- Le sezioni trasversali di classe 1 sono quelle che possono formare una cerniera plastica con la capacità di rotazione richiesta per l'analisi plastica senza riduzione della resistenza.
- Le sezioni trasversali di classe 2 sono quelle che possono sviluppare resistenza al momento plastico, ma hanno una capacità di rotazione limitata a causa dell'instabilità locale.
- Le sezioni trasversali di classe 3 sono quelle in cui la tensione calcolata nella fibra a compressione estrema dell'asta di alluminio può raggiungere la sua resistenza di prova, ma l'instabilità locale può impedire lo sviluppo della resistenza plastica completa del momento.
- Le sezioni trasversali di classe 4 sono quelle in cui si verificherà l'instabilità locale prima del raggiungimento della tensione di prova in una o più parti della sezione trasversale.
Tipi di base di parti della sezione trasversale
La classificazione di una sezione trasversale dipende dal rapporto larghezza/spessore b/t delle sue parti soggette a compressione. Secondo EN 1999-1-1 [1] , 6.1.4.2 (6), le parti a parete sottile sono classificate nei seguenti tipi di base.
- parti sporgenti piatte
- parti interne piane
- parti interne curve
Queste parti possono essere non rinforzate o rinforzate con nervature di irrigidimento longitudinali, bordi laterali o bulbi (Figura 1).
Parametro di snellezza
La suscettibilità di una parte piana non rinforzata all'instabilità locale è definita dal parametro β. Secondo EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (1), ha i seguenti valori.
- parti interne piatte senza gradiente di tensione o sporgenze piatte senza gradiente di tensione o compressione del picco in punta
β = b/t | EN 1999-1-1, (6.1) - parti interne con un gradiente di tensione che risulta in un asse neutro al centro
β = 0,40 · b/t | EN 1999-1-1, (6.2) - parti interne con gradiente di tensione e sporgenze con picco di compressione alla radice
β = η · b/t | EN 1999-1-1, (6.3)
Dove:
b ... Larghezza parte di sezione
t ... Spessore della sezione
η ... Coefficiente per il gradiente di tensione dato dalle seguenti espressioni:
η = 0,70 + 0,30 · ψ per 1 ≥ ψ ≥ -1 | EN 1999-1-1, (6.4)
η = 0,80/(1 - ψ) per ψ <-1 | EN 1999-1-1, punto 6.5
ψ ... rapporto tra le tensioni ai bordi della piastra in esame relative alla tensione massima di compressione. In generale, l'asse neutro dovrebbe essere l'asse neutro elastico, ma nel controllare se una sezione è di classe 1 o 2, è possibile utilizzare l'asse neutro plastico.
I parametri di snellezza per le parti piane della sezione trasversale irrigidita sono dati nella EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3).
EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) contiene informazioni sui parametri di snellezza per parti curve in piano, non irrigidite, della sezione trasversale interna vincolate su entrambi i lati. La EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5) tratta i parametri di snellezza delle sezioni tubolari a parete sottile.
Classificazione delle parti della sezione trasversale
I parametri di snellezza calcolati β devono essere confrontati con i valori limite da β1 a β3 , che sono determinati secondo EN 1999-1-1, Tabella 6.2 (vedi sotto).
ε = √ (250/fo )
fo in N/mm²
| Classificazione del materiale secondo la tabella 3.2 | Parte interna | Parte eccezionale | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| β1/ε | β2/ε | β3/ε | β1/ε | β2/ε | β3/ε | |
| Classe A, senza saldature | 11 | 16 | 22 | 3 | 4.5 | 6 |
| Classe A, con saldature | 9 | 13 | 18 | 2.5 | 4 | 5 |
| Classe B, senza saldature | 13 | 16,5 | 18 | 3.5 | 4.5 | 5 |
| Classe B, con saldature | 10 | 13.5 | 15 | 3 | 3.5 | 4 |
La classificazione distingue tra travi flettenti e aste di compressione. I seguenti limiti sono definiti nella EN 1999-1-1, 6.1.4.4 (1).
Parti della sezione trasversale in travi in flessione
β ≤ β1 → classe 1
β1 <β ≤ β2 → classe 2
β2 <β ≤ β3 → classe 3
β3 <β → classe 4
Parti della sezione trasversale in aste compresse
β ≤ β2 → classe 1 o 2
β2 <β ≤ β3 → classe 3
β3 <β → classe 4
Ogni parte della sezione trasversale che è completamente o parzialmente sottoposta a compressione deve essere assegnata a una classe della sezione trasversale. La parte della sezione trasversale con la classe della sezione trasversale più sfavorevole determina la classe dell'intera sezione trasversale. La classificazione delle sezioni trasversali per i componenti strutturali con forze di flessione e longitudinali deve essere eseguita separatamente per ciascun componente di carico secondo EN 1999-1-1, 6.3.3. Non è richiesta alcuna classificazione per lo stato tensionale combinato.
