Lunghezze libere d'inflessione

Per le verifiche di stabilità è necessaria la definizione delle lunghezze di inflessione per determinare il carico critico per il cedimento di stabilità.

Dopo l'assegnazione di una lunghezza di inflessione ad un oggetto da progettare, le impostazioni effettuate e le lunghezze di inflessione per questo oggetto saranno considerate nella verifica di stabilità. Se non è definita alcuna lunghezza di inflessione, ma la verifica di stabilità è attivata, verrà emesso un avvertimento come risultato (vedi anche tabella dei risultati Errori e Avvertimenti).

Base

Nella scheda 'Base' è possibile effettuare impostazioni fondamentali. L'inserimento dei coefficienti di lunghezza di inflessione e la definizione dei vincoli nodali da considerare avviene nella scheda Vincoli nodali e lunghezze di inflessione. Le opzioni di input vengono adattate in base alla norma di progettazione selezionata, quindi non tutte le opzioni sono sempre disponibili. La selezione della norma di progettazione avviene nei dati di base del modello, vedi anche Norme I.

Tipo di analisi

Definisci tramite i box di controllo quali forme di cedimento di stabilità devono essere verificate per l'asta o il set di aste. Sotto sollecitazione di compressione può risultare determinante l'instabilità flessionale attorno all'asse forte o debole, così come l'instabilità flesso-torsionale. Per le sezioni trasversali asimmetriche sotto sollecitazione di compressione, viene inoltre analizzata combinazione di instabilità flessionale e torsionale sotto pura compressione.

L'opzione 'Instabilità flesso-torsionale' attiva la verifica per l'instabilità flesso-torsionale sotto sollecitazione flettente. A seconda della norma di progettazione selezionata sono disponibili diverse opzioni per il calcolo del momento critico di instabilità flesso-torsionale M_cr. Di default è impostato il metodo degli autovalori. Se desideri impostare manualmente il valore, attiva l'opzione 'Personalizzato'. Per alcune norme esistono ulteriori opzioni di selezione. Ad esempio, nella progettazione secondo ADM 2020, il momento critico ideale può essere determinato secondo il capitolo F.

Assi di inflessione

Di solito è necessario esaminare il comportamento di inflessione attorno agli 'assi principali della sezione trasversale y/u e z/v'. Tuttavia, per sezioni asimmetriche, potrebbe essere necessario considerare anche l'instabilità flessionale attorno agli 'assi della sezione trasversale y e z' oltre agli assi u e v. Questo caso speciale è rilevante, ad esempio, per le verifiche di profili angolari in torri a traliccio.

Tipo di asta

Alcune norme di progettazione distinguono tra diversi tipi di struttura nella verifica di stabilità. A seconda della norma selezionata, è possibile classificare l'asta in questo gruppo, ad esempio, come mensola o trave con supporti su entrambi i lati.

Tipo di coefficienti di lunghezza di inflessione

Le norme di progettazione americane distinguono tra valori teorici e raccomandati per i fattori di lunghezza di inflessione. I fattori di lunghezza di inflessione definibili come modello, ad esempio per aste incastrate su un lato, saranno adattati in base alla selezione.

Opzioni

Con il box di controllo 'Importa da analisi di stabilità' è possibile impostare i coefficienti di lunghezza di inflessione sulla base delle forme di instabilità. I relativi input possono essere effettuati nella scheda aggiuntiva 'Importa da analisi di stabilità' (vedi immagine Importare lunghezza di inflessione).

Vincoli nodali e lunghezze di inflessione

Vincoli nodali

Con l'inserimento dei vincoli nodali definisci le condizioni al contorno per la verifica dell'instabilità flesso-torsionale. Inoltre, i vincoli nodali vengono utilizzati per suddividere l'asta o il set di aste in segmenti.

Per definire i vincoli puoi scegliere varianti tipiche dalla lista nella colonna di sinistra o attivare/disattivare singolarmente i pulsanti nelle celle (supporto fisso o assenza di supporto).

Oltre a un supporto fisso o libero, per alcune direzioni sono disponibili valori di rigidezza della molla, utilizzando il menu contestuale delle celle. Puoi inserire la rigidezza delle molle nella sezione Vincoli nodali - Dati aggiuntivi.

È possibile definire le condizioni di supporto all'inizio, alla fine e ai nodi intermedi. I nodi intermedi considerano i nodi standard tra le aste di un set di aste e i 'nodi sulle aste' (vedi capitolo Nodi nel manuale RFEM).

La definizione dei nodi intermedi non avviene tramite numeri di nodo, ma tramite l'ordine sull'asta: .1 designa il primo nodo intermedio a partire dall'inizio dell'asta, .2 il secondo, e così via. Se un'asta a cui è assegnata questa lunghezza di inflessione ha più o meno nodi intermedi, la considerazione avverrà a partire dall'inizio dell'asta, e le configurazioni o nodi in eccesso verranno ignorati.

Il pulsante aggiunge un nuovo nodo intermedio sopra la riga selezionata. Per eliminare un nodo intermedio, seleziona la riga e fai clic sul pulsante . Il menu contestuale della tabella offre anche modi per modificare le righe. Con il pulsante di sinistra è possibile selezionare un'asta o un set di aste nel modello e il numero di nodi intermedi su questo set di aste verrà automaticamente riportato nella tabella. Se la lunghezza di inflessione è già assegnata a un'asta o un set di aste, è possibile selezionare un nodo con il pulsante di destra . Nella tabella dei vincoli nodali verrà automaticamente selezionata la riga del vincolo intermedio corrispondente (se presente).

