Metodi comuni
Ogni ingegnere strutturale è abituato a utilizzare la resistenza allo snervamento come valore limite della verifica, poiché fondamentalmente ogni norma e codice di progettazione si basa su questo approccio.
Tuttavia, ciò si applica al comportamento puramente elastico del materiale. Ciò può portare a una progettazione conservativa e talvolta a un'inutile sovradimensionamento della struttura, con conseguente consumo di materiale.
Tuttavia, il comportamento reale dell'acciaio è diverso e si può assumere il comportamento plastico del materiale dopo il superamento del limite di snervamento.
IDEA StatiCa e il metodo CBFEM
Il metodo agli elementi finiti basato sulle componenti (CBFEM) è una sinergia tra il metodo delle componenti e l'analisi agli elementi finiti.
La verifica di un giunto in un metodo standard basato sui componenti e nel CBFEM utilizzato in IDEA StatiCa Connection si basa sulla verifica di tutte le parti del giunto - le componenti. Le componenti possono essere bulloni, ancoraggi, saldature, piastre e calcestruzzo alla base.
Il CBFEM suddivide l'intero giunto nei componenti separati di cui sopra. Quindi il modello di analisi viene creato automaticamente dal software a partire da ciascun componente.
Tutte le piastre d'acciaio, come le flange o le nervature delle sezioni trasversali, gli irrigidimenti, le nervature, i rinforzi, ecc. sono modellate da elementi finiti. Il FEM è ampiamente accettato nell'ingegneria strutturale e fornisce risultati molto buoni e affidabili.
Le piastre sono modellate con materiale elastico-plastico con una pendenza nominale del plateau di snervamento secondo la norma EN 1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1(E/1000).
Il comportamento del materiale si basa sul criterio di snervamento di von Mises. Si presume che sia elastico prima di raggiungere la tensione di snervamento di progetto fyd.
Il criterio di stato limite ultimo per le regioni non suscettibili di instabilità è il raggiungimento del valore limite della deformazione principale della membrana. Si raccomanda un valore del 5% (ad es. EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Nota 1).
Per saperne di più sul metodo, leggi l'articolo CBFEM - come funziona, conformità al codice, validazione e verifica.
Leggi le informazioni essenziali sulla teoria nel nostro Background teorico.
Convalida e verifica
Il metodo CBFEM, con tutti i suoi presupposti e approcci, come la deformazione plastica limite del 5%, è stato adeguatamente validato e verificato. Cosa significano esattamente validazione e verifica? Il processo di validazione e verifica conferma che i risultati del software sono corretti.
Sulla base dei risultati, si può affermare che si tratta di un metodo assolutamente affidabile, collaudato e sicuro.
Nel nostro Support center sono disponibili numerosi studi di verifica e confronti con test di laboratorio. Puoi trovarli nel link sottostante.
I più importanti esempi di verifica e validazione sono stati pubblicati nel libro "Component-based finite element design of steel connections".
Conclusione
Sulla base della validazione dei risultati con modelli solidi 3D in altri software scientifici, di esperimenti reali e, infine, seguendo le raccomandazioni dell'Eurocodice, il 5% di deformazione plastica è stato fissato come valore limite di verifica.
Questo valore è sufficiente per raggiungere il comportamento reale della struttura, ottenere un progetto economico e rimanere sul in sicurezza della progettazione.