Webinar: “STRUTTURE IN ACCIAIO: DAL DIMENSIONAMENTO DELLE MEMBRATURE AL PROGETTO DELLE STRUTTURE INDUSTRIALI” – 2024

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Era da un po’ di anni che non mi occupavo più di progettazione strutturale e questa lezione è stata molto interessante soprattutto nei nuovi aspetti dell’Eurocodice. Ovviamente non eseguendo più quotidianamente questo tipo di calcoli ero un po’ arrugginito e non ho potuto comprendere tutto a fondo.
L’unica osservazione che faccio è che forse si sarebbero potuti fare maggiori esempi, magari aggiungendo un’ulteriore sessione di qualche ora.
Faccio comunque i complimenti al relatore per la brillante esposizione.

Andrea Morabito

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Corso molto ben fatto. Complimenti ai docenti. Infatti è il secondo anno che lo riseguo sia perchè l’anno scorso avevo perso due giornate di lezione sia per riprendere concetti in generale su cui non mi ero, a causa del lavoro che svolgo in altri campi, per niente aggiornato.
Massimiliano Bregolin

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Buongiorno, il valore di Lcr=2.7L definito a pag. 20 delle dispense dell’ing. Caffè, deriva da un’analisi di buckling, dove si apprezza la rigidezza della connessione trave-pilastro? grazie
Predicatori Giovanni

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Buongiorno, ho una domanda relativa al calcolo delle forze da applicare al modello FEM per la simulazione delle imperfezioni globali e locali.
L’Eurocodice definisce tali carichi fittizi come una percentuale dello sforzo verticale Ned agente sugli elementi: mi domando, quale sforzo verticale Ned devo considerare per la definizione di tali carichi?

In prima battuta, risponderei il carico agente nella combinazione di carico studiata. Pertanto dovrei definire per ogni singolo caso di carico i relativi carichi fittizi e combinare tali carichi fittizi esattamente come fatto per i carichi “effettivi” (dove con effettivi intendo i carichi reali, come gravitazionali, vento, etc).
Tale operazione ovviamente risulta parecchio onerosa, perche i nodi, i frame e i carichi possono risultare molto numerosi. Fortunatamente alcuni software automatizzano il processo con i notional load (SAP2000), ma tale semplificazione la si può applicare unicamente ai carichi gravitazionali e ai carichi che simulano le imperfezioni globali.
Si può considerare pertanto corretto considerare, per Ned, il carico assiale dovuto unicamente ai carichi gravitazionali e pertanto trascurare nella definizione dei carichi fittizi i carichi orizzontali?

Invece, per i carichi che simulano le imperfezioni locali, quale procedimento seguite? Esiste qualche procedimento automatizzato sui software (ad esempio SAP2000) per la definizione di tali carichi? Inoltre, il carico che simula l’imperfezione locale va applicato solamente alle colonne o anche alle travi?

Michele Marchiol

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Buongiorno, ho una delucidazione da chiedere in merito alla scelta della tipologia di analisi.
In passato ho sempre agito nel seguente modo:
– se αcr>10, ho svolto analisi lineare calcolando i Kfactor dei vari elementi (considerandoli >=1 se la struttura era un telaio a momento, <= se la struttura era controventata)
– se αcr<10, ho svolto analisi PDelta limitando a 1 il valore del Kfactor.
Sostanzialmente ho sempre applicato l’Equivalent Member method per αcr>10.
Dalle tabelle riportate nelle slide del corso deduco che, se αcr>10, potrei applicare il metodo M2 limitando a 1 il KFactor, pur non facendo analisi del 2 ordine (l’unica accortezza è di inserire le imperfezioni globali, comunque trascurabili se il mio modello ha carichi orizzontali >0,15 i carichi gravitazionali). Inoltre, osservo che tale metodologia di analisi non è una introduzione dell’EC3 2022, ma era prevista già dall’EC3 2005.

