Per le analisi di stabilità che utilizzano il metodo dell'asta equivalente, ad esempio secondo EN 1995-1-1 [1] 6.3, è necessario definire le lunghezze libere d'inflessione (oppure lunghezze di ingobbamento) affinché il programma possa determinare il carico critico per l'instabilità.
Se a un'asta o a un set di aste viene assegnata una lunghezza libera di inflessione, durante l'analisi di stabilità dell'oggetto vengono considerate le relative impostazioni e lunghezze efficaci. Se non viene definita alcuna lunghezza libera di inflessione, ma l'analisi di stabilità è attivata, nella tabella Errori e avvisi viene visualizzato un avviso.
Principale
Nella scheda Principale è necessario specificare i parametri di base. I coefficienti delle lunghezze libere d'inflessione e i vincoli esterni dei nodi possono quindi essere definiti nella scheda Vincoli esterni dei nodi e lunghezze libere d'inflessione. Le opzioni di input sono allineate alla norma specificata nei dati base del modello.
Tipo di determinazione
Considerando le lunghezze libere d'inflessione
Utilizzare le caselle di controllo per specificare quali forme di instabilità devono essere verificate per l'asta o il set di aste. In presenza di compressione, può risultare determinante l'instabilità flessionale rispetto all'asse principale o secondario. L'opzione "Instabilità flesso-torsionale" attiva la verifica dell'instabilità flesso-torsionale in presenza di flessione.
Metodo per la determinazione del momento critico elastico ideale
A seconda della norma, sono disponibili diverse opzioni per selezionare il momento critico elastico ideale Mcr oppure la tensione flessionale critica. Come impostazione predefinita è selezionato il metodo analitico per sezioni rettangolari. Se si desidera specificare il valore manualmente, selezionare l'opzione “Definito dall'utente”. È quindi possibile definire Mcr nella scheda Vincoli esterni dei nodi e lunghezze libere d'inflessione nei coefficienti dei vincoli.
Tipo di coefficiente d'instabilità
Le norme di progetto americane distinguono tra valori teorici e valori raccomandati dei coefficienti dei vincoli. I coefficienti dei vincoli che possono essere definiti come modello, ad esempio per aste vincolate su un lato, vengono adattati in base alla selezione effettuata.
Tipo di asta
Durante l'analisi di stabilità secondo norme come CSA O86 [2], il tipo strutturale è importante. In questa sezione è possibile classificare l'asta come trave appoggiata alle due estremità oppure come mensola.
Opzioni
La casella di controllo Importa dall'analisi di stabilità consente di applicare coefficienti dei vincoli basati sui modi d'instabilità. È quindi possibile inserire i dati rilevanti nella scheda Importa dall'analisi di stabilità.
Se per la verifica di resistenza al fuoco risultano rilevanti lunghezze libere d'inflessione equivalenti differenti rispetto alla verifica a temperatura normale, selezionare la casella di controllo Lunghezze libere d'inflessione differenti per la verifica di resistenza al fuoco. È possibile definire le condizioni al contorno nella scheda aggiuntiva Vincoli esterni dei nodi e lunghezze libere d'inflessione – Verifica di resistenza al fuoco.
Coefficienti
In norme quali CSA O86 [2] oppure NBR 7190 [3], in una sezione separata possono essere specificati coefficienti di adattamento per considerare, ad esempio, la distribuzione del momento durante la determinazione delle lunghezze libere d'inflessione.
Vincoli esterni dei nodi e lunghezze libere d'inflessione
Vincoli esterni dei nodi
I vincoli esterni dei nodi su un'asta o su un set di aste definiscono le condizioni al contorno per l'analisi dell'instabilità flesso-torsionale (solo per il “Metodo agli autovalori” determination type). Inoltre, i vincoli esterni dei nodi vengono utilizzati per suddividere l'asta o il set di aste in segmenti.
Per definire i vincoli, è possibile selezionare varianti tipiche da un elenco nella colonna “Tipo di vincolo”. In alternativa, è possibile attivare o disattivare le caselle di controllo nelle celle delle singole colonne (vincolo fisso oppure nessun vincolo).
Se il momento critico elastico ideale viene determinato mediante il metodo agli autovalori, oltre ai vincoli fissi o incernierati è possibile specificare parametri elastici per le direzioni rilevanti. A tale scopo utilizzare il menu contestuale della cella. La rigidezza elastica può essere inserita nella sezione Vincolo esterno del nodo – Dati aggiuntivi.
