La normativa di progetto stabilisce che l'analisi del primo ordine può essere utilizzata 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 tale incremento possa o meno essere trascurato, è possibile utilizzare il fattore critico di instabilità αcr . L'instabilità globale degli elementi (incluso il collegamento) può essere trascurata 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 si trovi nel ramo elastico).
L'instabilità locale riguarda le singole piastre (irrigidimenti, anima del pilastro) e i corrispondenti fattori limite di instabilità sono definiti in base alle normative di progetto e a prove sperimentali. Gli effetti dell'instabilità locale sono considerati trascurabili quando il fattore di instabilità è:
- ≥ 2 - nel caso di piastra vincolata su 4 lati
- ≥ 3 - nel caso di piastra vincolata su 3 lati
- ≥ 4 - nel caso di piastra vincolata su 2 lati (adiacenti)
- ≥ 15 - nel caso di piastra vincolata su 2 lati (opposti)
Nel video è possibile vedere i 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 ci si può aspettare nell'elemento analizzato, consulti il nostro articolo su Analisi lineare di instabilità (LBA).
Come valutare i risultati dell'analisi di instabilità in casi specifici?
Per prima cosa, occorre determinare il moltiplicatore minimo delle forze per raggiungere l'instabilità critica elastica, αcr, mediante 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 è riportato nella norma EN 1993-1-1:2005, par. 5.2.1.
Esempio 1
Nel primo esempio, la forza di compressione è applicata alla trave collegata tramite una piastra di collegamento.
Vengono forniti i risultati del calcolo geometricamente lineare e il primo fattore è 8,76. Secondo la norma EN 1993-1-1:2005, par. 5.2.1, il valore limite è 15, poiché questo giunto è critico per la stabilità della trave stessa; la conclusione è che il collegamento non ha superato l'analisi di instabilità. Inoltre, questa piastra di collegamento monolaterale è pericolosa in questo controvento nella configurazione compressa.
Approfondisca qui come calcolare la resistenza a 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 inferiore. È stato verificato che per gli irrigidimenti e per il pannello del pilastro soggetto a taglio non è necessario considerare l'instabilità se il fattore critico di instabilità è superiore a 3.
Occorre 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, il primo modo di instabilità non è pericoloso.
Durante l'esecuzione dell'analisi di instabilità e l'elaborazione dei risultati è necessario il giudizio ingegneristico. La questione è quando utilizzare i limiti globali o locali del fattore critico di instabilità; per rispondere correttamente è fondamentale conoscere la topologia e il 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 di instabilità secondo la normativa.
Quando i risultati delle forme di instabilità forniscono valori negativi, non significa che il calcolo non sia andato a buon fine o che il risultato sia errato. Che cosa accade esattamente in questi casi è spiegato in questo articolo della knowledge base.
Un esempio pratico di valutazione dell'analisi di instabilità di un elemento è stato presentato in questo video del webinar:
Background teorico
Per una comprensione più approfondita del tema dell'instabilità e della soluzione IDEA StatiCa, legga le informazioni essenziali sull'analisi di instabilità nei nostri articoli di Background teorico.
IDEA StatiCa Connection - Progettazione strutturale dei collegamenti in acciaio
IDEA StatiCa Member - Stabilità dell'elemento
Tutorial
Abbiamo creato tutorial passo passo per impostare il modello ed eseguire l'analisi. Di seguito trova i link ai tutorial:
Progettazione strutturale e verifica normativa di un telaio in acciaio (EN)
Analisi di instabilità di un collegamento in acciaio (EN)
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