Nel registro Aste | Base della finestra di dialogo 'Configurazione SLU' oppure 'Configurazione di resistenza' si definiscono le impostazioni di base per la verifica delle aste e dei set di aste.
I 'Parametro di verifica' sono suddivisi in più categorie che differiscono a seconda della norma di progetto.
Generale
La casella di controllo 'Eseguire verifica di stabilità' controlla se, oltre alle verifiche della sezione, vengono eseguite anche verifiche di stabilità come quelle contro l'instabilità flessionale o l'instabilità flesso-torsionale. Si consiglia di disattivare la casella di controllo se non si desidera eseguire una verifica di stabilità o se gli effetti di stabilità sono già stati considerati nel calcolo delle forze interne (ad esempio tramite un'analisi del secondo ordine con imperfezioni e/o riduzione delle rigidezze).
Se la verifica di stabilità è attivata, è necessario definire le Lunghezze libere d'inflessione oppure le Condizioni al contorno e assegnarle alle rispettive aste o set di aste. In caso contrario, non è possibile eseguire la verifica di stabilità. Nella tabella dei risultati Errori e avvisi viene visualizzato un messaggio corrispondente dopo il calcolo. Le aste fune e le aste in trazione sono escluse, poiché possono assorbire solo forze di trazione e non richiedono verifiche di stabilità.
La casella di controllo 'Eseguire analisi plastica avanzata' consente di verificare le aste o i set di aste secondo il cosiddetto "metodo delle forze interne parziali" (TSV). I parametri possono essere definiti nel registro Aste | Plasticità, disponibile dopo aver selezionato l'opzione.
Limiti di utilizzazione per ignorare forze interne e tensioni
Le norme di progetto, generalmente concepite per calcoli manuali, contengono formule di verifica o condizioni di interazione spesso applicabili solo a determinate combinazioni di forze interne. Tuttavia, nell'ambito dell'analisi strutturale sul modello 3D si ottengono in genere valori molto piccoli per le forze interne. Dal punto di vista ingegneristico sono irrilevanti per la capacità massima, ma, se la norma di progetto viene applicata rigorosamente, impediscono determinate verifiche o costringono all'utilizzo di formule di interazione meno favorevoli. I limiti di utilizzazione offrono quindi un modo semplice e trasparente per trascurare determinate forze interne nella verifica e aggirare i problemi sopra descritti.
Il valore limite η descrive il rapporto tra la forza interna sollecitante e la resistenza plastica della sezione, determinata in modo semplificato attraverso le proprietà della sezione. Non si tratta di capacità massime di verifica regolate da norme: le disposizioni specifiche della norma (ad esempio la classificazione della sezione) non vengono pertanto considerate; ciò non corrisponde allo scopo dell'impostazione dei valori limite. Valori limite elevati dovrebbero pertanto essere utilizzati solo a scopo di test.
Se una forza interna è inferiore alla condizione dei valori limite, la verifica viene eseguita senza avviso di trascurabilità della forza interna. Nei Dettagli di verifica, tuttavia, è possibile controllare tramite la dicitura 'Trascurabile' presso le forze interne di progetto quali forze interne sono state trascurate a causa dei valori limite e non considerate nella verifica. Se in un punto tutte le forze interne sono trascurabili, come verifica viene indicato solo il controllo delle forze interne trascurabili.
Se l'add-on Instabilità flessionale-torsionale (7 gradi di libertà) è attivato, per alcune norme di progetto è disponibile anche un valore limite per il bimomento e le tensioni tangenziali dovute alla torsione secondaria.
Analisi di strutture a parete sottile (per EN)
La determinazione della sezione efficace richiede un procedimento iterativo. Nel campo di inserimento 'Numero massimo di iterazioni' è possibile definire il numero massimo di cicli di calcolo. Non appena la 'Differenza massima tra iterazioni' tra i risultati di due iterazioni viene rispettata, il calcolo termina.
Per sezioni non a doppia simmetria, sollecitate a compressione e soggette a instabilità locale, la posizione del baricentro della sezione efficace si sposta rispetto alla sezione lorda. La forza di compressione esterna applicata concentricamente alla sezione lorda agisce ora eccentricamente sulla sezione efficace, generando un momento flettente aggiuntivo. Questo momento flettente viene considerato nel calcolo per impostazione predefinita. Se ciò non è desiderato, selezionare la casella di controllo 'Trascurare i momenti flettenti dovuti allo spostamento del baricentro'.
Con la casella di controllo 'Considerare le larghezze efficaci secondo EN 1993-1-5 [5], Allegato E' è possibile stabilire se per determinare la sezione efficace per tensioni inferiori alla tensione di snervamento debba essere utilizzato il metodo alternativo indicato nell'allegato E.
