Lunghezze libere d'inflessione

Per le verifiche di instabilità e instabilità flessionale secondo il metodo dell'asta equivalente, ad esempio, in conformità con EN 1993-1-1 [1] sezioni da 6.3.1 a 6.3.3, è necessario definire le lunghezze d'inflessione critica affinché il programma possa determinare il carico critico per l'instabilità.

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

Base

Nella scheda Base è necessario effettuare impostazioni di base. I coefficienti delle lunghezze d'inflessione e i supporti nodali possono essere definiti nella scheda Supporti nodali e lunghezze d'inflessione. Le opzioni di input sono allineate alla norma memorizzata nei dati di base del modello.

Finestra di dialogo "Nuove lunghezze libere d'inflessione"

Considera lunghezze d'inflessione

Utilizzate le caselle di controllo per determinare quali forme di instabilità devono essere verificate per la barra o il set di barre. In caso di sollecitazione a compressione, l'instabilità flessionale attorno all'asse forte o debole, nonché l'instabilità torsionale-flessionale, possono avere rilevanza. Per i profili asimmetrici sottoposti a compressione, inoltre, viene esaminata l'instabilità torsionale-flessionale sotto pura sollecitazione a compressione come combinazione di instabilità flessionale e instabilità torsionale. L'opzione 'Instabilità torsionale-flessionale' attiva la verifica per l'instabilità torsionale-flessionale sotto sollecitazione flessionale.

Metodo di determinazione del momento critico ideale

A seconda della norma, sono disponibili diverse opzioni per la determinazione del momento critico di instabilità torsionale-flessionale M_cr' (momento di ramificazione). Di default, è impostato il metodo del valore proprio. Se desiderate definire manualmente il valore, attivate l'opzione 'Personalizzato'. Per alcune norme, sono disponibili ulteriori opzioni. Ad esempio, nella verifica secondo AISC 360, il momento critico ideale può essere determinato in base al capitolo F.

Assi di inflessione

Di norma, il comportamento di instabilità viene analizzato attorno agli 'assi principali della sezione y/u e z/v'. Tuttavia, in presenza di sezioni asimmetriche, potrebbe essere necessario considerare anche l'instabilità flessionale attorno agli 'assi di sezione y e z'. Questo caso speciale è rilevante, ad esempio, per le verifiche dei profili ad angolo nei tralicci.

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

Tipo di asta

Le norme come GB 50017 [2] distinguono tra diversi tipi di struttura nella verifica di stabilità. In questa sezione, potete classificare l'asta come cantilever o trave appoggiata su entrambi i lati.

Tipo di coefficiente delle lunghezze d'inflessione

Le norme americane di progettazione distinguono tra valori teorici e raccomandati per i coefficienti delle lunghezze d'inflessione. I valori dei coefficienti di lunghezza d'inflessione possono essere adattati in base alla selezione per, ad esempio, barre con vincolo su un solo lato.

Opzioni

Con la casella di controllo 'Importa da analisi di stabilità', è possibile impostare i coefficienti delle lunghezze d'inflessione in base alle forme di inflessione. Le corrispondenti impostazioni possono essere effettuate nella scheda aggiuntiva Importa da analisi di stabilità.

Supporti nodali e lunghezze d'inflessione

Definizione di vincoli nodali e di lunghezze libere d'inflessione

Supporti nodali

I supporti nodali sulla barra o sul set di barre forniscono le condizioni di contorno per la verifica dell'instabilità torsionale-flessionale. Inoltre, i supporti nodali vengono utilizzati per suddividere la barra o il set di barre in segmenti.

Per definire i supporti, potete selezionare le varianti tipiche da un elenco nella colonna 'Tipo di supporto'. In alternativa, attivate o disattivate le caselle di controllo nelle celle delle singole colonne (supporto fisso o assenza di supporto).

Selezione del tipo di vincolo

Oltre a un supporto fisso o libero, sono anche possibili valori di rigidezza a molla per alcune direzioni. Utilizzate il menu contestuale delle celle per inserire il valore di rigidezza. La rigidezza a molla può essere specificata nella sezione Supporti nodali - Dati aggiuntivi.

Selezione della molla di supporto

Nodi intermedi

Potete definire le condizioni di supporto non solo all'inizio e alla fine dell'oggetto, ma anche nei nodi intermedi. I nodi standard tra le barre di un set di barre e i nodi sulle barre sono considerati nodi intermedi (vedi capitolo Nodi del manuale RFEM). Dopo l'inserimento, i numeri vengono specificati nella colonna 'Nodi'.

La definizione dei nodi intermedi non si basa sui numeri dei nodi, ma sulla sequenza sulla barra: .1 indica il primo nodo intermedio dall'inizio della barra, .2 il secondo nodo intermedio, e così via. Se una barra a cui è assegnata la lunghezza d'inflessione ha nel modello più o meno nodi intermedi di quelli specificati qui, il conteggio parte dall'inizio della barra. Gli input o i nodi in eccesso vengono ignorati.

Per inserire manualmente un nodo intermedio, attivate la casella di controllo 'Nodi intermedi'. Con il pulsante potete quindi aggiungere nuovi nodi intermedi. Per eliminare un nodo intermedio, selezionate la riga e fate clic 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 la barra o il set di barre nella finestra di lavoro. Il numero di nodi intermedi verrà quindi trasferito nella tabella.

Se la lunghezza d'inflessione è assegnata a una barra o un set di barre, potete verificare l'assegnazione dei nodi utilizzando il pulsante . Dopo aver selezionato un nodo nella finestra di lavoro, verrà selezionata nella tabella la riga del supporto intermedio corrispondente (se definito).

