le tensioni esistenti sono aumentate del rapporto tensione di snervamento/più grande tensione di compressione nella parte della sezione trasversale. Il parametro ψ risulta dalla relazione tra tensione di compressione e tensione di trazione. Se la distribuzione della tensione è plastica, il momento e la forza assiale sono aumentati fino a quando una delle condizioni di interazione specificate in [1] è raggiunta e quindi lo stato limite plastico. Vedi la spiegazione in [2] , pagina 13.

RF-/STEEL EC3 utilizza la condizione di interazione secondo la Formula 6.2 perché è facilmente tracciabile e valida per tutti i tipi di sezioni trasversali. Il grafico seguente mostra un esempio di IPE 360, S 235, con le seguenti forze interne e resistenze plastiche:
My,Ed = 125.0 kNm NEd = 300.0 kN
My,Rd = 239.5 kNm NRd = 1,709.0 kN

L'estrapolazione delle tensioni esistenti risulta nelle seguenti forze interne limite:
MN,y,Rd = 179.2 kNm NMy,Rd = 430.1 kN

Sulla base della forza assiale limite, la dimensione del blocco tensionale può ora essere determinata e applicata nell'area che biseca gli assi della sezione trasversale. Considerando i blocchi di tensione rimanenti del momento flettente, ora è possibile determinare la lunghezza della tensione di compressione nella parte della sezione trasversale e quindi il parametro alfa.

La prima opzione 'fisso NEd, aumenta MEd per raggiungere fyd' può essere facilmente spiegata sulla distribuzione della tensione plastica. La forza assiale non è estrapolata, ma piuttosto applicata alla grandezza agente. Di conseguenza, l'area di compressione e α sono generalmente più piccole quando si utilizza questa opzione.

La determinazione dei valori limite c/t per le singole classi della sezione trasversale non è spiegata ulteriormente in questo articolo. Questa informazione può essere trovata in [1], Tabella 5.2.

Letteratura

[1]
Eurocodice 3: Verifica di strutture di acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[2]
SEMI-COMP+: Linee guida per la verifica di sezione trasversali e di aste secondo l'Eurocodice 3 con particolare attenzione alle sezioni trasversali semicompatte. Graz: TU Graz - Institut für Stahlbau, luglio 2011


Autore

Il signor Metzkes è responsabile dello sviluppo nel settore delle strutture in acciaio e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.

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