Instabilità flesso-torsionale di sezioni aperte con vincoli laterali e torsionali

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Tradotto dall'intelligenza artificiale dall'inglese
La resistenza all'instabilità flesso-torsionale (LBA) governa spesso il progetto di travi a sezione aperta. Essa può essere notevolmente aumentata tenendo conto dei vincoli forniti da un solaio o da una copertura, tipicamente un pannello sandwich. La resistenza LBA viene confrontata su una sezione IPE e su una sezione C formata a freddo.

Il solaio in calcestruzzo, se collegato alle travi tramite pioli con testa, vincola efficacemente l'instabilità flesso-torsionale di queste travi. Le lamiere trapezoidali o i pannelli sandwich, tipicamente collegati con viti autoforanti, non hanno resistenza e rigidezza sufficienti per vincolare completamente l'instabilità flesso-torsionale. Possono tuttavia contribuire fino a un certo punto. Il modo in cui viene applicato questo vincolo flesso-torsionale è descritto in questo articolo.

In questo approfondito studio di autori dell'ETH di Zurigo, i risultati di tre software di analisi lineare di instabilità vengono confrontati: LTBeam, Abaqus e IDEA StatiCa Member. Le differenze vengono discusse e spiegate. Inoltre, i risultati dell'analisi geometricamente e materialmente non lineare con imperfezioni di due software vengono confrontati: Abaqus e IDEA StatiCa Member. LTBeam non dispone di questa funzionalità.

Vengono analizzate due sezioni trasversali:

  • IPE 240
  • CFC265x65

Vengono analizzati tre tipi di vincoli all'ala superiore:

  • Vincolo laterale (a taglio)
  • Vincolo torsionale
  • Combinazione di vincolo laterale e torsionale

Vengono considerati due tipi di carico:

  • Carico uniformemente distribuito
  • Forza a mezzeria

Due tipi di condizioni al contorno:

  • Incastro
  • Cernierato

Conclusioni

  • Le simulazioni di Analisi Lineare di Instabilità (LBA) mostrano buona concordanza per valori bassi dei vincoli per tutti e tre i software; tuttavia, a valori più elevati dei vincoli, LTBeam diverge. Ciò è causato da una grande semplificazione: la sezione trasversale di LTBeam, che utilizza un elemento 1-D, non può deformarsi. IDEA StatiCa Member con Abaqus mostra buona concordanza nel fattore critico di instabilità.
  • L'Analisi Geometricamente e Materialmente Non Lineare con Imperfezioni (GMNIA) mostra nuovamente buona concordanza tra IDEA StatiCa Member e Abaqus (differenza massima del 5%).


Il rapporto completo è allegato.


Autore: Andreas Müller M.Sc.

Responsabile della ricerca: Prof. Dr. techn. Andreas Taras

ETH Zurigo, Istituto di Ingegneria Strutturale (IBK)

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