Coefficienti delle lunghezze d'inflessione

La tabella 'Coefficienti delle lunghezze d'inflessione' è allineata al numero di supporti nodali. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste un solo 'segmento'. Potete adattare la lunghezza d'inflessione di questo segmento alle condizioni di contorno riducendo o aumentando i coefficienti delle lunghezze d'inflessione per le diverse forme di instabilità.

I supporti ai nodi intermedi suddividono la barra o il set di barre in segmenti per i diversi casi di instabilità:

• Un supporto in z/v divide la lunghezza per instabilità sull'asse principale forte con il coefficiente k_y/u.
• Un supporto in y/u divide la lunghezza per instabilità sull'asse principale debole con il coefficiente k_z/v.
• Un vincolo fisso su x divide la lunghezza per instabilità torsionale con il coefficiente k_T.

La freccia in una colonna simboleggia un coefficiente della lunghezza d'inflessione che si estende su tutto il segmento. Ciò avviene in assenza di supporti intermedi nella tabella 'Supporti nodali'.

Potete adattare il coefficiente della lunghezza d'inflessione e quindi la lunghezza d'inflessione di un segmento, inserendo direttamente il coefficiente o selezionando uno dei casi predefiniti nel menu contestuale delle celle.

Seleziona coefficiente di vincolo

La lunghezza d'inflessione utilizzata per verificare una forma di instabilità in un punto del segmento si ottiene moltiplicando la lunghezza del segmento per il corrispondente coefficiente della lunghezza d'inflessione.

Potete anche specificare direttamente le lunghezze d'inflessione. Attivate a tale scopo la casella di controllo 'Valori assoluti'. Le intestazioni delle colonne verranno quindi modificate con le unità di lunghezza.

Per il calcolo dell'instabilità torsionale-flessionale con il risolutore del valore proprio, ogni segmento dell'oggetto viene analizzato con i supporti corrispondenti. Il programma calcola il momento critico ideale d'instabilità torsionale-flessionale M_cr su un modello di asta equivalente interno con quattro gradi di libertà (φ_x, φ_z, u_y, ω) e i supporti nodali definiti. Se nella scheda Base avete selezionato l'input personalizzato per M_cr, potete specificare manualmente il momento critico d'instabilità torsionale-flessionale per ogni segmento. Questo valore verrà utilizzato per tutti i punti di verifica all'interno del segmento.

Supporti nodali - Dati aggiuntivi

Questa sezione appare quando è definita una molla come supporto nodale o è presente un supporto laterale in y/u senza vincolo fisso su x. Potete specificare qui i parametri nel dettaglio.

Definizione delle proprietà della molla e dell'eccentricità

Specificate le 'rigidezze delle molle' che sono presenti per il supporto laterale o la rotazione attorno agli assi supportati. Potete anche definire le rigidezze delle molle per la warping.

Leccentricità' si riferisce al supporto laterale in y/u. A seconda della posizione della flangia compressa, può avere un effetto stabilizzante o destabilizzante sull'instabilità torsionale-flessionale. La lista offre un supporto alla flangia superiore o inferiore, nonché la possibilità di definizione manuale.

Le rigidezze delle molle e le eccentricità vengono considerate nella determinazione del momento critico ideale d'instabilità torsionale-flessionale con il metodo dei valori propri.

Importa da analisi di stabilità

La scheda Importa da analisi di stabilità appare quando nella scheda Base è attivata la casella di controllo corrispondente. Qui è possibile selezionare le forme di inflessione e le barre per le quali i coefficienti delle lunghezze d'inflessione k_y/u o k_z/v devono essere impostati.

Importazione della lunghezza di instabilità dall'analisi di stabilità

Attorno asse y/u / Attorno asse z/v

Specificate da quali casi di carico dell'analisi di stabilità devono essere importate le lunghezze d'inflessione. Potete definire per ogni asse principale la forma propria di uno specifico caso di carico.

Le forme proprie sono proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico. Selezionate prima nella lista 'Caso di carico/Combinazione di carico' quale situazione di carico è rilevante per la forma di inflessione. La lista contiene solo casi di carico e combinazioni di carico per i quali è prevista un'analisi di stabilità.

Nel passaggio successivo, impostate il numero della 'Forma nr.' rilevante. La lista delle forme proprie è disponibile per tutti i casi di carico e combinazioni di carico calcolati.

Selezione della modalità Forma

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

Successivamente, selezionate nel menu a tendina il 'Numero di barra'. Con il pulsante potete anche selezionare la barra graficamente nella finestra di lavoro.

Coefficienti delle lunghezze d'inflessione

Nella tabella vengono mostrati i coefficienti delle lunghezze d'inflessione importati dall'analisi di stabilità per i due assi principali. Se desiderate regolare manualmente un valore, attivate la casella di controllo 'Personalizzato' nella sezione 'Attorno asse'. In questo modo, il campo di inserimento diventa accessibile.

I coefficienti delle lunghezze d'inflessione visualizzati qui vengono trasferiti alla scheda Supporti nodali e lunghezze d'inflessione. In quella sede, non saranno più modificabili.

Con l'opzione 'Valori assoluti' potete anche trasferire le lunghezze d'inflessione L_cr,y/v e L_cr,z/v delle barre dai risultati dell'analisi di stabilità. Questa opzione può essere utilizzata, ad esempio, se si desidera impostare la lunghezza d'inflessione per un set di barre a partire da una barra contenuta.