La norma di progettazione afferma che l'analisi del primo ordine può essere utilizzata per la struttura se l'aumento delle forze o dei momenti interni rilevanti, o qualsiasi altra variazione del comportamento strutturale causata dalle deformazioni, può essere trascurato.
Per valutare se questo aumento può 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 secondo le norme di progettazione e gli esperimenti di ricerca. Gli effetti dell'instabilità locale sono considerati trascurabili quando il fattore di instabilità è:
- ≥ 2 - nel caso di una piastra vincolata su 4 lati
- ≥ 3 - nel caso di una piastra vincolata su 3 lati
- ≥ 4 - nel caso di una piastra vincolata su 2 lati (adiacenti)
- ≥ 15 - nel caso di una piastra vincolata su 2 lati (opposti)
Nel video, potete vedere diversi tipi di instabilità e come gestirli, 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 su Analisi di instabilità lineare (LBA).
Come valutare i risultati dell'instabilità in casi specifici?
Prima di tutto, dobbiamo determinare il moltiplicatore minimo della 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 si trova nella EN 1993-1-1:2005 punto 5.2.1.
Esempio 1
Nel primo esempio, la forza di pressione è applicata alla trave collegata tramite una piastra di collegamento.
Sono forniti i risultati del calcolo geometricamente lineare e il primo fattore è 8,76. Secondo la EN 1993-1-1:2005 punto 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 monolaterale è pericolosa in questo controventamento nella configurazione di pressione.
Leggete qui di seguito 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 instabilità locale e il valore massimo del fattore critico di instabilità, αcr, che richiede un'analisi approfondita, è solitamente più piccolo. È stato verificato che per gli irrigidimenti e il pannello d'anima della colonna soggetto a taglio, non è necessario tenere conto dell'instabilità se il fattore critico di instabilità è superiore a 3.
Dobbiamo determinare il giusto valore limite per ciascun componente e decidere. 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 l'interpretazione dei risultati, è necessario applicare il giudizio ingegneristico. La domanda è quando utilizzare i limiti globali o locali del fattore critico di instabilità, e per rispondere correttamente è fondamentale la conoscenza della topologia e del sistema strutturale della struttura progettata. 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 norma.
Quando i risultati delle forme di instabilità restituiscono valori negativi, ciò non significa che il calcolo non sia riuscito o che il risultato sia errato. Cosa accade esattamente in questi casi è spiegato in questo articolo della knowledge base.
Un esempio pratico di valutazione dell'analisi di instabilità degli elementi è stato presentato in questo video del webinar:
Background teorico
Per una comprensione più approfondita del tema dell'instabilità e della soluzione IDEA StatiCa, leggete le informazioni essenziali sull'analisi di instabilità nei nostri articoli di 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 qui 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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