Modello di materiale per il collegamento in acciaio

I diagrammi di materiale più comuni utilizzati nella modellazione agli elementi finiti dell'acciaio strutturale sono il modello idealmente plastico o elastico con incrudimento e il diagramma tensione-deformazione reale. Il diagramma tensione-deformazione reale è calcolato dalle proprietà del materiale degli acciai dolci a temperatura ambiente ottenute nelle prove di trazione. La tensione e la deformazione reali possono essere ottenute come segue:

\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]

\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]

dove σ_true è la tensione reale, ε_true la deformazione reale, σ la tensione nominale e ε la deformazione nominale.

Le piastre in IDEA StatiCa Connection sono modellate con materiale elastico-plastico con una pendenza nominale del plateau di snervamento secondo EN1993-1-5, Par. C.6, (2), tan^-1 (E/1000). Il comportamento del materiale è basato sul criterio di snervamento di von Mises. Si assume che il materiale sia elastico fino al raggiungimento della resistenza di progetto allo snervamento, f_yd.

Il criterio allo stato limite ultimo per le regioni non soggette a instabilità è il raggiungimento del valore limite della deformazione principale di membrana. Si raccomanda il valore del 5 % (ad es. EN1993-1-5, App. C, Par. C.8, Nota 1).

Diagrammi di materiale dell'acciaio nei modelli numerici

Il valore limite della deformazione plastica è spesso oggetto di discussione. In realtà, il carico ultimo ha una bassa sensibilità al valore limite della deformazione plastica quando si utilizza il modello idealmente plastico. Ciò è dimostrato nel seguente esempio di un giunto trave-colonna. Una trave a sezione aperta IPE 180 è collegata a una colonna a sezione aperta HEB 300 e caricata da un momento flettente. L'influenza del valore limite della deformazione plastica sulla resistenza della trave è mostrata nella figura seguente. La deformazione plastica limite varia dal 2 % all'8 %, ma la variazione della resistenza a momento è inferiore al 4 %.

Un esempio di previsione dello stato limite ultimo di un giunto trave-colonna

L'influenza del valore limite della deformazione plastica sulla resistenza a momento