Lunghezze libere d'inflessione

Per verifiche di instabilità da compressione e instabilità flessionale-torsionale secondo il Metodo delle Aste di Sostituzione, ad esempio conforme a EN 1993-1-1 [1] §6.3.1 a 6.3.3, è necessario definire le lunghezze di inflessione in modo che il programma possa determinare il carico critico per l’instabilità.

Se a un'asta o a un set di aste è assegnata una lunghezza di inflessione, le impostazioni e le lunghezze di inflessione corrispondenti verranno considerate nella verifica di stabilità dell’oggetto. Se non viene definita alcuna lunghezza di inflessione, ma è attivata la verifica di stabilità, verrà visualizzato un avviso nella tabella Errori & Avvisi come risultato.

Base

Nella scheda Base devono essere effettuate impostazioni fondamentali. I coefficienti delle lunghezze di inflessione e gli appoggi nodali possono quindi essere definiti nella scheda Appoggi nodali e lunghezze di inflessione. Le possibilità di input sono adattate alla Norma che è memorizzata tra le informazioni di base del modello.

Finestra di dialogo "Nuove lunghezze libere d'inflessione"

Considerare le lunghezze di inflessione

Determinate mediante caselle di controllo quali forme di instabilità devono essere controllate per l'asta o il set di aste. Sotto compressione, l’instabilità flessionale attorno all'asse forte o debole e l’instabilità torsionale possono diventare determinanti. Per sezioni trasversali non simmetriche sotto compressione, si esamina anche l'instabilità flessibile-torsionale sotto pura pressione come combinazione tra instabilità flessionale e torsionale. L'opzione 'Instabilità flessibile-torsionale' attiva la verifica per instabilità flessibile-torsionale sotto sollecitazione flessionale.

Metodo di calcolo del momento critico ideale

A seconda della norma, sono disponibili diverse opzioni per determinare il momento critico flessibile-torsionale ideale M_cr (momento di biforcazione). Il metodo degli autovalori è preimpostato. Se desiderate impostare il valore manualmente, attivate l'opzione 'Personalizzato'. Per alcune norme sono disponibili ulteriori opzioni. Ad esempio, nella progettazione secondo AISC 360, il momento critico ideale può essere determinato secondo il Capitolo F.

Assi di inflessione

Di norma, deve essere esaminato il comportamento di inflessione attorno agli 'assi principali della sezione y/u e z/v'. Tuttavia, per sezioni trasversali asimmetriche potrebbe essere necessario considerare anche il comportamento di inflessione attorno agli 'assi della sezione y e z'. Questo caso speciale è rilevante, ad esempio, per le verifiche dei profili angolari in torri reticolari.

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

Tipo di asta

Norme come GB 50017 [2] distinguono tra diversi tipi di strutture nella verifica di stabilità. In questa sezione potete classificare l'asta come console o trave supportata su entrambi i lati.

Tipo di coefficiente delle lunghezze di inflessione

Le norme di progettazione americane distinguono tra valori teorici e raccomandati per i coefficienti delle lunghezze di inflessione. I coefficienti delle lunghezze di inflessione che possono essere definiti come modello per aste appoggiate, ad esempio, verranno adeguati in base alla selezione.

Opzioni

Con la casella di controllo 'Importa dalla Analisi di Stabilità' è possibile adottare i coefficienti delle lunghezze di inflessione sulla base delle configurazioni di inflessione. Le voci corrispondenti possono essere effettuate nella scheda aggiuntiva Importa dalla Analisi di Stabilità.

Appoggi nodali e lunghezze di inflessione

Definizione di vincoli nodali e di lunghezze libere d'inflessione

Appoggi

Gli appoggi nodali su un'asta o su un set di aste determinano le condizioni al contorno per la verifica di instabilità flessibile-torsionale. Inoltre, gli appoggi nodali vengono utilizzati per suddividere l'asta o il set di aste in segmenti.

Per definire gli appoggi, scegliete varianti tipiche da un elenco nella colonna 'Tipo di Appoggio'. In alternativa, attivate o disattivate le caselle di controllo nelle celle delle singole colonne (appoggio fisso o assente).

Selezione del tipo di vincolo

Oltre all'appoggio fisso o libero, per alcune direzioni sono disponibili anche valori di molla. Utilizzate il menu contestuale delle celle per questo scopo. La rigidezza delle molle può essere specificata nella sezione Appoggi nodali - Dati aggiuntivi.

Selezione della molla di supporto

Nodi intermedi

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

La definizione dei nodi intermedi non avviene attraverso i numeri di nodo, ma tramite l'ordine lungo l'asta: .1 indica il primo nodo intermedio dall'inizio dell'asta, .2 il secondo nodo intermedio, e così via. Se un'asta a cui è assegnata la lunghezza di inflessione ha nel modello più o meno nodi intermedi di quelli qui indicati, l'inclusione avviene partendo dall'inizio dell'asta. Le voci eccedenti o i nodi vengono ignorati.

Per inserire manualmente un nodo intermedio, selezionate la casella di controllo 'Nodo intermedio'. Con il pulsante è possibile aggiungere nuovi nodi intermedi. Per eliminare un nodo intermedio, selezionate la riga e fate click sul pulsante . Il menu contestuale della tabella offre anche opzioni per modificare le righe.