Mi domando quindi: fin’ora ho sostanzialmente sovradimensionato le mie strutture?
Michele Marchiol

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Il tema delle verifiche di stabilità delle membrature presso-inflesse appartenenti ai telai è oggetto di dibattito nella comunità scientifica da diversi decenni.
La motivazione, come spiegato nel primo modulo del corso, è riconducibile al fatto che la soluzione esatta in forma chiusa esiste unicamente per membrature isolate e per semplici configurazioni di carico e vincolo.
Nelle altre casistiche è necessario ricorrere a valutazioni approssimate, di tipo analitico e/o numerico.
L’Eurocodice 3 parte 1-1 (sia in versione 2005 che 2022) prevede la possibilità di utilizzare metodologie differenti, dando la possibilità al progettista di scegliere l’approccio che più reputa opportuno a seconda del problema in studio e dei mezzi di calcolo di cui dispone.
Come evidenziato nel secondo modulo del corso, i vari approcci conducono a risultati simili, con differenze che non eccedono quasi mai il 10%.
Considerando tutte le incertezze in gioco, utilizzare l’uno o l’altro metodo dovrebbe condurre, nelle intenzioni dei normatori, a progettazioni con gradi di sicurezza sostanzialmente analoghi; pertanto, non mi pare che lei abbia finora sovradimensionato le sue strutture, essendosi mosso all’interno delle metodologie previste dalla norma.

Per quanto concerne la procedura denominata M2 nell’EN 1993-1-1:2022 (telaio con αcr ≥ 10, analizzato al prim’ordine con imperfezioni globali, membrature verificate a instabilità con lunghezza critica per telai non-sway mode), nell’EN 1993-1-1:2005 non sembra essere esplicitamente indicato se sia o meno prevista.
Nella stesura delle slides per il primo modulo del corso (in particolare per la tabella di pagina 80), per dirimere la questione si è fatto riferimento ai due seguenti riferimenti bibliografici:
– BOISSONNADE N., GREINER R., JASPART J.P., LINDNER J. (ECCS Technical committée 8), Rules for Member Stability in EN 1993-1-1- Background documentation and design guidelines, ECCS, Portugal, 2006
– GREINER R., KETTLER M., LECHNER A., JASPART J.P., WEYNAND K., ZILLER C., OERDER R., SEMI-COMP+: Valorization action of Plastic member capacity of semi-compact steel sections – a more economic design, Background Documentation, European Commision, 2011.
In entrambi i documenti (redatti, tra gli altri, da alcuni degli estensori dell’EN 1993-1-1:2005) è chiaramente indicato che nelle condizioni di applicabilità del metodo M2 (telaio con αcr ≥ 10) non è previsto l’utilizzo di imperfezioni globali. È indicata, invece, la possibilità di inserire imperfezioni locali e svolgere analisi del II° ordine per condurre unicamente verifiche di resistenza ed evitare di dover effettuare verifiche di stabilità.
Data la non chiarezza dell’EN 1993-1-1:2005 sul punto, è tuttavia possibile che siano state fornite differenti interpretazioni della norma da altri autori; invito il collega a indicare il riferimento bibliografico al quale fa riferimento, al fine di fornire il più completo quadro possibile sul tema.

Alessandro Desimoni

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Circa il dimensionamento delle connessioni dei controventi (connessioni soggette a forze di taglio) nelle strutture sismiche, durante la lezione di venerdì 2 febbraio, un collega aveva chiesto:
“L’utilizzo di bulloni precaricati EN14399 e le relative verifiche ad attrito sono necessari anche per progettazione elastica?”
Avevo risposto che la prescrizione vale solo per le strutture dissipative, quindi NON in progettazione elastica. Fornisco qui il riferimento preciso: la prescrizione di usare unioni a taglio di tipo B o C (ad attrito) escludendo quelle di tipo A (a taglio + rifollamento), si trova nell’EC8: EN 1998-1 al paragrafo §6.5.5: “Regole di progettazione per collegamenti in zone dissipative”, quindi chiaramente limitata alle strutture dissipative.

Per avere una spiegazione più estesa e, spero, più chiara di quanto detto nel webinar, potete consultare anche una domanda fatta con riferimento ad un altro webinar: “LA PRATICA DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – 3 NOVEMBRE 2023”, sempre nel Forum.
Un collega aveva lì chiesto:
“In zona sismica, in Italia, sono ammesse unioni precaricate ad attrito come resistenza allo stato limite ultimo (SLV)? Oppure in condizione sismica SLV si devono dimensionare le unioni sempre a taglio?”
(https://www.collegiotecniciacciaio.it/f ... post-17233)
Seguono due risposte, una mia ed una dell’ing. Borgogni che aveva tenuto il webinar, che possono essere utili.

