La normativa di progettazione afferma che è possibile utilizzare l'analisi del primo ordine per la struttura se l'incremento delle forze o dei momenti interni rilevanti o qualsiasi altra variazione del comportamento strutturale causata dalle deformazioni può essere trascurato.
Per valutare se questo incremento possa essere trascurato o meno, si può utilizzare il fattore critico di instabilità αcr. Possiamo trascurare l'instabilità globale per gli elementi (incluso il collegamento) nei casi in cui il fattore di instabilità sia superiore a 15 (nel caso di progettazione plastica) o superiore a 10 (nel caso in cui la tensione sulle piastre sia nel ramo elastico).
L'instabilità locale si applica alle singole piastre (irrigidimenti, anima della colonna) e i corrispondenti fattori limite di instabilità sono stabiliti in base alle normative di progettazione e agli esperimenti di ricerca. Gli effetti dell'instabilità locale sono considerati trascurabili quando il fattore di instabilità è:
- ≥ 2 - nel caso di una piastra supportata su 4 lati
- ≥ 3 - nel caso di una piastra supportata su 3 lati
- ≥ 4 - nel caso di una piastra supportata su 2 lati (adiacenti)
- ≥ 15 - nel caso di una piastra supportata su 2 lati (opposti)
Nel video, potete vedere diversi tipi di instabilità e come affrontarli, considerando i fattori di instabilità e le forme di instabilità.
Per una spiegazione più completa dei tipi di instabilità che possiamo aspettarci nell'elemento analizzato, consultate il nostro articolo sull'analisi lineare di instabilità (LBA).
Come valutare i risultati di instabilità in casi specifici?
Prima di tutto, dobbiamo determinare il moltiplicatore minimo di forza per raggiungere l'instabilità critica elastica, αcr, utilizzando l'analisi di instabilità. IDEA StatiCa fornisce i fattori di instabilità nelle tabelle dei risultati e le forme di instabilità per ciascun fattore possono essere visualizzate in una vista 3D.
Il valore limite per l'analisi globale può essere trovato in EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Esempio 1
Nel primo esempio, la forza di pressione viene applicata alla trave collegata mediante una piastra di collegamento.
Vengono forniti i risultati del calcolo geometricamente lineare e il primo fattore è 8,76. Secondo EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1, il valore limite è 15 poiché questo giunto è critico per la stabilità della trave stessa e la conclusione è che il collegamento non ha superato l'analisi di instabilità. Per non parlare del fatto che questa piastra di collegamento a un solo lato è pericolosa in questo controventamento nella configurazione di pressione.
Leggete ulteriori informazioni qui su come calcolare la resistenza all'instabilità di una piastra di nodo.
Esempio 2
D'altra parte, nel caso della maggior parte delle piastre nei collegamenti, può verificarsi l'instabilità locale e il valore massimo del fattore critico di instabilità, αcr, che richiede un'analisi approfondita, è generalmente più piccolo. È stato verificato che per gli irrigidimenti e il pannello d'anima della colonna a taglio, non è necessario tenere conto dell'instabilità se il fattore critico di instabilità è superiore a 3.
Dobbiamo determinare il valore limite corretto per ciascun componente e decidere di conseguenza. Questo esempio mostra che il primo modo di instabilità è quello di un irrigidimento con fattore αcr = 8,76 >> 3. In questo esempio, questo primo modo di instabilità non è pericoloso.
Durante l'esecuzione dell'analisi di instabilità e nel trattare i risultati, è necessario ricorrere al giudizio ingegneristico. La domanda è quando utilizzare i limiti globali o locali del fattore critico di instabilità e, per la risposta corretta, la conoscenza della topologia e del sistema strutturale della struttura progettata è fondamentale. Sebbene IDEA StatiCa sia in grado di fornire le forme di instabilità e il fattore critico di qualsiasi parte del giunto, non fornisce la verifica normativa dell'instabilità secondo la normativa.
Quando i risultati delle forme di instabilità ci restituiscono valori negativi, non significa che il calcolo non sia andato a buon fine o che il risultato sia errato. Cosa succede esattamente in questi casi viene spiegato in questo articolo della knowledge base.
Un esempio pratico di valutazione dell'analisi di instabilità dell'elemento è stato presentato in questo video del webinar:
Background teorico
Per una comprensione più approfondita dell'argomento instabilità e della soluzione IDEA StatiCa, leggete le informazioni essenziali sull'analisi di instabilità nei nostri articoli sul background teorico.
IDEA StatiCa Connection - Progettazione strutturale di collegamenti in acciaio
IDEA StatiCa Member - Stabilità dell'elemento
Tutorial
Abbiamo creato tutorial passo-passo per impostare il modello ed eseguire l'analisi. Trovate i link di seguito:
Progettazione strutturale e verifica normativa di un telaio in acciaio (EN)
Analisi di instabilità di un collegamento in acciaio (EN)
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