Per le verifiche di stabilità secondo il metodo dell’asta equivalente ad es. in conformità a EN 1995-1-1 [1] 6.3 è necessario definire lunghezze di inflessione (o lunghezze di ribaltamento), affinché il programma possa determinare il carico critico per il collasso per instabilità.
Se a una asta o a un gruppo di aste è assegnata una lunghezza di inflessione, le relative impostazioni e lunghezze di inflessione vengono considerate nella verifica di stabilità dell’oggetto. Se non è definita alcuna lunghezza di inflessione ma la verifica di stabilità è attivata, nella tabella Fehler & Warnungen viene emesso un avviso come risultato.
Base
Nella scheda Base devono essere definite le impostazioni fondamentali. I coefficienti di lunghezza di inflessione e gli appoggi nodali possono quindi essere definiti nella scheda Knotenlager und Knicklängen . Le possibilità di inserimento sono adattate alla Norm memorizzata nelle impostazioni di base del modello.
Tipo di determinazione
Considerare le lunghezze di inflessione
Definite tramite le caselle di controllo quali forme di collasso per instabilità devono essere verificate per l’asta o il gruppo di aste. In caso di sollecitazione a compressione, il carico di punta per inflessione può risultare determinante attorno all’asse forte o debole. L’opzione 'Instabilità flesso-torsionale' attiva la verifica dell’instabilità flesso-torsionale sotto sollecitazione a flessione.
Tipo di determinazione del momento critico di instabilità
A seconda della norma, sono disponibili diverse possibilità per la determinazione del momento critico di instabilità Mcr o della tensione critica a flessione. Il metodo analitico per sezioni rettangolari è preimpostato. Se si desidera definire manualmente il valore, attivare l’opzione 'Definito dall’utente'. È quindi possibile definire Mcr nella scheda Knotenlager und Knicklängen nei coefficienti di lunghezza di inflessione.
Tipo di coefficiente di lunghezza di inflessione
Le norme di verifica americane distinguono tra valori teorici e raccomandati per i fattori di lunghezza di inflessione. I fattori di lunghezza di inflessione definibili come modello, ad es. per aste incastrate da un solo lato, vengono adattati in base alla selezione.
Tipo di asta
Nella verifica di stabilità secondo norme come CSA O86 [2] il tipo di struttura riveste un ruolo importante. In questa sezione è possibile classificare l’asta come trave appoggiata su entrambi i lati o come mensola.
Opzioni
Con la casella di controllo Importa dall’analisi di stabilità è possibile adottare coefficienti di lunghezza di inflessione sulla base delle forme di instabilità. Le relative impostazioni possono quindi essere effettuate nella scheda Aus Stabilitätsanalyse importieren.
Se per il dimensionamento a caldo sono rilevanti lunghezze di asta equivalente diverse rispetto al dimensionamento a freddo, selezionare la casella di controllo Lunghezze di inflessione diverse per la verifica in caso di incendio. È possibile definire le condizioni al contorno nella scheda aggiuntiva Knotenlager und Knicklängen - Brandbemessung.
Fattori
In norme come CSA O86 [2] o NBR 7190 [3] in un’ulteriore sezione possono essere definiti coefficienti di adattamento, con i quali ad esempio viene considerato l’andamento del momento nella determinazione delle lunghezze di inflessione.
Appoggi nodali e lunghezze di inflessione
Appoggi nodali
Gli appoggi nodali sull’asta o sul gruppo di aste definiscono le condizioni al contorno per la verifica dell’instabilità flesso-torsionale (solo con Ermittlungsart 'Metodo agli autovalori'). Inoltre, gli appoggi nodali vengono utilizzati per suddividere l’asta o il gruppo di aste in segmenti.
Per definire gli appoggi, è possibile selezionare nella colonna 'Tipo di appoggio' varianti tipiche da un elenco. In alternativa, attivare o disattivare le caselle di controllo nelle celle delle singole colonne (appoggio rigido) o inattive (nessun appoggio).
