Classificazione delle sezioni in RFEM 6 secondo EN 1993-1-1

Articolo tecnico sul tema Analisi strutturale con Dlubal Software

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Il progetto delle sezioni trasversali secondo l'Eurocodice 3 si basa sulla classificazione della sezione trasversale da progettare in termini di classi determinate dalla norma. La classificazione delle sezioni trasversali è importante poiché determina i limiti di resistenza e la capacità di rotazione dovute all'instabilità locale delle parti della sezione trasversale.

La norma 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 un momento resistente 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 l'instabilità locale prima del raggiungimento della tensione di snervamento 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. Così, la classe di ogni parte della sezione trasversale è definita e quella con il valore meno favorevole determina per l'intera sezione trasversale. I valori limite dipendono da quanto segue:

  • Condizione del vincolo delle parti della sezione trasversale (su uno o entrambi i lati)
  • Snervamento dell'acciaio utilizzato sotto forma di coefficiente ε
  • Curva delle tensioni nelle parti della sezione trasversale
  • Grandezza della resistenza a compressione

L'Eurocodice 3 fornisce tabelle in base alle quali è possibile calcolare i rapporti massimi tra larghezza e spessore per le parti della sezione trasversale e confrontarle con i valori limite. Ad esempio, i rapporti massimi tra larghezza e spessore per classificare una parte compressa interna come classe 3 sono determinati dai fattori mostrati nell'immagine 2.

Il valore limite per le parti interne soggette esclusivamente a compressione o flessione è determinato dal coefficiente , 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 , il valore limite dei rapporti larghezza-spessore per le parti soggette a flessione e compressione comporta 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 Steel Design offerto in RFEM 6 per la progettazione di strutture in acciaio esegue una classificazione della sezione trasversale dettagliata in ciascuna posizione di progetto prima che la progettazione venga eseguita. La classificazione della sezione trasversale per ogni tipo di verifica progettuale è disponibile nei dettagli della verifica progettuale associati.

Ciò è dimostrato per la trave mostrata nell'immagine 4 (IPE 300, acciaio S355), per la quale è stato calcolato l'add-on Steel Design e i risultati per ciascun tipo di progetto sono già disponibili. Se, ad esempio, si visualizzano i dettagli della verifica di progetto, si può 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, a ciascun sottopannello possono essere assegnate classi di sezioni trasversali diverse, ma quella con il valore meno favorevole è determinante per l'intera sezione. In questo modo, la sezione trasversale di interesse è classificata come classe 4 per la verifica della sezione secondo 6.2.4, che è la classe della sezione trasversale del pannello secondario numero 3.

Poiché il pannello secondario n. 3 è supportato su entrambi i lati ed è soggetto a compressione, la sua classificazione è fatta secondo la tabella 5.2 dell'Eurocodice 3 [1] . La tensione di snervamento dell'acciaio è 355 N/mm 2 e quindi il valore del coefficiente è 0,814 (Figura 5). Sulla base di questo fattore, vengono calcolati i valori limite dei rapporti larghezza-spessore per le classi 1, 2 e 3 (λ1 , λ2 e λ3 , rispettivamente) secondo la tabella sopra menzionata. Successivamente, il rapporto c/t viene calcolato in base alla lunghezza (c) e allo spessore (t) della parte della sezione e viene confrontato con i valori limite per le classi della sezione trasversale. Per questo sottopannello, il rapporto c/t fornito è maggiore di quello calcolato per la classe della sezione trasversale 3 e quindi, la classe 4 è assegnata al sottopannello. Poiché gli altri sottopannelli sono classificati in classe 1, questo è il sottopannello (ad esempio, il sottopannello nr. 3) con il valore meno favorevole che determina 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 dei vincoli esterni delle parti della sezione trasversale, dallo snervamento dell'acciaio, dalla curva delle tensioni 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, all'intera sezione trasversale viene assegnata la classe meno favorevole ottenuta per i singoli sottopannelli.

Autore

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing e assistenza clienti

La Sig.ra Kirova è responsabile della creazione di articoli tecnici e fornisce supporto tecnico ai clienti Dlubal.

Parole chiave

Classificazione della sezione Verifica acciaio Aste in acciaio

Riferimento

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1993‑1‑1:2010‑12

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  • Aggiornato 14. marzo 2022

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Programma principale

Il programma di analisi strutturale RFEM 6 è la base di un sistema software modulare.
Il programma principale RFEM 6 viene utilizzato per definire strutture, materiali e carichi di sistemi strutturali piani e spaziali costituiti da piastre, pareti, gusci e aste.
Con il programma è possibile progettare anche strutture composte, elementi solidi e di contatto.

Prezzo della prima licenza
3.990,00 USD
RFEM 6
Verifica acciaio

Progettazione

L'add-on Verifica acciaio verifica aste di acciaio agli stati limite ultimi e di esercizio secondo varie norme.

Prezzo della prima licenza
2.200,00 USD