Esempio
La classificazione viene eseguita per la sezione a I mostrata nell'immagine 02 per la pura forza di flessione e di compressione pura.
Il sistema e il carico sono mostrati nell'immagine 03.
Materiale e dimensioni
EN-AW 6082 (EP, ET, ER/B) T4 | EN 1999-1-1, tabella 3.2b
fo = 110 N/mm²
fu = 205 N/mm²
Classe di instabilità B
ε = √ (250/fo ) = √ (250/110) = 1,508 | EN 1999-1-1, tabella 6.2
bw = h - 2 ∙ (tf + r) = 220-2 ∙ (8 + 12) = 180 mm
bf = 0,5 ∙ (b - tw - 2 ∙ r) = 0,5 ∙ (100-6-2 ∙ 12) = 35 mm
Classificazione della sezione trasversale - Curvatura pura
Anima (interna, senza saldature, classe di instabilità B)
βw = 0,4 ∙ bw/tw = 0,4 ∙ 180/6 = 12 | EN 1999-1-1, (6.2)
β1 = 13 ∙ ε = 13 ∙ 1,508 = 19,6 | EN 1999-1-1, tabella 6.2
βw = 12 <β1 = 19,6
Il nastro è classificato nella classe di sezione trasversale 1.
Flangia (a sbalzo, senza saldature, classe di instabilità B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β1 = 3,5 ∙ ε = 3,5 ∙ 1,508 = 5,28 | EN 1999-1-1, tabella 6.2
βf = 4,38 <β1 = 5,28
Il nastro deve essere classificato nella classe della sezione trasversale 1.
L'intera sezione trasversale deve essere classificata per la flessione pura nella classe della sezione trasversale 1.
Classificazione della sezione trasversale - Forza di compressione pura
Anima (interna, senza saldature, classe di instabilità B)
βw = bw/tw = 180/6 = 30 | EN 1999-1-1, (6.1)
β3 = 18 ∙ ε = 18 ∙ 1,508 = 27,14 | EN 1999-1-1, tabella 6.2
βw = 30> β3 = 27,14
Il nastro è classificato nella classe di sezione trasversale 4.
Flangia (a sbalzo, senza saldature, classe di instabilità B)
βf = bf/tf = 35/8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β2 = 4,5 ∙ ε = 4,5 ∙ 1,508 = 6,79 | EN 1999-1-1, tabella 6.2
βf = 4,38 <β2 = 6,79
La flangia deve essere classificata nella classe di sezione 1 o 2.
L'intera sezione trasversale deve essere classificata per la pura forza di compressione nella classe di sezione 4.
RF-/Aluminum
RF-/ALUMINIUM determina i rapporti larghezza/spessore delle parti della sezione trasversale sottoposte a compressione ed esegue automaticamente la classificazione. In alternativa, la classe della sezione trasversale può essere definita individualmente nell'elenco "Classificazione della sezione trasversale" della finestra "1.3 Sezioni trasversali" (Figura 04). Le sezioni trasversali che non sono completamente coperte dalle specifiche della norma sono classificate come "Generali" in RF-/ALUMINIUM e sono classificate solo nella classe di sezione 3 o 4.
RF-/ALUMINIUM considera solo le parti della sezione trasversale non rinforzate secondo EN 1999-1-1, Figura 6.1 (a) e le sezioni tubolari a parete sottile secondo EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5). Le parti della sezione trasversale interna leggermente curve, non irrigidite, vincolate su entrambi i lati secondo EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) possono essere considerate solo per il calcolo eseguito con il metodo analitico semplificato. L'influenza degli irrigidimenti secondo EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3) non è considerata.
La classificazione delle sezioni trasversali per i componenti strutturali con forze di flessione e longitudinali viene eseguita separatamente per ciascun componente di carico in RF-/ALUMINIUM secondo EN 1999-1-1, 6.3.3. Tuttavia, è anche possibile eseguire una classificazione per lo stato di tensione combinato. Per fare ciò, disattivare la casella di controllo "Classifica separatamente i componenti di carico secondo 6.3.3 NOTA 1 e NOTA 2" nella scheda "Stato limite ultimo" della finestra di dialogo "Dettagli" (Figura 05).
La classificazione della sezione trasversale in RF-/ALUMINIUM è visualizzata in dettaglio per ogni parte della sezione trasversale caricata in compressione tra i valori intermedi. La classificazione della sezione trasversale di questo esempio per la pura flessione e la pura compressione è mostrata nelle immagini 06 e 07.
La numerazione delle parti della sezione trasversale può essere trovata nella finestra di dialogo "Parti c/t" (Immagine 08).
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