Coefficienti di lunghezza di inflessione

La tabella 'Coefficienti di lunghezza di inflessione' è adattata al numero di vincoli nodali. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste solo un 'segmento'. È possibile adattare i coefficienti di lunghezza di inflessione di questo segmento alle condizioni al contorno estendendo o riducendo la lunghezza di inflessione per le diverse forme di cedimento tramite i coefficienti.

I supporti ai nodi intermedi suddividono l'asta o il set di aste in più segmenti per i diversi casi di cedimento:

• Supporto 'in z/v' suddivide la lunghezza per instabilità attorno all'asse principale forte con il coefficiente k_y/u
• Supporto 'in y/u' suddivide la lunghezza per instabilità attorno all'asse principale debole con il coefficiente k_z/v
• Incastro 'attorno a x' suddivide la lunghezza per instabilità torsionale con il coefficiente k_w

Una freccia simboleggia un coefficiente di lunghezza di inflessione globale, se nella tabella 'Vincoli nodali' non è presente un supporto intermedio corrispondente. È possibile definire i coefficienti di lunghezza di inflessione dei singoli segmenti nelle righe della tabella e quindi adattare le lunghezze di inflessione delle sezioni. Per i casi tipici è possibile utilizzare i valori predefiniti dal menu contestuale delle celle.

La lunghezza di inflessione utilizzata per la verifica di una forma di cedimento in un punto di questo segmento si ottiene moltiplicando la lunghezza del segmento per il coefficiente di lunghezza di inflessione corrispondente.

È anche possibile impostare valori assoluti per le lunghezze di inflessione. Si tenga presente che questi valori saranno utilizzati per tutti gli oggetti assegnati. Al contrario dell'utilizzo dei coefficienti di lunghezza di inflessione, non avviene alcuna regolazione relativa alla lunghezza effettiva del segmento. Pertanto, si dovrebbe preferire la definizione tramite coefficienti di lunghezza di inflessione rispetto all'inserimento di valori assoluti per la lunghezza di inflessione.

Nella verifica per instabilità flesso-torsionale con il risolutore degli autovalori, viene sempre considerata la lunghezza totale dell'oggetto con i relativi supporti. Il programma determina il momento critico di instabilità flesso-torsionale M_cr su un modello di asta sostitutivo interno con 4 gradi di libertà (φ_x, φ_z, u_y, ω) e i vincoli nodali definiti. Se hai scelto l'inserimento personalizzato di M_cr, puoi inserire un valore per M_cr per ogni segmento. Questo sarà utilizzato per tutti i punti di verifica all'interno del segmento.

Vincoli nodali - Dati aggiuntivi

Questa sezione viene visualizzata se nella riga selezionata è definita una molla come supporto o se è presente un supporto laterale in y/u senza incastro rigido attorno a x. È possibile impostare qui i parametri nel dettaglio.

Inserisci i valori caratteristici delle molle che esistono per il supporto laterale o la rotazione attorno agli assi supportati. È anche possibile impostare rigidezze per molle di curvatura.

L'eccentricità si riferisce al supporto laterale in y/u e può avere un effetto stabilizzante o destabilizzante a seconda della posizione della flangia di compressione durante il calcolo dell'instabilità flesso-torsionale. La lista offre un supporto sulla flangia superiore o inferiore e la possibilità di una definizione manuale.

I valori delle molle e le eccentricità sono considerati nel risolutore degli autovalori durante la determinazione del momento critico di instabilità flesso-torsionale.

Importa da analisi di stabilità

La scheda Importa da analisi di stabilità viene visualizzata quando è attivato il relativo box di controllo nella scheda 'Base'. È possibile selezionare qui le forme critiche e le aste dalle quali importare i coefficienti di lunghezza di inflessione k_y/u o k_z/v.

Attorno all'asse

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

Le forme modali sono proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico. Seleziona nella lista 'Caso di carico/Combinazione di carico' quale situazione di carico è rilevante per la forma critica. La lista contiene solo i casi di carico e le combinazioni di carico per i quali è stata specificata un'analisi di stabilità.

Nel passaggio successivo, specifica il numero di forma rilevante 'Form Nr.'. La lista delle forme modali è disponibile per tutti i casi di carico e le combinazioni di carico calcolati.

Con il pulsante puoi rappresentare le forme modali nella finestra grafica del programma principale.

Infine, seleziona il numero d'asta 'Stab Nr.' dalla lista. Con il pulsante , puoi determinare anche graficamente l'asta 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 desideri adattare manualmente un valore, attiva nel segmento 'Attorno all'asse' il box di controllo 'Personalizzato'. Questo renderà accessibile il campo di input.

I coefficienti di lunghezza di inflessione visualizzati qui vengono trasferiti nella scheda Vincoli nodali e lunghezze di inflessione e lì non sono più modificabili. Con l'opzione 'Valori assoluti' è anche possibile adottare le lunghezze critiche 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 critica per un set di aste deve essere basata su un'asta contenuta in esso.