EN 1993-1-1 [1] definisce le seguenti quattro classi di sezioni trasversali (mostrate anche nell'immagine 1):
- Classe 1: Sezioni trasversali che possono formare una cerniera plastica con la capacità di rotazione necessaria per l'analisi plastica senza riduzione della resistenza
- Classe 2: Sezioni trasversali che possono sviluppare una resistenza a momento plastico, ma hanno una capacità di rotazione limitata a causa dell'instabilità locale
- Classe 3: Sezioni trasversali in cui la tensione calcolata nella fibra di compressione estrema dell'asta può raggiungere la sua resistenza di prova, ma l'instabilità locale è suscettibile di impedire lo sviluppo del momento resistente plastico completo
- Le sezioni trasversali di classe 4 sono quelle in cui si verificherà un'instabilità locale prima del raggiungimento della tensione di prova in una o più parti della sezione trasversale
La classificazione viene eseguita separatamente per tutte le parti della sezione trasversale confrontando i rapporti larghezza-spessore forniti con i valori limite per ciascuna classe come indicato dalla norma. Pertanto, la classe di ciascuna parte della sezione trasversale è definita e quella con il valore meno favorevole governa per l'intera sezione trasversale. I valori limite dipendono da quanto segue:
- Condizione del vincolo esterno delle parti della sezione trasversale (su uno o entrambi i lati)
- Tensione di snervamento dell'acciaio utilizzato nel coefficiente
- Diagramma delle tensioni nelle parti della sezione trasversale
- Grandezza della resistenza a compressione
L'Eurocodice 3 fornisce tabelle dalle quali è possibile calcolare i rapporti larghezza-spessore massimi per le parti della sezione trasversale e confrontarli con i valori limite. Ad esempio, i rapporti larghezza-spessore massimi per classificare una parte interna compressa come classe 3 sono mostrati nell'immagine 2.
Il valore limite per le parti interne soggette esclusivamente a compressione o flessione è determinato dal coefficiente ε, che è correlato alla tensione di snervamento dell'acciaio. Per le parti soggette sia a flessione che a compressione, invece, la distribuzione delle tensioni è rilevata dal parametro α (plastico, Classi 1 e 2) o ψ (elastico, Classe 3).
Il primo rappresenta la lunghezza percentuale della tensione di compressione nella parte della sezione trasversale, mentre il secondo rappresenta il rapporto delle tensioni al contorno (Figura 3). Pertanto, oltre al coefficiente ε, il valore limite dei rapporti larghezza-spessore per le parti soggette a flessione e compressione coinvolge il parametro α per le classi 1 e 2 e il parametro ψ per la classe 3.
Classificazione delle sezioni in RFEM 6
L'add-on Verifica acciaio offerto in RFEM 6 per la verifica di strutture in acciaio esegue una classificazione dettagliata delle sezioni trasversali su ogni posizione di progetto prima di eseguire la verifica. Per ogni tipo di verifica, la classificazione della sezione trasversale è disponibile nei dettagli della verifica.
Ciò sarà dimostrato utilizzando l'esempio della trave (acciaio IPE 300, S355) mostrato nell'immagine 4, per la quale è stato calcolato l'add-on Verifica acciaio e i risultati per tipo di progetto sono già disponibili. Ad esempio, se si visualizzano i dettagli della verifica, è possibile notare che anche la classificazione della sezione trasversale è fornita in dettaglio (Figura 5).
Come già spiegato, la classificazione viene eseguita separatamente per tutte le parti della sezione trasversale (chiamate sottopannelli in RFEM 6; cinque, in questo caso). Quindi, diverse classi di sezioni trasversali possono essere assegnate a ciascun sottopannello, ma quella con il valore meno favorevole governa per l'intera sezione trasversale. In questo modo, la sezione trasversale di interesse è classificata come classe 4 per la prova di sezione secondo 6.2.4; questa è la classe della sezione trasversale del sottopannello 3.
Poiché il sottopannello 3 è supportato su entrambi i lati ed è soggetto a compressione, la sua classificazione viene eseguita secondo la Tabella 5.2 dall'Eurocodice 3 [1]. La tensione di snervamento dell'acciaio è 355 N/mm² e quindi il coefficiente ε è 0,814 (Figura 5). Sulla base di questo coefficiente, vengono calcolati i valori limite dei rapporti larghezza-spessore per le classi 1, 2 e 3 (rispettivamente λ1 , λ2 e λ3 ) secondo la tabella sopra menzionata. Quindi, il rapporto c/t viene calcolato dalla lunghezza (c) e dallo spessore (t) della parte della sezione trasversale e confrontato con i valori limite delle classi della sezione trasversale. Per questo sottopannello, il rapporto c/t esistente è maggiore di quello calcolato per la sezione trasversale di classe 3, motivo per cui la classe 4 è assegnata al sottopannello.
Dato che gli altri sottopannelli sono classificati come classe 1, il sottopannello (ad esempio, sottopannello 3) con il valore meno favorevole governa per l'intera sezione trasversale. Per questo motivo, la sezione trasversale di interesse è classificata come classe 4 per la prova della sezione secondo 6.2.4.
Per comprendere meglio la classificazione della sezione trasversale, è possibile visualizzare i singoli sottopannelli della sezione trasversale nella scheda Sottopannelli della finestra Informazioni sulla sezione (Figura 6).
Osservazioni finali
La classificazione della sezione trasversale in RFEM 6 per la verifica di aste in acciaio viene eseguita secondo le disposizioni dell'Eurocodice 3 [1]. La classificazione viene eseguita separatamente per tutte le parti della sezione trasversale confrontando i rapporti larghezza-spessore forniti con i valori limite per ciascuna classe come indicato dalla norma.
I valori limite dipendono dalle condizioni del vincolo esterno delle parti della sezione trasversale, dalla tensione di snervamento dell'acciaio, dalla curva di tensione nelle parti della sezione trasversale e dall'entità della resistenza a compressione. Una volta calcolato, il rapporto larghezza-spessore viene confrontato con questi e viene definita la classe di ciascuna parte della sezione trasversale. Infine, la classe meno favorevole ottenuta per i singoli sottopannelli è assegnata all'intera sezione trasversale.
