La progettazione di prodotti in acciaio formati a freddo è regolata dalla norma EN 1993-1-3 [1]. Le forme tipiche delle sezioni formate a freddo includono profili a U, C, Z, cappello e sigma. Questi profili sono realizzati a partire da lamiera sottile tramite processi di profilatura o piegatura.
Nella verifica degli stati limite di capacità portante, è necessario assicurarsi che l'introduzione del carico locale non provochi effetti indesiderati come schiacciamento, instabilità del corpo centrale o svergolamento locale nel corpo centrale dei profili. Tali effetti possono essere causati sia dall'introduzione del carico attraverso il flange nel corpo centrale, sia dalle forze di reazione ai punti di supporto. La sezione 6.1.7 della EN 1993-1-3 descrive come determinare la capacità portante del corpo centrale Rw,Rd per l'introduzione locale del carico.
L'Add-On Progettazione dell'Acciaio consente un'analisi dell'introduzione del carico locale per corpi centrali non rinforzati secondo la sezione 6.1.7 [1]. In caso di sollecitazione combinata di flessione e introduzione del carico locale, si verifica anche che siano soddisfatte le condizioni elencate in [1] 6.1.11.
Un esempio dei relativi calcoli viene illustrato di seguito con un trave in flessione composto da un profilo a C formato a freddo. Il trave è sottoposto a un carico concentrato.
Sistema e carico
Il trave considerato ha una lunghezza di 2 metri ed è composto da un profilo a C formato a freddo (C 2020) in acciaio S235JR secondo EN 10025-2. La larghezza dei supporti è di 110 mm ciascuno, e il trave non sporge oltre il supporto. Il trave è caricato con un carico concentrato di 10 kN a una distanza di 50 cm dal supporto. Il carico concentrato è applicato su una lunghezza di 100 mm sul flange e agisce nel centroido di taglio. Il peso proprio del trave non è considerato in questo calcolo.
Inserimento dati
Nella configurazione di capacità portante, deve essere selezionata la casella "Determinare capacità del corpo centrale per l'introduzione locale del carico secondo 6.1.7" affinché venga eseguita la verifica dell'introduzione locale del carico.
Le condizioni al contorno necessarie devono essere definite nel pannello "Supporti di progettazione e Deviazione". In ogni punto in cui deve essere effettuata la verifica dell'introduzione locale del carico, deve essere definito un supporto di progettazione di tipo "Acciaio". La lunghezza dell'introduzione del carico rigido ss viene inserita nel campo "Larghezza supporto w". La "Profondità del supporto d" non influisce invece sulla verifica.
L'introduzione locale del carico viene esaminata quando il supporto è definito sul bordo opposto alla forza d'azione. Le direzioni "asse +z/z'" e "asse -z/z'" si riferiscono all'orientamento dell'asse locale z/z' dell'asta. Se il carico concentrato agisce nella direzione +z, per il supporto deve essere selezionato il bordo "asse -z/z'".
Per i supporti viene definito un supporto di progettazione con una lunghezza dell'introduzione del carico rigido di 110 mm al bordo dell'asse "+z/z'" come supporto finale con una lunghezza di sbalzo di 0 mm.
Per il carico concentrato viene definito un supporto di progettazione con una lunghezza dell'introduzione del carico rigido di 100 mm al bordo dell'asse "-z/z'".
Il tipo di supporto per il supporto viene assegnato all'inizio e fine dell'asta, mentre il tipo di supporto per il carico concentrato è definito nel nodo intermedio alla posizione del carico concentrato.
I supporti di progettazione possono essere visualizzati anche graficamente. Nel Navigatore - Visualizzazione, la rappresentazione dei supporti di progettazione può essere attivata o disattivata sotto Tipi per aste → Supporti di progettazione.
Risultati
La verifica dell'introduzione del carico locale viene eseguita nei punti di supporto di progettazione definiti – sia nei supporti sia nel punto di introduzione del carico. Nel punto x = 0,00 m si verifica il maggiore utilizzo. La verifica viene eseguita in questo punto a scopo illustrativo.
C'è una reazione del supporto in una sezione trasversale che presenta solo un corpo centrale. Il profilo a C con uno spessore di lamiera di t = 2,0 mm possiede flange rinforzate grazie alle sue labbra. La distanza del supporto dall'estremità libera è di 0,00 m ed è quindi inferiore al 1,5 volte l'altezza del corpo centrale hw = 198 mm. Pertanto, è determinante l'equazione (6.15a) di [1] per la determinazione della capacità portante del corpo centrale Rw,Rd.
I coefficienti devono essere determinati secondo [1], 6.1.7.2 (3):
Si ottiene quindi la seguente capacità portante del corpo centrale sotto introduzione locale del carico:
La condizione di verifica secondo [1] equazione (6.13) è soddisfatta:
Per gli altri due punti di progettazione, la verifica è effettuata in modo analogo. Inoltre, si verifica che siano soddisfatte le condizioni secondo [1], 6.1.11.
Sommario
Con l'Add-On Progettazione dell'Acciaio è possibile eseguire verifiche per l'introduzione locale del carico secondo [1] sezione 6.1.7. Nei punti rilevanti per la progettazione, è necessario definire supporti di progettazione. La verifica per l'introduzione del carico locale viene eseguita secondo [1] 6.1.7.2 per sezioni trasversali con un corpo centrale non rinforzato o secondo [1] 6.1.7.3 per sezioni trasversali con due o più corpi centrali non rinforzati. Inoltre, si verifica che siano soddisfatte le condizioni secondo [1], 6.1.11.