Nodi intermedi
È possibile definire condizioni di vincolo non solo all'inizio e alla fine dell'oggetto, ma anche nei nodi intermedi. I nodi standard tra le aste di un set di aste così come i nodi su aste vengono considerati come nodi intermedi (vedere il capitolo Nodi del manuale RFEM). Dopo l'inserimento, i numeri vengono visualizzati nella colonna “Nodo”.
I nodi intermedi non vengono definiti mediante numeri di nodo, bensì mediante il loro ordine sull'asta: 1 indica il primo nodo intermedio dall'inizio dell'asta, 2 il secondo nodo intermedio e così via. Se nel modello un'asta con la lunghezza libera d'inflessione assegnata presenta più o meno nodi intermedi rispetto a quelli qui specificati, il calcolo viene eseguito a partire dall'inizio dell'asta. Inserimenti o nodi ridondanti vengono ignorati.
Per inserire manualmente un nodo intermedio, selezionare la casella di controllo “Nodo intermedio”. È quindi possibile utilizzare il pulsante
per aggiungere nuovi nodi intermedi. Per eliminare un nodo intermedio, selezionare la riga e fare quindi clic sul pulsante
. Il menu contestuale della tabella fornisce inoltre opzioni per la modifica delle righe.
In alternativa, utilizzare il pulsante
per importare nella tabella i nodi intermedi di un oggetto dal modello. Selezionare l'asta oppure il set di aste nella finestra di lavoro. Il numero di nodi intermedi viene quindi importato nella tabella.
Se la lunghezza libera d'inflessione è assegnata a un'asta oppure a un set di aste, è possibile utilizzare il pulsante
per verificare l'assegnazione dei nodi. Dopo aver selezionato un nodo nella finestra di lavoro, nella tabella viene selezionata la riga del corrispondente vincolo esterno intermedio (se definito).
Una volta assegnata la lunghezza libera d'inflessione a un'asta oppure a un set di aste, è possibile verificare i vincoli mediante il pulsante
nella grafica della finestra di dialogo (vedere l'immagine Definizione dei vincoli esterni dei nodi e delle lunghezze libere d'inflessione).
Coefficienti dei vincoli
La tabella “Coefficienti dei vincoli” è adattata al numero di vincoli esterni dei nodi. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste un solo “segmento”. È possibile adattare la lunghezza libera d'inflessione di questo segmento alle condizioni al contorno riducendo oppure aumentando i coefficienti dei vincoli per le varie modalità di instabilità.
I vincoli nei nodi intermedi suddividono l'asta oppure il set di aste in segmenti per i diversi casi d'instabilità:
Un vincolo in z/v suddivide la lunghezza per l'instabilità rispetto all'asse principale mediante il coefficiente ky/u.
Un vincolo in y/u suddivide la lunghezza per l'instabilità rispetto all'asse secondario mediante il coefficiente kz/v e la lunghezza di ingobbamento mediante il coefficiente kLT.
Un vincolo rispetto a x suddivide la lunghezza di instabilità flesso-torsionale mediante il coefficiente kLT.
Le denominazioni dei coefficienti possono variare a seconda della norma selezionata.
La freccia in una colonna rappresenta un coefficiente del vincolo che si estende su più segmenti. Ciò si verifica quando nella tabella “Vincoli esterni dei nodi” non è presente alcun vincolo esterno del nodo intermedio.
È possibile adattare il coefficiente del vincolo — e quindi la lunghezza libera d'inflessione di un segmento — inserendo direttamente il coefficiente oppure selezionando uno dei casi predefiniti dal menu contestuale.
La lunghezza libera d'inflessione utilizzata per la verifica di una modalità di instabilità in un punto specifico del segmento viene calcolata moltiplicando la lunghezza del segmento per il corrispondente coefficiente del vincolo.
|
Lcr |
Lunghezza di instabilità |
|
k |
Coefficiente della lunghezza libera d'inflessione |
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L |
Lunghezza dell'asta o del segmento |
È inoltre possibile specificare direttamente le lunghezze libere d'inflessione. A tale scopo, selezionare la casella di controllo “Valori assoluti”. Le intestazioni delle colonne verranno quindi convertite in unità di lunghezza.
