Buckling di piatti di rinforzo
L'approccio migliore per determinare la resistenza all'instabilità di un sottosistema composto da giunto-membratura-giunto è quello di utilizzare GMNIA (analisi geometrica e materialmente non lineare con imperfezioni) nell'applicazione IDEA StatiCa Member.
In IDEA StatiCa Connection manca il contesto della struttura circostante. Inoltre, la nonlinearità geometrica viene utilizzata solo per i giunti di sezioni cave e non è possibile impostare le imperfezioni. L'analisi di buckling lineare fornisce un fattore - un moltiplicatore dei carichi impostati per raggiungere il punto di biforcazione di una struttura perfetta ed elastica. La struttura reale di solito si deforma sotto un carico minore e non è chiaro quale sia il fattore limite da utilizzare per l'analisi di instabilità lineare delle piastre del fazzoletto, ossia un fattore al di sopra del quale l'instabilità non è più un problema.
L'Eurocodice EN 1993-1-1 fornisce una raccomandazione generale:
\[\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ per l'analisi plastica}\]
L'AISC 360-22 nel capitolo J4.4 prevede un limite simile:
\[ L_c/r \le 25 \]
Che può essere tradotto in un limite di \(\alpha_{cr}\) che dipende dalla resistenza allo snervamento e il limite più sicuro è 12,7 per l'acciaio A36.
Tali limiti sono molto elevati. I fattori al di sotto di questi limiti dovrebbero far scattare un'avvertenza e verificare uno stato limite di instabilità. Tuttavia, \(\alpha_{cr}\) difficilmente può essere tradotto in resistenza all'instabilità.
Si noti inoltre che le connessioni bullonate con piatto di rinforzo forniscono fattori di instabilità ragionevoli, mentre le connessioni con perni forniscono fattori di instabilità estremamente bassi. Ciò è dovuto al modello di analisi del perno che consiste in molti elementi speciali (elementi di corpo rigido, elemento beam, gap tra le piastre...) e fornisce buoni risultati in termini di resistenza del perno a taglio, flessione e bearing. Di seguito viene descritta una semplice procedura.
Verifica della resistenza a flessione
Questa verifica semplificata della resistenza all'instabilità deve essere eseguita quando il fattore di instabilità scende al di sotto del limite \(\alpha_{cr}\) menzionato in precedenza.
- Il tipo di modello dell'elemento collegato dal piatto di rinforzo deve essere impostato su N-Vy-Vz.
- Le forze in devono essere impostate su Bulloni.
- Aggiungere una forza di taglio fittizia che agisce nel centro dei bulloni o del perno e che piega la piastra di rinforzo con un'entità pari a 1/10 della forza di compressione: \(V_z=N/10\).
- Calcolo dell'analisi non lineare per il materiale.
La forza fittizia tiene conto di eventuali eccentricità causate da imperfezioni e non linearità geometriche. La convalida con gli esperimenti è riportata nell'articolo collegato.