In alternativa, utilizzate il pulsante per importare i nodi intermedi di un oggetto dal modello. Selezionate l'asta o il set di aste nella finestra di lavoro. Il numero di nodi intermedi verrà quindi trasferito nella tabella.

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

Coefficienti delle lunghezze di inflessione

La tabella 'Coefficienti delle lunghezze di inflessione' è adattata al numero di appoggi nodali. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste solo un cosiddetto 'Segmento'. Potete adattare la lunghezza di inflessione di questo segmento alle condizioni al contorno riducendo o aumentando i coefficienti delle lunghezze di inflessione per le diverse modalità di guasto.

I supporti ai nodi intermedi suddividono l'asta o il set di aste in segmenti per le diverse modalità di guasto:

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

La freccia in una colonna simboleggia un coefficiente di lunghezza di inflessione che si estende su tutto il segmento. Questo è il caso in cui non vi siano supporti intermedi nella tabella 'Appoggi nodali'.

Potete adattare il coefficiente di lunghezza di inflessione e quindi la lunghezza di inflessione di un segmento inserendo direttamente il coefficiente o selezionando uno dei casi predefiniti nella lista del menu contestuale delle celle.

Seleziona coefficiente di vincolo

La lunghezza di inflessione utilizzata per la verifica di una modalità di guasto in un punto del segmento è determinata moltiplicando la lunghezza del segmento con il corrispondente coefficiente di lunghezza di inflessione.

Potete anche inserire direttamente le lunghezze di inflessione. Selezionate la casella di controllo 'Valori assoluti'. Le intestazioni delle colonne cambieranno quindi in unità di lunghezza.

Nella verifica per instabilità flessibile-torsionale con il risolutore degli autovalori, ciascun segmento dell'oggetto viene valutato con gli appoggi corrispondenti. Il programma determina il momento critico flessibile-torsionale ideale M_cr su un modello interno di asta di sostituzione con quattro gradi di libertà (φ_x, φ_z, u_y, ω) e con gli appoggi nodali definiti. Se nella scheda Base avete selezionato l'immissione personalizzata per M_cr, potete stabilire manualmente il momento critico flessibile-torsionale per ciascun segmento. Questo valore verrà quindi utilizzato per tutti i punti di verifica all'interno del segmento.

Appoggi nodali - Dati aggiuntivi

Questa sezione viene visualizzata se è definita una molla come appoggio nodale o se vi è un supporto laterale in y/u senza fissaggio rigido attorno a x. Qui potete specificare i parametri in dettaglio.

Definizione delle proprietà della molla e dell'eccentricità

Inserite i valori caratteristici delle 'Molle' che si presentano per il supporto laterale o per la rotazione attorno agli assi supportati. Potete anche specificare rigidezze per le molle di torsione.

L’'Eccentricità' si riferisce al supporto laterale in y/u. A seconda della posizione della flangia di compressione, può avere un effetto stabilizzante o destabilizzante sull'instabilità flessibile-torsionale. La lista offre un supporto sulla flangia superiore o inferiore, oltre alla possibilità di definizione manuale.

Le rigidezze delle molle e le eccentricità vengono considerate nel calcolo del momento critico flessibile-torsionale utilizzando il metodo degli autovalori.

Importa dalla Analisi di Stabilità

La scheda Importa dalla Analisi di Stabilità viene visualizzata se nella scheda Base viene attivata la corrispondente casella di controllo. Qui potete selezionare le configurazioni di inflessione e le aste da cui adottare i coefficienti delle lunghezze 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

Specificate da quali casi di carico dell'analisi di stabilità importare le lunghezze di inflessione. Potete stabilire per ciascun asse principale la forma modale di un caso di carico specifico.

Le forme modali sono caratteristiche di un caso di carico o di una combinazione di carico. Selezionate prima dalla lista 'Caso di Carico/Combinazione di Carico' quale situazione di carico è rilevante per la configurazione di inflessione. La lista contiene solo casi di carico e combinazioni di carico per i quali è stata prevista un'analisi di stabilità.

Nel passaggio successivo, stabilite il 'Numero della Forma Modale' rilevante. La lista delle forme modali è disponibile per tutti i casi di carico e le combinazioni di carico calcolati.

Selezione della modalità Forma

Con il pulsante , potete visualizzare le forme modali nella finestra grafica del programma principale.

Successivamente, selezionate il 'Numero dell'Asta' dalla lista. Con il pulsante , potete anche definire l'asta graficamente nella finestra di lavoro.

Coefficienti delle lunghezze di inflessione

Nella tabella vengono elencati i coefficienti delle lunghezze di inflessione importati dall'analisi di stabilità per i due assi principali. Se desiderate modificare manualmente un valore, attivate la casella di controllo 'Personalizzato' in alto nella sezione 'Attorno all'asse'. Questo renderà accessibile il campo di input.

I coefficienti delle lunghezze di inflessione visualizzati qui verranno trasferiti alla scheda Appoggi nodali e lunghezze di inflessione. Lì non saranno più modificabili.

Con l'opzione 'Valori assoluti', potete anche adottare 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 si desidera adottare la lunghezza di inflessione per un set di aste da un'asta contenuta in essa.