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2017-01-25

Calcolo delle effettive proprietà della sezione trasversale

Prima dell'analisi delle sezioni trasversali in acciaio, le sezioni trasversali sono classificate secondo EN 1993-1-1, cap. 5.5, rispetto alla loro resistenza e capacità di rotazione. Pertanto, le singole parti della sezione trasversale vengono analizzate e assegnate alle Classi da 1 a 4. Le classi della sezione trasversale sono determinate successivamente e solitamente assegnate alla classe più alta delle parti della sezione trasversale. Se la resistenza plastica deve essere applicata all'ulteriore verifica di sezioni trasversali di Classe 1 e Classe 2, è possibile analizzare la resistenza elastica delle sezioni trasversali a partire dalla Classe 3. Nel caso di sezioni trasversali di Classe 4, l'instabilità locale si verifica già prima di raggiungere il momento elastico. Per tenere conto di questo effetto, è possibile utilizzare larghezze efficaci. Questo articolo descrive il calcolo delle proprietà della sezione trasversale efficace in modo più dettagliato.

Processo di calcolo

Nella prima fase di calcolo, la distribuzione delle tensioni è determinata su una sezione trasversale lorda. Nach EN 1993-1-5 4.4 können mittels der vorhandenen Spannungen die Beulwerte kσ für die druckbeanspruchten Querschnittsteile ermittelt werden. Über den Beulschlankheitsgrad λp und den daraus resultierenden Abminderungsfaktor ρ berechnet sich die wirksame Breite beff des Querschnittsteiles. Die somit ermittelte Reduzierung wird vom Gesamtquerschnitt abgezogen. Ciò consente di ottenere nuove dimensioni e proprietà della sezione trasversale.

A questo punto, il calcolo non è ancora completo. Es erfolgt ein weiterer Iterationsschritt, in dem mit den vorhandenen Schnittgrößen ein neuer Spannungsverlauf basierend auf dem reduzierten Querschnitt berechnet wird. È necessario considerare quanto segue:

1. Riducendo la sezione trasversale, il baricentro viene spostato. Wirken Normalkräfte, so erzeugen diese ein zusätzliches Moment über den Abstand des neuen Schwerpunktes zum alten.

2. Eine Reduzierung des Querschnittes kann ebenfalls eine Drehung der Hauptachsen bewirken. In solchen Fällen ist im Anschluss das Deviationsmoment Iyz zu berücksichtigen.

Nach der Ermittlung der Spannungen wird erneut die Schlankheit der druckbeanspruchten Querschnittsteile überprüft. Sind weitere Abminderungen nötig, ist der iterative Prozess solange fortzuführen, bis keine nennenswerten Querschnittsänderungen mehr auftreten. Erst im Anschluss können die entsprechenden Nachweise mit den effektiven Querschnittswerten geführt werden.

Conclusione

Die im ersten Moment schnell durchgeführte Ermittlung der effektiven Querschnittswerte kann aufgrund mehrerer benötigter Iterationen schnell in einer zeitintensiven Berechnung enden. Nutzern von DUENQ sowie den Stahl-Bemessungsmodulen stehen hierfür leistungsstarke Produkte zur Verfügung, die die oben angeführten Schwerpunkte abdecken.

Letteratura

[1] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; DIN EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Ed.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocodice 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlino: Ernst & Sohn, 2013

Autore

Il Sig. Sühnel è responsabile della garanzia della qualità di RSTAB; partecipa anche allo sviluppo del prodotto e fornisce supporto tecnico ai nostri clienti.

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