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2017-03-30

Analisi della stabilità di componenti strutturali piani utilizzando l'esempio di una parete di legno laminato incrociato 2

La determinazione del rapporto di snellezza richiede, tra gli altri, il momento d'inerzia effettivo I. Questo può essere calcolato dalla rigidezza flessionale (direzione y) della superficie (vedere la Figura 3 nella parte 1). Inoltre, viene calcolata l'area netta Anetta, per la quale vengono prese in considerazione le componenti degli strati longitudinali in direzione y (vedi Figura 2). Poiché il valore percentile inferiore della tensione critica di instabilità deve essere determinato, il quinto valore percentile dovrebbe essere utilizzato per il modulo di elasticità. Per il legno di conifere, questo dovrebbe essere 2/3 del valore medio del modulo elastico, secondo EN 338. Il coefficiente di imperfezione βc tiene conto dell'ampiezza della controfreccia a seconda del materiale. Questo coefficiente per le aste entro i limiti di rettilineità è 0,2 (L/300) per il legno massiccio e 0,1 (L/500) per il legno lamellare e il legno lamellare impiallacciato. Ulteriori calcoli applicano il coefficiente di imperfezione di 0,2 per il legno a strati incrociati, secondo [2] Appendice K.6.3. La durata del carico è considerata "a medio termine", risultando in un coefficiente di modifica kmod di 0,8 per il legno lamellare.

Il coefficiente di instabilità che riduce la resistenza a compressione è 0,37. Come si può vedere nella Figura 2, il valore di progetto risultante è 1,44 > 1,00. Pertanto, il progetto di stabilità non è soddisfatto.

Per evitare il calcolo manuale, la verifica dell'asta equivalente può essere eseguita anche nel modulo aggiuntivo RF-TIMBER Pro. Per questo, il tipo di asta "trave risultante" è assegnato all'asta corrispondente nel modello (vedere la Figura 3). Questa trave risultante non ha rigidezze aggiuntive e integra le forze interne della superficie nell'area di integrazione definita. Per poter progettare questa asta in RF-TIMBER Pro, la sezione trasversale e il materiale corrispondenti devono essere assegnati a questa asta. In questo caso, le proprietà di rigidezza di Stora Enso CLT 100 C5s si discostano dalla norma. Pertanto, è necessario creare un nuovo materiale definito dall'utente e regolare le proprietà di rigidezza. Per rappresentare correttamente i momenti d'inerzia per il progetto, è necessario creare una sezione trasversale con una larghezza efficace. Questo può essere calcolato utilizzando la rigidezza flessionale e l'altezza della sezione trasversale (vedere la Figura 3).

Per ottenere la stessa rigidezza flessionale per l'asta omogenea, abbiamo bisogno della sezione trasversale di b/h = 92,56 mm/1.000 mm. Pertanto, il momento di inerzia corretto viene determinato durante l'esecuzione dell'analisi di instabilità. Tuttavia, poiché l'area di compressione applicata Anet è troppo grande in questo caso, deve essere ridotta per il progetto. Questa riduzione può essere ottenuta regolando la lunghezza efficace lef, per esempio. Per questo, la lunghezza efficace lef,z,TIMBERPro è definita in Excel utilizzando la ricerca del valore target, che risulta dal coefficiente di instabilità efficace regolato kc,z,ef (vedi Figura 4).

In questo modo, la lunghezza efficace regolata considera l'area della sezione trasversale in modo diverso dalla sezione trasversale efficace nell'analisi di instabilità. Il progetto è lo stesso del calcolo manuale (vedi Figura 5).

Se i momenti flettenti (dovuti al vento, per esempio) devono essere disponibili oltre alla forza assiale, possono essere considerati in RF-TIMBER Pro con la stessa procedura, poiché il modulo di sezione corretto Sz è già considerato per la tensione di flessione. Nel caso di flessione biassiale, il coefficiente km può essere ulteriormente moltiplicato per il coefficiente bef/bnet nelle impostazioni dell'appendice nazionale al fine di determinare correttamente il modulo elastico della sezione Sy.


Autore

Il signor Rehm è responsabile dello sviluppo di prodotti per strutture in legno e fornisce supporto tecnico ai clienti.

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Bibliografia
  1. Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1995-1-1:2010-12
  2. Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau - Nationale Festlegungen zur Umsetzung der OENORM EN 1995-1-1, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen; ÖNORM B 1995-1-1:2015-06-15
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