Se il momento critico di instabilità viene determinato secondo il Metodo agli autovalori, oltre a un appoggio rigido o elastico sono possibili anche rigidezze elastiche per le direzioni rilevanti. Utilizzare a tale scopo il menu contestuale della cella. La rigidezza elastica può essere inserita nella sezione Appoggi nodali - Dati aggiuntivi.
Nodi intermedi
È possibile definire le condizioni di appoggio non solo all’inizio e alla fine dell’oggetto, ma anche ai nodi intermedi. Come nodi intermedi vengono considerati i nodi standard tra le aste di un gruppo di aste, nonché i nodi sulle aste (vedere il capitolo Nodi del manuale RFEM). Dopo l’inserimento, i numeri vengono indicati nella colonna 'Nodo'.
La definizione dei nodi intermedi non avviene tramite i numeri dei nodi, ma tramite la sequenza sull’asta: .1 indica il primo nodo intermedio a partire dall’inizio dell’asta, .2 il secondo nodo intermedio, ecc. Se un’asta a cui è assegnata la lunghezza di inflessione presenta nel modello un numero maggiore o minore di nodi intermedi rispetto a quanto indicato qui, la considerazione avviene a partire dall’inizio dell’asta. Eventuali inserimenti o nodi in eccesso vengono ignorati.
Per inserire manualmente un nodo intermedio, selezionare la casella di controllo 'Nodo intermedio'. Con il pulsante
è quindi possibile aggiungere nuovi nodi intermedi. Per eliminare nuovamente un nodo intermedio, selezionare la riga e fare clic sul pulsante
. Anche il menu contestuale della tabella offre possibilità di modifica delle righe.
In alternativa, utilizzare il pulsante
per importare i nodi intermedi di un oggetto dal modello. Selezionare l’asta o il gruppo di aste nella finestra di lavoro. Il numero dei nodi intermedi viene quindi trasferito nella tabella.
Se la lunghezza di inflessione è assegnata a un’asta o a un gruppo di aste, con il pulsante
è possibile verificare l’assegnazione dei nodi. Dopo aver selezionato un nodo nella finestra di lavoro, nella tabella viene selezionata la riga dell’appoggio intermedio corrispondente (se definito).
Non appena la lunghezza di inflessione è assegnata a un’asta o a un gruppo di aste, è possibile verificare gli appoggi mediante il pulsante
nella grafica della finestra di dialogo (vedere figura Definire appoggi nodali e lunghezze di inflessione).
Coefficienti di lunghezza di inflessione
La tabella 'Coefficienti di lunghezza di inflessione' è adattata al numero di appoggi nodali. Se non sono definiti nodi intermedi, esiste solo un cosiddetto 'segmento'. È possibile adattare la lunghezza di inflessione di questo segmento alle condizioni al contorno riducendo o aumentando i coefficienti di lunghezza di inflessione per le diverse forme di collasso.
I vincoli mediante appoggi ai nodi intermedi suddividono l’asta o il gruppo di aste in segmenti per i diversi casi di collasso:
- Un appoggio in z/v suddivide la lunghezza per il carico di punta attorno all’asse principale forte con il coefficiente ky/u.
- Un appoggio in y/u suddivide la lunghezza per il carico di punta attorno all’asse principale debole con il coefficiente kz/v nonché la lunghezza di ribaltamento con il coefficiente kLT.
- Un incastro attorno a x suddivide la lunghezza di ribaltamento con il coefficiente kLT.
Le denominazioni dei coefficienti possono variare a seconda della Norm selezionata.
La freccia in una colonna simboleggia un coefficiente di lunghezza di inflessione che si estende su più segmenti. Ciò si verifica quando nella tabella 'Appoggi nodali' non è presente alcun vincolo intermedio.
È possibile modificare 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 nell’elenco del menu contestuale della cella.
La lunghezza di inflessione utilizzata per la verifica di una forma di collasso in un punto del segmento si ottiene moltiplicando la lunghezza del segmento per il corrispondente coefficiente di lunghezza di inflessione.
|
Lcr |
Lunghezza di instabilità |
|
k |
Coefficiente della lunghezza libera d'inflessione |
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L |
Lunghezza dell'asta o del segmento |
È anche possibile specificare direttamente le lunghezze di inflessione. A tale scopo, selezionare la casella di controllo 'Valori assoluti'. Le intestazioni delle colonne vengono quindi modificate in unità di lunghezza.
