Le strutture in calcestruzzo armato richiedono verifiche di stabilità sia globali sia locali. Sebbene la maggior parte dei software moderni sia in grado di eseguire queste analisi, il metodo di verifica e il livello di trasparenza del calcolo variano in modo significativo. Di seguito viene fornita una breve panoramica delle verifiche di stabilità tipiche, seguita da un confronto tra ETABS e RFEM 6.
Stabilità globale
La stabilità globale viene generalmente considerata includendo l'effetto P–Δ durante l'analisi strutturale, dopo aver ridotto la rigidezza degli elementi strutturali per tenere conto degli effetti di fessurazione.
Secondo ACI 318, i fattori di riduzione della rigidezza comunemente utilizzati sono:
| 0.70 | colonne |
| 0.35 | travi |
| 0.25 | solette |
Per l'analisi di stabilità globale, la riduzione della rigidezza dovuta alla viscosità è spesso assunta pari a zero, poiché i carichi laterali sono tipicamente carichi di breve durata.
Stabilità locale
Dopo aver completato l'analisi globale, è necessario verificare la stabilità locale, in particolare per le colonne. Nell'ACI 318, questo aspetto viene affrontato utilizzando il metodo dell'amplificazione dei momenti, tramite il fattore βdns, che dipende principalmente dalle forze interne agenti sulla colonna e dalla rigidezza flessionale efficace (EI) dell'elemento.
ACI 318-19 (6.6.4.4.4) propone tre approcci per stimare la rigidezza fessurata efficace:
- Metodo a) viene considerata solo la sezione in calcestruzzo
- Metodo b) vengono considerati sia il calcestruzzo sia l'armatura
- Metodo c) vengono considerati l'armatura e il carico applicato
In tutti i metodi, l'effetto della viscosità sulla rigidezza è preso in considerazione tramite il coefficiente βdns.
Esempio
Di seguito vengono confrontati i risultati di calcolo di ETABS e RFEM 6 utilizzando un semplice modello di colonna in calcestruzzo armato.
Parametri
| Sezione della colonna | 1,0 m × 1,0 m |
| Lunghezza | 8,5 m (direzione X: estremità incastro–libero, direzione Y: incastro–cerniera) |
| Resistenza del calcestruzzo | f'c = 40 MPa |
| Rapporto di armatura | 1% |
| Carico assiale | 10.000 kN |
| Momento attorno a X | 3000 kNm |
Risultati ETABS
→ il metodo a) viene utilizzato internamente per il progetto della colonna
in base ai risultati:
- dns = 4,33 → significativamente maggiore del limite ACI di 1,4
- la colonna è considerata non sicura
- il rapporto di capacità è 1,14
Risultati RFEM
→ il metodo c) viene utilizzato internamente per il progetto della colonna
in base ai risultati:
- dns = 1,39 → minore del limite ACI di 1,4
- la colonna è considerata sicura
- il rapporto di capacità è 0,94
Note
Uno dei punti di forza principali di RFEM 6 è il suo rapporto di calcolo dettagliato, che fornisce una trasparenza essenziale consentendo agli ingegneri di verificare con sicurezza le ipotesi e di comprendere chiaramente i parametri di progetto determinanti.