Che cos'è il calcolo delle strutture in acciaio?

Nella progettazione degli elementi in acciaio, oltre alla resistenza a snervamento della sezione conta anche il comportamento a instabilità: nelle travi lunghe con poco vincolo laterale l'instabilità flesso-torsionale e nei pilastri snelli l'instabilità flessionale o torsionale limitano la capacità. Per questo la lunghezza non controventata, la lunghezza di libera inflessione e la classe della sezione sono importanti quanto la resistenza.

In Turchia le strutture in acciaio si progettano secondo i Principi di Progettazione, Calcolo e Costruzione delle Strutture in Acciaio (ÇYTHYE), mentre le azioni sismiche si determinano secondo TBDY 2018. StatiCAD applica l'approccio Progettazione con Fattori di Carico e Resistenza (YDKT) di ÇYTHYE.

In StatiCAD gli elementi in acciaio possono coesistere nello stesso modello con elementi portanti in cemento armato, muratura o legno. Nelle strutture miste, travi di copertura in acciaio, pilastri in acciaio ed elementi in acciaio aggiuntivi si progettano senza bisogno di un altro programma.

Che cosa fa StatiCAD nelle strutture in acciaio?

Tutte le fasi della progettazione di travi e pilastri in acciaio, dall'assegnazione del profilo alla relazione di calcolo.

Libreria di profili e assegnazione della sezione

  • Profili a I/H laminati a caldo pronti, tra cui IPE, IPN, HEA, HEB, HEM e HD, HL, HP
  • Ricerca per categoria e nome, anteprima della sezione con geometria reale
  • Assegnazione delle classi d'acciaio come S235, S275, S355 insieme alla sezione
  • I profili formati a freddo C, Z, U e Sigma si progettano nel modulo per acciaio leggero

Progettazione delle travi in acciaio

  • Flessione: snervamento e instabilità flesso-torsionale inelastica ed elastica; limiti Lp e Lr
  • Resistenza a taglio
  • Effetto combinato di flessione, sforzo assiale e taglio
  • Controllo della freccia: L/300, L/200, L/150 o limite definito dall'utente

Progettazione dei pilastri in acciaio

  • Compressione assiale: instabilità flessionale sui due assi e instabilità torsionale
  • Controllo della snellezza della sezione; le sezioni snelle sono segnalate in modo esplicito nella relazione
  • Avviso per KL/r > 200
  • Effetto combinato di sforzo assiale e flessione biassiale

Combinazioni di carico

  • Inviluppo delle combinazioni verticali e di vento YDKT di ÇYTHYE e delle combinazioni sismiche
  • La combinazione di carico determinante è riportata con ogni risultato
  • Le combinazioni di progetto dell'acciaio si applicano senza modificare l'elenco delle combinazioni di carico del progetto

Lunghezze di instabilità e di vincolo laterale

  • Nella trave la lunghezza di vincolo laterale è ricavata automaticamente dalla lunghezza della trave oppure inserita manualmente
  • Nel pilastro la lunghezza di libera inflessione è ricavata automaticamente dall'altezza di piano (K = 1) oppure inserita separatamente per ogni asse
  • Coefficiente di correzione del momento Cb dal diagramma del momento di ogni combinazione di carico (ÇYTHYE Eq. 9.1); 1,0 nelle mensole

Vista 3D e relazioni

  • Gli elementi con profilo assegnato compaiono nella vista 3D con la geometria reale della sezione
  • Nelle relazioni di travi e pilastri: proprietà della sezione, grandezze intermedie (Lb, Cb, Lp, Lr, KL/r), domanda, capacità, rapporto e stato limite determinante
  • Verifiche soddisfatte contrassegnate in verde, quelle non soddisfatte in rosso
  • Relazione in turco o in inglese

Come funziona?

  1. Modellare travi e pilastri.
  2. Con il pulsante Seleziona sezione nella finestra delle proprietà dell'elemento, assegnare il profilo e la classe d'acciaio.
  3. Impostare il tipo di progettazione dell'elemento su “Acciaio”.
  4. Avviare l'analisi; le verifiche di progettazione dell'acciaio vengono eseguite automaticamente al termine dell'analisi.
  5. Dall'albero delle relazioni, scegliere Relazioni degli elementi in acciaio per ottenere la relazione.

Relazioni

Il gruppo Relazioni degli elementi in acciaio contiene due relazioni:

  • Calcoli delle travi in acciaio: proprietà della sezione, Lb, Cb, Lp, Lr, momento di progetto e combinazione di carico determinante, capacità a flessione e stato limite, taglio, effetto combinato e freccia
  • Calcoli dei pilastri in acciaio: proprietà della sezione, lunghezze di libera inflessione, snellezza, sforzo assiale e capacità a compressione, modo di instabilità determinante, flessione biassiale ed equazione di interazione
  • Esito Adeguato / Non adeguato per ogni elemento
  • Immagini delle sezioni nelle tabelle delle sezioni

Documenti di aiuto

Uso passo per passo, esempi di soluzione, fondamenti teorici e studi di validazione nella Base di conoscenza.

Validazione

I calcoli di travi e pilastri in acciaio sono stati confrontati riga per riga con calcoli manuali: proprietà della sezione, limiti Lp e Lr, coefficiente Cb, momento di instabilità flesso-torsionale, resistenza a taglio, freccia, capacità di instabilità e valori di interazione coincidono esattamente con il calcolo manuale.

La stampa nella relazione delle grandezze intermedie accanto al risultato consente di verificare facilmente ogni risultato.

Dettagli degli studi di validazione (Base di conoscenza)

Normative

ÇYTHYE (YDKT) TBDY 2018
In quale edizione? I calcoli per le strutture in acciaio sono disponibili in StatiCAD Ultimate.

Domande frequenti

Con quali profili si può progettare in acciaio?

Il calcolo della resistenza è eseguito per profili a I/H laminati a caldo come IPE, IPN, HEA, HEB, HEM e HD, HL, HP. Si possono assegnare anche profili a U, L, T, scatolari e tubolari, che compaiono nel modello e nella vista 3D. I profili formati a freddo si progettano nel modulo per acciaio leggero.

Elementi in acciaio e in cemento armato possono coesistere nello stesso modello?

Sì. Il tipo di progettazione di ogni elemento (cemento armato, muratura, legno, acciaio) si sceglie separatamente; nelle strutture miste gli elementi in acciaio sono risolti nella stessa analisi e verificati secondo la propria normativa.

Come si calcola l'instabilità flesso-torsionale?

La lunghezza di vincolo laterale della trave è ricavata automaticamente dalla lunghezza della trave oppure inserita manualmente. Il programma calcola i limiti Lp e Lr, determina la zona di snervamento, di instabilità flesso-torsionale inelastica o elastica e riporta nella relazione lo stato limite determinante. Il coefficiente di correzione del momento Cb è calcolato dal diagramma del momento di ogni combinazione di carico; la combinazione determinante è quella con il rapporto domanda/capacità maggiore.

I carichi del vento entrano nella progettazione dell'acciaio?

Se nel progetto è definita la condizione di carico del vento, le combinazioni di vento YDKT di ÇYTHYE vengono aggiunte alla progettazione. L'elenco predefinito delle combinazioni di TBDY non include il vento; in tal caso gli avvisi dell'analisi segnalano l'assenza di combinazioni di vento.

In quale edizione di StatiCAD è disponibile?

I calcoli per le strutture in acciaio sono disponibili in StatiCAD Ultimate. Può provare il flusso di lavoro con la versione demo gratuita.

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