Lunghezze libere d'inflessione

Per le verifiche di instabilità e di instabilità flesso-torsionale secondo il metodo dell'asta equivalente, ad es. conformemente a EN 1993-1-1 [1] 6.3.1 fino a 6.3.3, è necessario definire lunghezze di inflessione, affinché il programma possa determinare il carico critico per il collasso per instabilità.

Se a un'asta o a un gruppo di aste è assegnata una lunghezza di inflessione, nelle verifiche di stabilità dell'oggetto vengono considerate le impostazioni e le lunghezze di inflessione corrispondenti. Se non è definita alcuna lunghezza di inflessione, ma la verifica di stabilità è attivata, nella tabella Fehler & Warnungen viene emesso un avviso come risultato.

Base

Nella scheda Base sono da definire impostazioni fondamentali. I coefficienti di lunghezza di inflessione e gli appoggi nodali possono quindi essere definiti nella scheda Appoggi nodali e lunghezze di inflessione. Le possibilità di immissione sono adattate alla norma memorizzata nelle impostazioni di base del modello.

Finestra di dialogo "Nuove lunghezze libere d'inflessione"

Considerare le lunghezze di inflessione

Stabilire mediante le caselle di controllo quali forme di collasso per instabilità devono essere verificate per l'asta o il gruppo di aste. In caso di sollecitazione a compressione, possono risultare determinanti l'inflessione per flessione attorno all'asse principale forte o debole, nonché l'inflessione flesso-torsionale. Per sezioni asimmetriche soggette a compressione, viene inoltre esaminata l'inflessione flesso-torsionale in pura compressione come combinazione tra inflessione per flessione e inflessione torsionale. L'opzione 'Instabilità flesso-torsionale' attiva la verifica per instabilità flesso-torsionale in presenza di sollecitazione flessionale.

Tipo di determinazione del momento critico ideale

A seconda della norma, sono disponibili diverse possibilità per la determinazione del momento critico ideale di instabilità flesso-torsionale M_cr (momento di biforcazione). Il metodo agli autovalori è impostato per default. Se si desidera definire manualmente il valore, attivare l'opzione 'Definito dall'utente'. Per alcune norme sono disponibili ulteriori possibilità di selezione. Ad esempio, per il dimensionamento secondo AISC 360, il momento critico ideale può essere determinato secondo il capitolo F.

Assi di inflessione

Di norma, il comportamento di inflessione deve essere esaminato attorno ai 'assi principali della sezione y/u e z/v'. Per sezioni asimmetriche, tuttavia, può essere necessario considerare, oltre agli assi u e v, anche l'inflessione per flessione attorno ai 'assi della sezione y e z'. Questo caso particolare è rilevante, ad esempio, per le verifiche di profili angolari in tralicci.

Assi principali u/v e assi di input y/z dell'angolo

Tipo di asta

Norme come GB 50017 [2] distinguono tra diversi tipi strutturali nella verifica di stabilità. A tal fine, è possibile classificare l'asta in questa sezione come mensola o trave appoggiata su entrambi i lati.

Tipo di coefficiente di lunghezza di inflessione

Le norme di progettazione americane distinguono tra valori teorici e consigliati per i coefficienti di lunghezza di inflessione. I coefficienti di lunghezza di inflessione definibili come modello, ad es. per aste incastrate unilateralmente, vengono adattati in base alla selezione.

Opzioni

Con la casella di controllo 'Importa dall'analisi di stabilità' è possibile applicare i coefficienti di lunghezza di inflessione sulla base delle forme di instabilità. Le relative immissioni possono essere effettuate nella scheda aggiuntiva Importa dall'analisi di stabilità.

Appoggi nodali e lunghezze di inflessione

Definizione di vincoli nodali e di lunghezze libere d'inflessione

Appoggi nodali

Gli appoggi nodali sull'asta o sul gruppo di aste definiscono le condizioni al contorno per la verifica di instabilità flesso-torsionale. Inoltre, gli appoggi nodali vengono utilizzati per suddividere l'asta o il gruppo di aste in segmenti.