Nella verifica dell’instabilità flesso-torsionale con il solutore agli autovalori, ogni segmento dell’oggetto viene considerato con i relativi vincoli. Il programma determina il momento critico di instabilità flesso-torsionale Mcr su un modello interno di asta equivalente con quattro gradi di libertà (φx, φz, uy, ω) e gli appoggi nodali definiti. Se nella scheda Basis è stato selezionato l’inserimento personalizzato per Mcr, è possibile definire manualmente il momento critico di instabilità flesso-torsionale per ogni segmento. Questo valore viene quindi utilizzato per tutti i punti di verifica all’interno del segmento.
Appoggi nodali - Dati aggiuntivi
Questa sezione viene visualizzata se come appoggio nodale è stata definita una molla o se è presente un vincolo laterale in y/u senza incastro rigido attorno a x. Qui è possibile definire in dettaglio i parametri.
Inserire i valori caratteristici delle 'molle' presenti per il vincolo laterale o la torsione attorno agli assi vincolati.
Leccentricità' si riferisce al vincolo laterale in y/u. A seconda della posizione dell’ala compressa, può avere un effetto stabilizzante o destabilizzante sull’instabilità flesso-torsionale. L’elenco offre un vincolo sull’ala superiore o inferiore nonché la possibilità di definizione manuale.
Le rigidezze delle molle e le eccentricità vengono considerate di conseguenza nella determinazione del momento critico di instabilità flesso-torsionale con il metodo agli autovalori.
Importa dall’analisi di stabilità
La scheda Importa dall’analisi di stabilità viene visualizzata se nella scheda Base è stata attivata la relativa casella di controllo. Qui è possibile selezionare le forme di instabilità e le aste per le quali devono essere adottati i coefficienti di lunghezza di inflessione ky/u o kz/v.
Attorno all’asse y/u / Attorno all’asse z/v
Indicare da quali casi di carico dell’analisi di stabilità devono essere importate le lunghezze di inflessione. È possibile definire per ciascun asse principale la forma propria di un caso di carico specifico.
Le forme proprie sono proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico. Selezionare prima nell’elenco 'Caso di carico/Combinazione di carico' quale situazione di carico è determinante per la forma di instabilità. L’elenco contiene solo i casi di carico e le combinazioni di carico per i quali è stata definita un’analisi di stabilità.
Nel passaggio successivo, definire il 'N. forma' determinante. L’elenco delle forme proprie è disponibile per tutti i casi di carico e combinazioni di carico calcolati.
Con il pulsante
è possibile visualizzare le forme proprie nella finestra grafica del programma principale.
Infine, selezionare il 'N. asta' nell’elenco. Con il pulsante
è possibile determinare graficamente anche 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 si desidera modificare manualmente un valore, attivare sopra nella sezione 'Attorno all’asse' la casella di controllo 'Definito dall’utente'. In questo modo il campo di inserimento diventa accessibile.
I coefficienti di lunghezza di inflessione visualizzati qui vengono trasferiti nella scheda Knotenlager und Knicklängen. Lì non sono più modificabili.
Con l’opzione 'Valori assoluti' è possibile importare dai risultati dell’analisi di stabilità anche le lunghezze di inflessione Lcr,y/v e Lcr,z/v delle aste. Questa opzione può essere utilizzata, ad esempio, quando per un gruppo di aste si desidera adottare la lunghezza di inflessione di un’asta in esso contenuta.
Appoggi nodali e lunghezze di inflessione - Verifica in caso di incendio
Questa scheda viene visualizzata se nella scheda 'Base' è stata selezionata l’opzione Unterschiedliche Knicklängen für die Brandbemessung.
Qui è possibile definire lunghezze di asta equivalente specifiche per il dimensionamento a caldo. L’inserimento è identico a quello per il dimensionamento a freddo (vedere sezione Knotenlager und Knicklängen).