Esistono programmi per le verifiche di stabilità  degli elementi lignei?

ultimo aggiornamento
26.09.2014 (26.04.2007)
Nr.: 7083

Risposta team esperti :

Nella sezione link del sito a cura del team di promo_legno sono raccolti alcuni link utili per i professionisti (http://www.promolegno.com/network/notizie-e-riviste/), tra cui anche software di calcolo specifici per le strutture in legno.

Nel caso dell`analisi di stabilità  delle strutture, questi software di calcolo non utilizzano il metodo agli elementi finiti, in quanto nella maggior parte dei casi pratici si devono affrontare casi semplici di instabilità , codificati dalle normative.

Per esempio nel caso di instabilità  di colonna (fenomeno di svergolamento della colonna snella compressa, descritto dalla teoria euleriana di instabilità ), la verifica di stabilità  si esegue confrontando la sollecitazione di compressione con una resistenza a compressione ridotta mediate un parametro k_c riportato in normativa secondo »curve di instabilità « in funzione della geometria degli elementi e delle proprietà  dei materiali e della condizioni di vincolo della colonna (il parametro che sintetizza le caratteristiche geometriche e meccaniche è indicato come »snellezza relativa« l_rel) e anche delle imperfezioni geometriche osservate sugli elementi di colonna reali.

Alcune curve di instabilità  per il caso di colonna compressa sono riportate nel diagramma in figura a lato, dove in ordinata sono riportati i valori del coefficiente riduttivo k_c, ed in ascissa i valori l_rel.

Anche nel caso di instabilità  di trave (fenomeno di sbandamento laterale della trave snella, decritto dalla teoria di Prandtl-Michell), l`approccio è analogo: la verifica si esegue confrontando la sollecitazione di flessione con una resistenza a flessione ridotta mediate un parametro k_crit riportato in normativa secondo »curve di instabilità «.

Questo approccio normativo, qui brevemente sintetizzato, viene illustrato in maniera piö ampia e con esempi di calcolo nel capitolo 4 del testo »Piazza M., Tomasi R., Modena R. (2005), Strutture in legno - Materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee, Ulrico Hoepli Editore, Milano« oppure nel paragrafo 4 del prontuario promo_legno »Il calcolo delle strutture in legno. Basi tecniche ed esempi di applicazione« a cura di Andrea Bernasconi e Maurizio Piazza.

Nei casi meno frequenti di verifiche di stabilità  di strutture piö complesse, come nel caso di un telaio, puo essere realizzata con un analisi del secondo ordine, ovvero considerando l`equilibrio della struttura nella sua configurazione deformata: in questo caso la normativa riporta le opportune distorsioni ai nodi e le variazione di curvatura da assegnare alle singole aste per la verifica di stabilità .

In questo caso puo essere necessario l`utilizzo di programmi elementi finiti che consentano analisi del secondo ordine: si tratta in questo caso pero di software specificatamente pensati e progettati per l`analisi strutturale (e quindi non legati a specifiche tipologie strutturali o materiali strutturali), in cui l`utilizzatore deve essere in grado di inserire tutti i parametri di materiale richiesti, di definire in maniera adeguata i gradi di vincoli ed i valori di rigidezza dei nodi. Una tale analisi solitamente esula dalle competenze specifiche di molti studi di progettazione.

Alcuni documenti normativi, come il recente documento tecnico CNR DT-206 (http://www.cnr.it/sitocnr/IlCNR/Attivita/NormazioneeCertificazione/DT206_2006.html), prevedono altresì una modalità  di verifica approssimata per la valutazione della stabilità  globale di telai a nodi spostabili, mono o multipiano. Questa consiste nel controllare che la struttura sia in grado di sopportare contemporaneamente la piö sfavorevole delle combinazioni di carico previste, con l`esclusione del vento, unitamente ad un sistema di forze fittizie orizzontali pari a 1/80 dei carichi verticali applicati. L`azione convenzionale si considera appartenente alla classe di media durata e le combinazioni di carico per le verifiche degli stati limiti ultimi si considerano fondamentali. Affinché la verifica sia soddisfatta, la freccia orizzontale massima istantanea allo stato limite di servizio deve essere minore di 1/500 dell`altezza totale del telaio (si veda l`esempio di calcolo riportato nel paragrafo 5.6.3 del primo testo citato).

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