Per definire gli appoggi, nella colonna 'Tipo di appoggio' è possibile selezionare le varianti tipiche da un elenco. In alternativa, attivare o disattivare le caselle di controllo nelle celle delle singole colonne (appoggio fisso o nessun appoggio).

Selezione del tipo di vincolo

Oltre a un appoggio fisso o cedevole, per alcune direzioni sono possibili anche rigidezze elastiche. A tal fine, utilizzare il menu contestuale della cella. La rigidezza elastica può essere inserita nella sezione Appoggi nodali - Dati aggiuntivi.

Seleziona molla

Nodi intermedi

È possibile definire le condizioni di appoggio non solo all'inizio e alla fine dell'oggetto, ma anche ai nodi intermedi. Come nodi intermedi vengono considerati i nodi standard tra le aste di un gruppo di aste nonché i nodi sulle aste (vedere capitolo Nodi del manuale RFEM). Dopo l'inserimento, i numeri vengono indicati nella colonna 'Nodo'.

La definizione dei nodi intermedi non avviene in base ai numeri dei nodi, bensì in base all'ordine sull'asta: .1 indica il primo nodo intermedio a partire dall'inizio dell'asta, .2 il secondo nodo intermedio, ecc. Se un'asta a cui è assegnata la lunghezza di inflessione nel modello possiede più o meno nodi intermedi di quelli indicati qui, la considerazione avviene a partire dall'inizio dell'asta. Le immissioni o i nodi in eccesso vengono ignorati.

Per inserire manualmente un nodo intermedio, attivare la casella di controllo 'Nodo intermedio'. Con il pulsante è quindi possibile aggiungere nuovi nodi intermedi. Per eliminare nuovamente un nodo intermedio, selezionare la riga e fare clic sul pulsante . Anche il menu contestuale della tabella offre possibilità di modifica delle righe.

In alternativa, utilizzare il pulsante per importare i nodi intermedi di un oggetto dal modello. Selezionare l'asta o il gruppo di aste nella finestra di lavoro. Il numero dei nodi intermedi viene quindi trasferito nella tabella.

Se la lunghezza di inflessione è assegnata a un'asta o a un gruppo di aste, con il pulsante è possibile verificare l'assegnazione dei nodi. Dopo aver selezionato un nodo nella finestra di lavoro, nella tabella viene selezionata la riga dell'appoggio intermedio corrispondente (se definito).

Coefficienti di lunghezza di inflessione

La tabella 'Coefficienti di lunghezza di inflessione' è adattata al numero di appoggi nodali. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste solo il cosiddetto 'segmento'. È possibile adattare la lunghezza di inflessione di questo segmento alle condizioni al contorno riducendo o aumentando i coefficienti di lunghezza di inflessione per le diverse forme di collasso.

I vincoli tramite appoggi ai nodi intermedi suddividono l'asta o il gruppo di aste in segmenti per i diversi casi di collasso:

• Un appoggio in z/v divide la lunghezza per l'inflessione attorno all'asse principale forte con il coefficiente k_y/u.
• Un appoggio in y/u divide la lunghezza per l'inflessione attorno all'asse principale debole con il coefficiente k_z/v.
• Un incastro attorno a x divide la lunghezza per l'inflessione torsionale con il coefficiente k_T.

La freccia in una colonna simboleggia un coefficiente di lunghezza di inflessione che attraversa i segmenti. Questo è il caso in cui nella tabella 'Appoggi nodali' non è presente alcun appoggio intermedio.

È possibile adattare il coefficiente di lunghezza di inflessione e quindi la lunghezza di inflessione di un segmento, inserendo direttamente il coefficiente oppure selezionando uno dei casi predefiniti nell'elenco del menu contestuale della cella.

Seleziona coefficiente di vincolo

La lunghezza di inflessione utilizzata per la verifica di una forma di collasso in un punto del segmento risulta dalla moltiplicazione della lunghezza del segmento per il corrispondente coefficiente di lunghezza di inflessione.