Opzioni (per EN, CSA, GB, SIA ecc.)
A seconda della norma di progetto, nella Configurazione SLU sono disponibili ulteriori opzioni. Vengono presentate per norme selezionate.
EN 1993
Le sezioni di classe 1 e 2 possono essere verificate in progetto plastico. Selezionare la casella di controllo 'Analisi elastica (anche per sezioni di classe 1 e 2)' se queste sezioni devono essere verificate senza l'utilizzo delle riserve plastiche. In questo caso, con la casella di controllo 'Usare la verifica secondo [1] equazione 6.1 per l'analisi elastica' è possibile stabilire se debba essere effettuata la verifica generale secondo la teoria dell'elasticità. Questa può risultare conservativa, poiché non vengono considerate le ridistribuzioni delle tensioni parzialmente plastiche, che normalmente sono consentite nell'analisi elastica.
Per il progetto plastico, con la casella di controllo 'Usare l'interazione lineare secondo 6.2.1(7) nella verifica della sezione per M+N' è possibile sommare linearmente i gradi di utilizzazione delle forze interne. Questo approccio è conservativo e non ammesso per sezioni di classe 4.
CSA S16
Le sezioni di classe 1 e 2 possono essere verificate in progetto plastico. Selezionare la casella di controllo 'Analisi elastica anche per sezioni di classe 1 o 2' se queste sezioni devono essere verificate senza l'utilizzo delle riserve plastiche.
Con le ulteriori opzioni è possibile controllare i 'Parametri per la resistenza a compressione secondo 13.3.1' e il 'Coefficiente dell'effetto della flessione uniforme (ω1) secondo 13.8.6'.
GB 50017
La descrizione è in preparazione.
SIA 263
La verifica del taglio viene in genere eseguita con l'area di taglio efficace Av. Per sezioni a I e a U a doppia simmetria di classe 3 della sezione, in alternativa può essere assunta anche l'area dell'anima Aw. A tale scopo, selezionare la casella di controllo 'Considerare l'area di taglio secondo 5.2.4'.
L'opzione 'Considerare la verifica di instabilità locale al taglio' è selezionata per impostazione predefinita. Con essa viene eseguita la verifica di instabilità al taglio secondo i paragrafi 4.5.4, 5.3.4 oppure l'allegato F.1. Se la casella di controllo viene disattivata, l'instabilità al taglio non viene analizzata.
Le sezioni di classe 3 possono essere verificate per flessione attorno a entrambi gli assi con forza assiale secondo il punto 5.2.6. Se si seleziona la casella di controllo 'Usare il calcolo alternativo degli esponenti di flessione α e β secondo 5.1.6.4', le verifiche per queste sezioni vengono eseguite secondo il punto 5.1.6.4.
Instabilità locale (per AISC)
Nella tabella B4.1b di [2] sono indicati i rapporti larghezza/spessore per elementi (parti della sezione) sollecitati a compressione di aste con sollecitazione flessionale. Se si verificano sezioni non regolate in questa tabella, selezionare la casella di controllo. È quindi possibile definire i valori limite λr sia per elementi non irrigiditi sia per elementi irrigiditi.
Aste compresse a angolo singolo (per AISC)
La resistenza a compressione di sezioni a angolo semplice deve essere determinata per l'instabilità flessionale secondo il paragrafo E3 o E7 e per l'instabilità flesso-torsionale secondo il paragrafo E4. La casella di controllo 'Usare lo snellimento efficace secondo E5' offre la possibilità di utilizzare il metodo di verifica semplificato secondo il paragrafo E5, in cui gli angoli, mediante l'adattamento dello snellimento, vengono trattati come asta assialmente sollecitata. Esso può essere applicato quando la forza di compressione longitudinale viene introdotta in un braccio. L'altro braccio deve essere fissato all'elemento adiacente tramite saldatura o tramite un giunto bullonato con almeno due bulloni. Il calcolo dello snellimento efficace può essere effettuato sia per una 'Travatura reticolare piana secondo E5(a)' sia per una 'Struttura spaziale secondo E5(b)'.
Il procedimento descritto nel paragrafo E5 consente l'utilizzo di lunghezze di braccio disuguali connesse tramite il braccio più corto, a condizione che lo snellimento equivalente venga aumentato di un importo che consideri il rapporto tra la lunghezza del braccio più lungo e quella del braccio più corto. Specificare se la connessione avviene attraverso il braccio più lungo o quello più corto.
- banner.tip@Ulteriori spiegazioni sono disponibili nella FAQ Asta compressa a angolo singolo secondo AISC paragrafo E5.
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Verifica dei profili formato a freddo (per EN, AISC, CSA)
Per alcune norme di progetto sono possibili le verifiche dei profili formato a freddo. Vengono presentate per norme selezionate.
