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001440

2021-01-28

Determinazione delle larghezze efficaci secondo EN 1993-1-5, allegato E

Die Klassifizierung der Querschnitte nach EN 1993-1-1 anhand der Tabelle 5.2 stellt eine einfache Methode zum Nachweis des lokalen Beulens von Querschnittsteilen dar. Für Querschnitte der Querschnittsklasse 4 ist anschließend die Ermittlung von effektivem Querschnittswerten nach EN 1993-1-5 notwendig, um den Einfluss des lokalen Beulens mit bei den Tragfähigkeitsnachweisen zu berücksichtigen.

Di solito, questa classificazione viene eseguita supponendo che la tensione nella parte della sezione trasversale raggiunga il limite di snervamento. Tuttavia, in altre norme (ad esempio, la precedente norma DIN 18800), i limiti b/t sono stati determinati sulla base delle tensioni effettive nella sezione trasversale. Secondo l'Eurocodice 3, questo può comportare limiti più sfavorevoli per le tensioni al di sotto del carico di snervamento.

Adeguamento del coefficiente del materiale per i progetti della sezione trasversale

Secondo EN 1993-1-1, è possibile regolare la tensione di compressione effettiva nella sezione trasversale per mezzo del coefficiente del materiale aumentato ε secondo la Sezione 5.5.2 (9). Tuttavia, questa regolazione del mantello non è prevista per i progetti di stabilità secondo la Sezione 6.3. In RF-/STEEL EC3, questa opzione è quindi disponibile solo se le analisi di stabilità sono disattivate.

Il fattore materiale crescente non è disponibile quando l'analisi di stabilità è attivata

La snellezza ridotta è possibile anche per le analisi di stabilità

Secondo EN 1993-1-5, 4.4 (4), il rapporto di snellezza può essere migliorato iterativamente sulla base della tensione di compressione applicata. La tensione di compressione deve essere determinata per analisi di stabilità utilizzando imperfezioni globali e secondo la teoria del secondo ordine.

{\bar{λ}}_{p, red} = {\bar{λ}}_{p} \cdot \sqrt{\frac{σ_{com, Ed}}{\frac{f_{y}}{γ_{M 0}}}}

λ_{p, rosso}	Rapporto di snellezza ridotto
λ_p	Snellezza della piastra
σ_{com, ed}	Valore di progetto della tensione di compressione
f_y	tensione di snervamento
γ_{M[LinkToImage04]}	Coefficiente di sicurezza parziale per la resistenza della sezione trasversale

Rapporto di snellezza ridotto in base alla tensione di compressione applicata

Determinazione delle larghezze efficaci secondo l'Appendice E

Secondo l'Appendice E della EN 1993-1-5, le formule modificate possono quindi essere utilizzate per determinare il coefficiente di riduzione per l'instabilità della piastra.

(a) für zweiseitig gestützte druckbeanpruchte Querschnittsteile :

ρ = \frac{1 - 0, 055 \cdot \frac{(3 + ψ)}{{\bar{λ}}_{p, red}}}{{\bar{λ}}_{p, red}} + 0, 18 \cdot \frac{({\bar{λ}}_{p} - {\bar{λ}}_{p, red})}{({\bar{λ}}_{p} - 0, 6)} \leq 1, 0

(b) für einseitig gestützte druckbeanpruchte Querschnittsteile :

ρ = \frac{1 - \frac{0, 188}{{\bar{λ}}_{p, red}}}{{\bar{λ}}_{p, red}} + 0, 18 \cdot \frac{({\bar{λ}}_{p} - {\bar{λ}}_{p, red})}{({\bar{λ}}_{p} - 0, 6)} \leq 1, 0

ρ	Coefficiente di riduzione rettificato
_p,rosso	Rapporto di snellezza ridotto
λ_p	Snellezza instabile
️	Rapporto tensionale

Coefficiente di riduzione adeguato secondo l'appendice E per le parti della sezione trasversale supportate su due lati

L'uso del rapporto di snellezza ridotto, così come il calcolo del coefficiente di riduzione regolato secondo l'Appendice E, può essere attivato nelle impostazioni di dettaglio di RF-/STEEL EC 3.

Appendice E della EN 1993-1-5 per determinare le proprietà della sezione trasversale efficace

Esempio

Nell'esempio seguente, una colonna a pendolo di 6 metri (QRO 300x6,3, rifinita a caldo) in S355 è progettata per una forza di compressione di progetto agente di 1950 kN.

Le proprietà della sezione trasversale efficace sono determinate tenendo conto della tensione di compressione effettiva+ secondo l'Appendice E. Nel caso della presente colonna incernierata, le imperfezioni globali e gli effetti secondo la teoria del secondo ordine sono senza influenza, quindi la determinazione delle forze interne secondo la teoria del primo ordine senza imperfezioni è sufficiente.

Sistema strutturale e carico

Per confronto, si prova prima il progetto senza utilizzare l'Appendice E. Poiché è necessario eseguire anche l'analisi di stabilità, è impossibile aumentare il coefficiente di materiale epsilon per considerare le tensioni di compressione effettive quando si determina la classe della sezione trasversale.

La sezione trasversale è classificata nella classe di sezione 4 sulla base dei rapporti c/t. Secondo EN 1993-1-5, 4.4, le proprietà della sezione trasversale risultano dal presupposto che si raggiunga lo snervamento.

Proprietà della sezione trasversale efficaci senza considerare la tensione di compressione effettiva

Il progetto non è soddisfatto con queste proprietà della sezione trasversale.

Dopo aver attivato l'Appendice E nelle impostazioni dei dettagli, viene presa in considerazione la dimensione effettiva delle tensioni di compressione. Il rapporto di snellezza ridotto è determinato iterativamente e le proprietà della sezione trasversale efficace più favorevoli secondo EN 1993-1-5, Appendice E possono essere utilizzate per il progetto.

Effektive Querschnittswerte unter Berücksichtigung der tatsächlichen Druckspannung nach Anhang E

Proprietà efficaci della sezione trasversale che tengono conto della tensione di compressione effettiva secondo l'Appendice E.

Il progetto utilizzando i valori della sezione trasversale secondo l'Appendice E.

Conclusione

Il calcolo delle proprietà della sezione trasversale efficace secondo EN 1993-1-5, 4.4 si basa inizialmente sul caso peggiore, dove la tensione di compressione esistente nelle parti della sezione trasversale è uguale alla tensione di snervamento. Tuttavia, se le tensioni di compressione effettivamente esistenti sono significativamente inferiori, il rischio effettivo di instabilità è ridotto e si può considerare una sezione trasversale efficace più grande. La determinazione delle proprietà della sezione trasversale con il rapporto di snellezza efficace secondo l'Appendice E consente una progettazione significativamente più economica in questi casi.

Si noti che le tensioni di compressione effettive devono essere determinate secondo la teoria del secondo ordine utilizzando le imperfezioni globali.

Knowledge Base

KB 001440 | Determinazione delle larghezze efficaci secondo EN 1993-1-5, Appendice E

Link

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Bibliografia

EC 3. (2009). Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-5: Elementi strutturali placcati. Beuth casa editrice GmbH.

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