Durante la verifica dell'instabilità flesso-torsionale mediante il risolutore agli autovalori, ogni segmento dell'oggetto viene considerato insieme ai corrispondenti vincoli. Il programma determina il momento critico elastico per l'instabilità flesso-torsionale Mcr utilizzando un modello interno equivalente ad aste con quattro gradi di libertà (φx, φz, uy, ω) e i vincoli esterni dei nodi definiti. Se nella scheda Basis è stata selezionata l'opzione definita dall'utente per Mcr, è possibile specificare manualmente il momento critico di instabilità flesso-torsionale per ciascun segmento. Questo valore viene quindi utilizzato per tutte le posizioni di verifica all'interno del segmento.
Vincoli esterni dei nodi – Dati aggiuntivi
Questa sezione viene visualizzata se come vincolo esterno del nodo è stata definita una molla oppure se è presente un vincolo laterale nella direzione y/u senza vincolo rigido nella direzione x. Qui è possibile specificare in dettaglio i parametri.
Specificare le proprietà delle “molle” presenti per il vincolo laterale oppure per la torsione rispetto agli assi vincolati.
L'“Eccentricità” si riferisce al vincolo laterale nella direzione y/u. A seconda della posizione della flangia compressa, essa può avere un effetto stabilizzante oppure destabilizzante sull'instabilità flesso-torsionale. L'elenco mette a disposizione il vincolo sulla flangia superiore o inferiore nonché l'opzione per la definizione manuale.
Le rigidezze elastiche e le eccentricità vengono considerate di conseguenza nella determinazione del momento critico elastico per l'instabilità flesso-torsionale mediante il metodo agli autovalori.
Importa dall'analisi di stabilità
La scheda Importa dall'analisi di stabilità viene visualizzata attivando la corrispondente casella di controllo nella scheda Principale. Qui è possibile selezionare i modi d'instabilità e le aste i cui coefficienti dei vincoli ky/u oppure kz/v devono essere applicati.
Attorno all’asse y/u / Attorno all’asse z/v
Specifica i casi di carico dell’analisi di stabilità dai quali devono essere importate le lunghezze di libera inflessione. Puoi definire una deformata modale di uno specifico caso di carico per ciascun asse principale.
Le deformate modali sono proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico. Per prima cosa, nella lista "Caso di carico / combinazione di carico" seleziona la situazione di carico determinante per il modo di instabilità. La lista contiene solo i casi di carico e le combinazioni di carico con un’analisi di stabilità specificata.
Nel passaggio successivo, definisci il "Nr. modo" determinante. L’elenco delle deformate modali è disponibile per tutti i casi di carico e le combinazioni di carico calcolati.
Fai clic sul pulsante
per visualizzare le deformate modali nella finestra grafica del programma principale.
Infine, seleziona il "Nr. asta" nella lista. Puoi anche utilizzare il pulsante
per definire l’asta graficamente nella finestra di lavoro.
Coefficienti di vincolo
La tabella mostra i coefficienti di vincolo importati dall’analisi di stabilità per entrambi gli assi principali. Se vuoi modificare manualmente il valore, attiva la casella di controllo "Definito dall’utente" nella sezione "Attorno all’asse". In questo modo, la casella di testo diventa accessibile.
I coefficienti di vincolo visualizzati qui vengono trasferiti alla scheda Vincoli esterni dei nodi e lunghezze di libera inflessione. Lì non possono più essere modificati.
L’opzione "Valori assoluti" consente di trasferire le lunghezze di libera inflessione Lcr,y/v e Lcr,z/v delle aste dai risultati dell’analisi di stabilità. Puoi utilizzare questa opzione, per esempio, se vuoi applicare la lunghezza di libera inflessione per un set di aste in base a un’asta contenuta in esso.
Vincoli esterni dei nodi e lunghezze di libera inflessione – verifica di resistenza al fuoco
Questa scheda viene visualizzata se nella scheda “Principale” hai selezionato l’opzione Diverse lunghezze di libera inflessione per la verifica di resistenza al fuoco.
Qui puoi definire lunghezze di libera inflessione specifiche delle aste per la verifica di resistenza al fuoco. L’immissione dei dati è identica a quella della verifica a freddo (vedi la sezione Vincoli esterni del nodo e lunghezze di libera inflessione).