EN 1993
La casella di controllo 'Eseguire verifica dei profili formato a freddo' è selezionata per impostazione predefinita. Le aste con tali sezioni vengono così verificate secondo EN 1993-1-3 [4]. Se si rimuove il segno di spunta, la verifica dei profili formato a freddo avviene secondo EN 1993-1-1.
Il 'Fattore di profilatura k secondo 3.2.2(3)' influisce sul calcolo della tensione di snervamento aumentata fya. È possibile selezionare il procedimento di fabbricazione del profilo. L'elenco offre due possibilità:
- Profilatura a rotolamento (k = 7)
- Altri metodi di profilatura (k = 5)
Se si seleziona la casella di controllo 'Usare l'analisi elastica secondo 6.1.6', le verifiche delle tensioni avvengono come previsto per la sollecitazione con torsione nel paragrafo 6.1.6 di [4]. Per tutte le combinazioni di forze interne vengono utilizzate le formule elastiche delle tensioni (6.11a), (6.11b) o (6.11c). Metodi di verifica plastici più economici, applicabili per determinate combinazioni di forze interne, sono in questo caso esclusi.
Con la casella di controllo 'Considerare l'anima come irrigidita secondo Tab. 6.1' non viene determinata la capacità dell'anima sotto introduzione locale del carico. Non può verificarsi alcuna instabilità locale.
La casella di controllo 'Determinare la capacità dell'anima sotto introduzione locale del carico secondo 6.1.7' controlla se vengono eseguite le verifiche contro la schiacciamento locale, il web crippling o l'instabilità locale nell'anima. La condizione preliminare è che sia definito un corrispondente Vincolo di progetto.
- banner.text@La verifica per l'introduzione locale del carico è possibile solo per sezioni di libreria con anime non irrigidite secondo il paragrafo 6.1.7.2 o 6.1.7.3 di 4]. Le sezioni dell'anima con irrigidimenti longitudinali non possono essere verificate.
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La verifica di instabilità flesso-torsionale per elementi sollecitati a flessione secondo il paragrafo 6.2.4(2) di [4] non è applicabile se la sezione presenta una marcata differenza angolare tra gli assi principali della sezione efficace e gli assi principali della sezione lorda. Con il campo di inserimento per la 'Inclinazione limite degli assi principali secondo 6.2.4(2)' è possibile definire l'angolo αlim fino al quale la verifica viene ancora eseguita.
AISC 360
Stabilire se la 'Verifica delle sezioni cave formato a freddo secondo la norma' debba avvenire secondo AISC 360 o AISI 100.
Per le 'Aste al di fuori dei limiti di applicazione' della tabella AISI B4.1-1 è possibile stabilire con la casella di controllo se applicare il fattore di sicurezza Ω oppure il coefficiente di Drag Φ secondo AISI S100, paragrafo A1.2(c). Questa indicazione vale anche per sezioni generiche i cui limiti di applicazione non sono regolati nella norma.
- banner.tip@Ulteriori spiegazioni sono disponibili nella FAQ Limiti di applicabilità secondo la tabella AISI B4.1-1.
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Con le caselle di controllo della categoria 'Aste a flessione' è possibile definire indicazioni dettagliate per le verifiche di stabilità. È così possibile utilizzare la capacità di riserva anelastica secondo i paragrafi AISI F2.4.2, F3.2.3 e F4.3. Per profili a I a doppia simmetria, la tensione critica elastica Fcre può essere determinata in alternativa secondo l'eq. (F2.1.1-6). Se vengono analizzate sezioni a Z puntosimmetriche, è possibile anche la determinazione di Fcre secondo l'eq. (F2.1.3-2).
La resistenza Pn al 'web crippling' viene determinata secondo l'eq. (G5-1). In alternativa, il valore può essere determinato secondo l'eq. (G5-2). A tale scopo, selezionare la casella di controllo corrispondente.
CSA S16
Stabilire se la 'Verifica delle sezioni cave formato a freddo secondo la norma' debba avvenire secondo CSA S16 o CSA S136.
Per le 'Aste al di fuori dei limiti di applicazione' secondo la tabella B4.1-1 di [3] è possibile stabilire con la casella di controllo se applicare il fattore di sicurezza Ω oppure il coefficiente di Drag Φ secondo il paragrafo A1.2(c) di [3]. Questa indicazione vale anche per sezioni generiche i cui limiti di applicazione non sono regolati nella norma.
- banner.tip@Ulteriori spiegazioni sono disponibili nella FAQ Limiti di applicabilità secondo la tabella AISI B4.1-1.