È inoltre possibile specificare direttamente le lunghezze di inflessione. A tal fine, attivare la casella di controllo 'Valori assoluti'. Le intestazioni delle colonne verranno quindi modificate nelle unità di lunghezza.

Nella verifica di instabilità flesso-torsionale con il risolutore agli autovalori, ogni segmento dell'oggetto viene considerato con i relativi vincoli. Il programma determina il momento critico ideale di instabilità flesso-torsionale M_cr su un modello interno di asta equivalente con quattro gradi di libertà (φ_x, φ_z, u_y, ω) e gli appoggi nodali definiti. Se nella scheda Basis è stato selezionato l'inserimento personalizzato per M_cr, è possibile definire manualmente il momento critico di instabilità flesso-torsionale per ciascun segmento. Questo valore viene quindi utilizzato per tutti i punti di verifica all'interno del segmento.

Appoggi nodali - Dati aggiuntivi

Questa sezione viene visualizzata quando è stato definito un vincolo elastico come appoggio nodale oppure è presente un vincolo laterale in y/u senza incastro rigido attorno a x. Qui è possibile definire i parametri in dettaglio.

Definizione delle proprietà della molla e dell'eccentricità

Inserire i parametri caratteristici delle 'molle' presenti per il vincolo laterale o la rotazione attorno agli assi vincolati. È inoltre possibile definire rigidezze per molle di imbozzamento.

Leccentricità' si riferisce al vincolo laterale in y/u. A seconda della posizione dell'anima compressa, può avere un effetto stabilizzante o destabilizzante sull'instabilità flesso-torsionale. L'elenco offre un vincolo sull'ala superiore o inferiore nonché la possibilità di definizione manuale.

Le rigidezze delle molle e le eccentricità vengono considerate di conseguenza nella determinazione del momento critico ideale di instabilità flesso-torsionale con il metodo agli autovalori.

Importa dall'analisi di stabilità

La scheda Importa dall'analisi di stabilità viene visualizzata se nella scheda Base è stata attivata la relativa casella di controllo. Qui è possibile selezionare le forme di instabilità e le aste per le quali devono essere applicati i coefficienti di lunghezza di inflessione k_y/u o k_z/v.

Importazione della lunghezza di instabilità dall'analisi di stabilità

Attorno all'asse y/u / Attorno all'asse z/v

Specificare da quali casi di carico dell'analisi di stabilità devono essere importate le lunghezze di inflessione. È possibile definire per ciascun asse principale la forma modale di un caso di carico specifico.

Le forme modali sono proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico. Selezionare dapprima nell'elenco 'Caso di carico/Combinazione di carico' quale situazione di carico è determinante per la forma di instabilità. L'elenco contiene solo i casi di carico e le combinazioni di carico per i quali è stata eseguita un'analisi di stabilità.

Nel passaggio successivo definire la 'Forma n.' determinante. L'elenco delle forme modali è disponibile per tutti i casi di carico e le combinazioni di carico calcolati.

Selezione della modalità Forma

Con il pulsante è possibile visualizzare le forme modali nella finestra grafica del programma principale.

Successivamente selezionare il 'N. asta' nell'elenco. Con il pulsante è possibile determinare graficamente l'asta anche nella finestra di lavoro.

Coefficienti di lunghezza di inflessione

Nella tabella vengono indicati i coefficienti di lunghezza di inflessione importati dall'analisi di stabilità per i due assi principali. Se si desidera adattare manualmente un valore, attivare sopra nella sezione 'Attorno all'asse' la casella di controllo 'Definito dall'utente'. In questo modo il campo di immissione diventa accessibile.

I coefficienti di lunghezza di inflessione visualizzati qui vengono trasferiti nella scheda Appoggi nodali e lunghezze di inflessione. Lì non sono più modificabili.

Con l'opzione 'Valori assoluti' è possibile trasferire anche le lunghezze di inflessione L_cr,y/v e L_cr,z/v delle aste dai risultati dell'analisi di stabilità. Questa opzione può essere utilizzata, ad esempio, se la lunghezza di inflessione per un gruppo di aste deve essere assunta da un'asta contenuta al suo interno.