Caricamento secondo EN 1991-1-4 e sicurezza contro il ribaltamento di cilindri circolari

Coefficiente di sicurezza contro il ribaltamento La componente strutturale è a rischio di ribaltamento.
Coefficiente di sicurezza contro il ribaltamento = 1: Il momento di stabilità e il momento ribaltante sono uguali. Il modello è instabile e non si può escludere che si stia ribaltando.
Coefficiente di sicurezza contro il ribaltamento 1: Il modello non è a rischio di ribaltamento.

Esempio

Ad esempio, c'è un cilindro circolare con un diametro di 2,5 m e un'altezza di 6 m. Si trova nella zona di carico del vento 2 con categoria di terreno 3.

Caricamento del vento

Valore fondamentale della velocità di base:
v_b0 = 25,0 m/s

Coefficiente direzionale:
c_dir = 1

Coefficiente stagionale:
_stagione c = 1

Densità dell'aria alla pressione atmosferica di 1.013 hPa e T = 10° C:
ρ = 1,25 kg/m³

Viscosità cinematica dell'aria:
ν = 15 ∙ 10 ^-6 m ²/s  

Velocità di base:
v_b = c_dir ∙ c_stagione ∙ v_b0 = 25.0 m/s

Pressione cinetica di base:
q_b = 1/2 ∙ ρ ∙ v_b ² = 0,391 kN/m²

Pressione cinetica di picco:
q_p = 1,5 ∙ q_b = 0,586 kN/m²

Velocità massima:

Rugosità equivalente della superficie:
k = 0,2 mm (acciaio zincato)

Rapporto tra la rugosità e la larghezza della superficie equivalente:
k/b = 8 ∙ 10 ^-5

Numero di Reynolds:

Coefficiente di forza di cilindri senza flusso libero:

Snellezza efficace:
λ = l/b = 2.4

Coefficiente effetto finale:
ψ_λ = 0,65

Coefficiente della struttura:
c_s c_d = 1

Area di riferimento:
A_ref = l ∙ b = 15 m²

Coefficiente di forza:
c_f = c_f0 ∙ ψ_λ = 0,498

Forza del vento:
F_w = c_s c_d ∙ c_f ∙ q_p ∙ A_ref = 4.377 kN

Carico della superficie dovuto al vento:
F_w = F_w/A_ref = 0,29 kN/m²

Coefficiente di stabilità dovuto al ribaltamento

Altezza del cilindro circolare:
h = 6 m

Distanza tra i vincoli esterni:
a = 1,35 m

Peso proprio:
F_G = 18,495 kN

Momento ribaltante:
M_K = F_w ∙ h/2 = 13,13 kNm

Momento di stabilità:
M_S = F_G ∙ a/2 = 12,48 kNm

Coefficiente di sicurezza contro il ribaltamento:
η = M_S/M_K = 0,95

Se si utilizza RFEM per il calcolo, è possibile riconoscere dalla posizione delle risultanti che si trovano all'interno della sua estensione dietro il bordo ribaltante del cilindro circolare. Pertanto, il modello sarebbe instabile se i vincoli esterni non fossero ulteriormente assicurati contro l'estrazione.

Lage der Resultierenden