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2017-04-04

Analisi di instabilità di pannelli Xlam e componenti strutturali bidimensionali | Parte 3

In alternativa al metodo dell'asta equivalente, questo articolo descrive come determinare le forze interne della parete suscettibile di instabilità secondo l'analisi del secondo ordine, tenendo conto delle imperfezioni, e quindi eseguire la verifica della sezione trasversale per flessione e compressione.

Per confrontare i risultati con il metodo dell'asta equivalente o per creare una precondizione identica, vengono considerati solo i risultati della sezione della parete tra le porte. Poiché il carico introdotto dalla rispettiva sezione di parete dagli architravi della porta è concentrato nell'area d'angolo delle aperture della porta, c'è anche (localmente) una forza assiale maggiore rispetto al centro della sezione di parete (vedere la Figura 1).

Il metodo dell'asta equivalente non ha considerato questi effetti locali, poiché sono stati calcolati con una forza assiale "sfocata". Per considerare questo anche nella verifica della superficie (per ottenere le stesse condizioni), viene inserita una regione media che "distribuisce" le forze interne sulla rispettiva sezione di parete (vedere la Figura 2). Le tensioni locali sono ovviamente considerate nella verifica e non saranno ulteriormente spiegate in questo articolo.

Al fine di considerare la pre-deformazione senza tensione (imperfezione) secondo [1] Sezione 5.4.4(2), il modulo aggiuntivo RF-IMP genera una mesh EF predeformata dalla modalità di instabilità, che è stata determinata in RF -STABILITÀ (vedi figure 3 e 4). Il valore di 7,5 mm risulta dall'equazione 5.2 di [1].

Per determinare le forze interne con l'analisi del secondo ordine e l'imperfezione, è necessario attivare la mesh EF predeformata nelle opzioni extra del caso di carico o della combinazione di carico (vedere la Figura 05).

Pertanto, per i risultati sorgono momenti flettenti aggiuntivi oltre alle forze assiali (vedere la Figura 6), che devono essere considerate nella verifica.

Il successivo calcolo in RF-LAMINATE fornisce il rapporto di progetto del 94% per la sezione della parete suscettibile di instabilità (vedere la Figura 7). La razione di progetto risultante dal metodo dell'asta equivalente è del 144 %. A causa del coefficiente di carico critico molto basso, questa differenza non dovrebbe essere interpretata come lineare.

Le differenze portano a una piccola parte trascurabile della rigidezza aggiuntiva, che è causata dagli architravi della porta durante l'analisi del modello di superficie. Tuttavia, la principale differenza tra il calcolo utilizzando il metodo dell'asta equivalente e il calcolo utilizzando l'analisi del secondo ordine risulta dalle rigidezze applicate in modo diverso. Nel caso della verifica dell'asta equivalente, la snellezza è calcolata con i valori del 5 percentile delle rigidezze, ma nel caso della verifica con l'analisi del secondo ordine, i valori di progetto sono calcolati con le rigidezze secondo [1], Capitolo 2.2.2 e [2] , Capitolo NCI NA.9.3.3. Tuttavia, [3] Sezione 8.5.1(2) e [4] prevedono che i singoli componenti strutturali dovrebbero essere calcolati con i valori di rigidezza a 5 percentili divisi per il coefficiente parziale e non con i valori per le proprietà di rigidezza. Nel calcolo secondo l'analisi del secondo ordine, questo ha un effetto sul momento flettente aggiuntivo, che risulta dalla deformazione iniziale. Inoltre, la tensione limite di progetto calcolata secondo il metodo dell'asta equivalente direttamente con kmod sarà più piccola, mentre cambia appena quando calcolata secondo l'analisi del secondo ordine [5]. Pertanto, la rigidezza dovrebbe sempre essere ridotta ulteriormente del coefficiente di modifica kmod in conformità con [5], Sezione E 8.5.1.

Per analizzare i vari casi, la Figura 8 mostra su una struttura semplificata cosa significa effettivamente. Il carico viene ridotto fino a quando il progetto del metodo dell'asta equivalente non è soddisfatto (Caso 4). Per il caso 1 al caso 3, l'analisi di stabilità è stata eseguita con le forze interne del modello predeformato. Nel caso 1, la rigidezza è considerata con i valori di progetto. Il caso 2 è calcolato con i valori di rigidezza del 5 percentile e il caso 3 con le proprietà di rigidezza ridotte di kmod. Come confermato in [6] , il risultato con la migliore conformità è fornito dal metodo dell'asta equivalente per il caso 3. È importante per il confronto non confrontare l'utilizzo, ma confrontare il carico massimo. Mentre l'utilizzo aumenta linearmente con l'aumento del carico nel caso del metodo dell'asta equivalente, ciò accade in modo non lineare nel caso del progetto secondo l'analisi del secondo ordine. Come scritto sopra, un confronto ha senso solo nel caso 3 e solo con i carichi ultimi massimi; cioè, quando il rapporto di progetto è 100%.

Se le riduzioni di kmod non sono considerate per la rigidezza, anche l'influenza del contenuto di umidità e della durata del carico sulle proprietà di rigidezza, e quindi sulla determinazione delle forze interne, non è considerata. Pertanto, la verifica che applica kmod inferiore a 1.0 può essere errata. Le rigidezze modificate possono essere considerate per ogni combinazione di carico, ad esempio, come mostrato nella Figura 9.

Letteratura

[1] Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno - Parte 1-1: Generale - Regole e regole comuni per gli edifici; DIN EN 1995-1-1:2010-12
[2] Appendice nazionale - Parametri determinati a livello nazionale - Eurocodice 5: Progettazione di strutture in legno - Parte 1-1: Generale - Regole e regole comuni per gli edifici; DIN EN 1995-1-1/NA:2013-08
[3] Progettazione di strutture in legno - Regole generali e regole per edifici; DIN 1052:2008-12
[4] Holzbau - Korrigenda C3 zur Norm SIA 265:2012
[5] Blass, H. J.; Ehlbeck J.; Kreuzinger H.; Stele G.: Spiegazione secondo DIN 1052: Progettazione, calcolo e verifica di strutture in legno (2nd ed. Karlsruhe: Bruderverlag, 2005
[6] Möller, G.: Zur Traglastermittlung von Druckstäben im Holzbau; in Bautechnik 5/2007, p. 329 - 334


Autore

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

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