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Con le caselle di controllo della categoria 'Aste a flessione' è possibile definire indicazioni dettagliate per le verifiche di stabilità. È così possibile utilizzare la capacità di riserva anelastica secondo i paragrafi F2.4.2, F3.2.3 e F4.3 di [3]. Per profili a I a doppia simmetria, la tensione critica elastica Fcre può essere determinata in alternativa secondo l'eq. (F2.1.1-6). Se vengono analizzate sezioni a Z puntosimmetriche, è possibile anche la determinazione di Fcre secondo l'eq. (F2.1.3-2).
La resistenza Pn al 'web crippling' viene determinata secondo l'eq. (G5-1). In alternativa, il valore può essere determinato secondo l'eq. (G5-2). A tale scopo, selezionare la casella di controllo corrispondente.
Verifica di instabilità al taglio (per EN)
La casella di controllo 'Eseguire verifica di instabilità al taglio' è attivata per impostazione predefinita. Con essa viene controllato se lo snellimento λ dell'anima richiede una verifica di instabilità al taglio secondo EN 1993-1-5 [5] par. 5.1, 5.2, 5.3 e 5.5. Se il valore limite λlim è rispettato, la verifica si considera soddisfatta. Se lo snellimento supera il valore limite, secondo il paragrafo 5.1(2) devono essere previsti Irrigidimenti trasversali ai supporti, affinché la verifica di instabilità al taglio possa essere eseguita.
Verifica dei cordoni longitudinali (per EN, AISC, CSA)
Per alcune norme di progetto è possibile la verifica dei cordoni longitudinali. Le opzioni vengono presentate per norme selezionate.
EN 1993
Se si desidera verificare la capacità massima dei cordoni longitudinali di sezioni saldate, selezionare la casella di controllo 'Eseguire verifica'. Il fattore βw è memorizzato come caratteristica del materiale per la maggior parte degli acciai della libreria secondo EN 1993-1-8, tabella 4.1. Se le parti della sezione sono costituite da diverse qualità di acciaio, è possibile specificare anche in modo personalizzato il coefficiente di correlazione βw per la verifica dei cordoni.
AISC 360
Per elementi con sezioni saldate, i cordoni longitudinali tra anima e ali possono essere verificati secondo il paragrafo J2.4 di [2]. La resistenza di verifica delle saldature può essere determinata con due metodi.
- Resistenza minima a trazione del metallo base: viene controllato solo il metallo base della lamiera.
- Resistenza minima a trazione personalizzata del materiale d'apporto: vengono controllati sia il metallo base della lamiera sia il materiale d'apporto della saldatura.
CSA S16
Per elementi con sezioni saldate, i cordoni longitudinali tra anima e ali possono essere verificati secondo il paragrafo 13.13.2.2 di [3]. La resistenza di verifica delle saldature può essere determinata con due metodi.
- Classificazione degli elettrodi corrispondente Xu = Fu: quando si utilizza un elettrodo corrispondente secondo CSA W59-18, tabella 11.1 o tabella 12.1, si presume che la resistenza a trazione dell'elettrodo Xu sia superiore alla resistenza a trazione del metallo base Fu. Per semplificazione, viene quindi assunto Xu = Fu.
- Resistenza limite a trazione personalizzata dell'elettrodo: se viene utilizzato un elettrodo corrispondente secondo CSA W59-18, tabella 11.1 o tabella 12.1, oppure un elettrodo non corrispondente, la resistenza limite a trazione può essere definita manualmente. Tuttavia, con l'utilizzo di un elettrodo sovradimensionato, il valore di Xu secondo il paragrafo 13.13.2.2 di [3] non deve superare il valore di Xu dell'elettrodo corrispondente.
Per la verifica è rilevante anche il contenuto di idrogeno nell'elettrodo. Specificare se il contenuto di idrogeno corrisponde al requisito H8 o è inferiore. In tal caso, lo spessore del materiale t per la determinazione di Smin corrisponde allo spessore della parte della sezione connessa più sottile. Per elettrodi certificati senza indicazione riguardo all'idrogeno diffusibile, o per quelli il cui contenuto di idrogeno supera i requisiti per H8, lo spessore del materiale t corrisponde allo spessore della parte più spessa.
Verifiche di stabilità con forze interne secondo l'analisi del secondo ordine (per EN)
È possibile eseguire le verifiche di stabilità non con il metodo dell'asta equivalente secondo il paragrafo 6.3 di [1], ma con le forze interne secondo l'analisi del secondo ordine considerando l'instabilità flessionale-torsionale e le imperfezioni. In questo caso, con la casella di controllo 'Usare γM1 per la determinazione della capacità della sezione' è possibile stabilire se per le verifiche della sezione viene utilizzato il coefficiente γM1 (invece di γM0).
