- F.3.1 Metodo della media ponderata
Questo è il metodo più comune utilizzato negli esempi ADM e l'opzione predefinita in RFEM 6. Il metodo della media ponderata combina le resistenze determinate separatamente per ciascun elemento utilizzando l'equazione F.3-1 di ADM 2020 [1].
- F.3.2 Metodo della resistenza diretta
In questo metodo, la resistenza all'instabilità locale della sezione trasversale nel suo insieme è determinata dall'analisi che include direttamente l'interazione degli elementi. Questo metodo è il più accurato e completo dei tre metodi.
- F.3.3 Metodo degli elementi limitanti
Questo metodo limita la resistenza a flessione dell'asta in base alla resistenza all'instabilità locale più bassa di tutti gli elementi. Questo metodo è spesso meno accurato e più conservativo, poiché non tiene conto dell'interazione tra gli elementi.
Tutti e tre i metodi utilizzati nella sezione F.3 per determinare le resistenze di instabilità locale fanno riferimento alle sezioni B.5.4 e B.5.5. Queste sezioni includono la determinazione della resistenza degli elementi in compressione uniforme e degli elementi in compressione flessionale. La resistenza all'instabilità locale dipende inoltre dal fatto che l'elemento sia supportato su uno o entrambi i bordi oltre al rapporto larghezza/spessore, b/t.
Confronto dei risultati di RFEM utilizzando i tre diversi metodi
La resistenza all'instabilità locale di una trave di alluminio nell'esempio 3 dell'ADM viene confrontata con i risultati di RFEM utilizzando i tre diversi metodi descritti sopra.
La sezione AW 5 x 3.70 e il materiale 6061-T6 (B221) sono stati utilizzati per la trave lunga 16 piedi. La trave ha un vincolo laterale continuo e una spaziatura verticale dei vincoli esterni a 1,2 m al centro. Supporta un carico permanente uniforme di 4,50 k/ft (Figura 2).
Le proprietà della sezione sono mostrate nell'immagine 3.
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Le tensioni di instabilità locale dell'ala e dell'anima sono necessarie per determinare la resistenza a flessione nominale dell'asta.
Tensione di instabilità locale dell'ala
L'ala (un elemento piatto supportato su un bordo) è in compressione uniforme. La sua tensione di instabilità locale è determinata secondo la sezione B.5.4.1.
Il rapporto di snellezza b/t è uguale a [(3,5 in -0,19 in - 2*0,30 in)/2]/0,32 in = 4,234
Il coefficiente di snellezza λ1 = 6.7 può essere trovato utilizzando l'equazione elencata nella sezione B.5.4.1 o presa direttamente dalla tabella 2-19 della parte VI.
Poiché b/t = 4,234 è inferiore a λ1 = 6,7, lo stato limite di snervamento controlla. Pertanto, la tensione di compressione uniforme Fc = Fcy = 35.0 ksi (Tabella A.4.1 e Tabella A.4.3).
Tensione di instabilità locale dell'anima
L'anima (un elemento piatto supportato su due bordi) è in compressione flessionale. La sua tensione di instabilità locale è determinata secondo la Sezione B.5.5.1.
Il rapporto di snellezza b/t è uguale a [(5,0 in -2*0,32 in -2*0,3 in)]/0,19 in = 19,789
Il coefficiente di snellezza λ1 = 33.1 può essere trovato utilizzando l'equazione elencata nella sezione B.5.5.1 o presa direttamente dalla tabella 2-19 della parte VI.
Poiché b/t = 19,789 è inferiore a λ1 = 33,1, lo stato limite di snervamento controlla. Pertanto, la tensione di compressione flessionale, Fb = 1.5*Fcy = 1.5*35.0 ksi = 52.5 ksi (Tabella A.4.1 e Tabella A.4.3).
I dettagli della verifica in RFEM 6 forniscono le equazioni e i riferimenti utilizzati in ciascun metodo. L'output dei risultati di ciascun metodo può essere verificato facilmente.
- Resistenza a flessione nominale, Mnlb secondo F.3.1 Metodo della media ponderata
- Resistenza a flessione nominale, Mnlb secondo F.3.2 Metodo della resistenza diretta
- Resistenza a flessione nominale, Mnlb secondo F.3.3 Metodo degli elementi limitanti
Questo è il metodo utilizzato nell'esempio 3 [1]. La differenza trascurabile nel rapporto di utilizzo deriva dalla formula della trave utilizzata per determinare il momento flettente massimo richiesto.
Conclusione
In questo esempio, i rapporti di verifica del metodo della media ponderata e del metodo della resistenza diretta sono quasi identici (0,657 e 0,662). E come previsto, il metodo degli elementi limitanti è il più conservativo e ha il rapporto di verifica più alto (0,749).
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