Saluti,
Benedetto Cordova

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DOMANDE DEL MODULO 1 (DESIMONI): NORMATIVE

Riportiamo qui le domande con relative risposte formulate durante lo svolgimento del modulo 1 del webinar, pensando che possa essere utile metterle a disposizione di tutti. Le risposte sono state concordate tra tutti i relatori.

DOMANDA:
Le formulazioni riportate nella nuova EN 1993-1-1:2022 (ad es. quelle per il calcolo della resistenza per instabilità laterale con ritegni intermedi) potrebbero essere già ora impiegate nella pratica professionale? Questa norma è già considerabile come documento di comprovata validità?

RISPOSTA:
A rigore, il nuovo EN 1993-1-1:2022 non può ancora essere utilizzato in Italia in quanto non è stato pubblicato il relativo annesso nazionale. Potrebbe essere impiegato in uno stato europeo che riconosce l’uso degli Eurocodici dal momento in cui viene pubblicato l’annesso nazionale per quello stato. Potrebbe essere impiegato in un paese extra-europeo solo se l’uso è esplicitamente consentito nelle specifiche fornite dal committente.
In ogni caso, è opportuno rilevare che, come indicato nella copertina della versione italiana edita dalla UNI, “La presente norma è concepita per essere usata insieme alla EN 1990, alla EN 1991 (tutte le parti), alle parti della EN 1992 e alla EN 1999 in cui le strutture di acciaio strutture o le componenti di acciaio sono citate in tali documenti”. Pertanto, per la piena applicabilità del nuovo EN 1993-1-1:2022 è necessario che il quadro dei documenti sopra citati sia completamente disponibile nella versione più aggiornata (Eurocodici di IIa generazione).

Benedetto Cordova

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DOMANDE DEL MODULO 1 (DESIMONI): METODI DI ANALISI DEI TELAI

Riportiamo qui le domande con relative risposte formulate durante lo svolgimento del modulo 1 del webinar, pensando che possa essere utile metterle a disposizione di tutti. Le risposte sono state concordate tra tutti i relatori.

DOMANDA:
Il metodo dei diagrammi di Wood prevede che vi siano incastri tra le travi e le colonne?

RISPOSTA:
I digrammi di Wood sono costruiti ipotizzando la continuità tra le membrature nel nodo considerato. È possibile tenere conto del grado di vincolo all’estremo opposto delle travi che convergono nel nodo, oltre che del vincolo a terra di cerniera o incastro per la colonna del primo livello .

DOMANDA:
Se nelle analisi di un telaio tengo conto delle imperfezioni, aumentano le sollecitazioni e per questo motivo non devo eseguire le verifiche di instabilità ma solo quelle di resistenza?

RISPOSTA:
L’inserimento delle imperfezioni, con il conseguente incremento di sollecitazioni, è il modo più accurato per valutare il comportamento all’instabilità di una membratura.
Occorre distinguere tra le imperfezioni globali, responsabili degli effetti P-Δ, e le imperfezioni locali, responsabili degli effetti P-δ.
Inserendo solo le prime ed effettuando analisi geometriche non lineari (GNIA), è comunque necessario effettuare le verifiche di stabilità, considerando una lunghezza libera di inflessione pari a quella geometrica della membratura (Lcr = L) – Metodo M3.
Inserendo anche le imperfezioni locali ed eseguendo sempre un’analisi GNIA, è possibile omettere le verifiche di stabilità nel piano considerato – Metodo M4 (vanno tuttavia eseguite fuori piano, a meno di non inserire le pertinenti imperfezioni e utilizzare il metodo M5).
Effettuando un’analisi lineare al prim’ordine (LA) è necessario eseguire verifiche di stabilità considerando una lunghezza libera di inflessione della membratura pertinente con il modo instabile laterale del telaio – Metodo EM.
In sostanza, le verifiche di stabilità devono essere condotte per considerare gli effetti del second’ordine e le imperfezioni non incluse nell’analisi. Utilizzando il metodo EM, gli effetti P-Δ vengono simulati adottando una lunghezza libera di inflessione dipendente dal modo instabile laterale del telaio, mentre gli effetti P-δ vengono tenuti in conto tramite il fattore di imperfezione α.

DOMANDA:
Le azioni simiche devono essere considerate tra i casi di carico che uso per trovare l’αcr?

RISPOSTA:
Sì, l’analisi di buckling dovrebbe essere effettuata per ogni combinazione di carico. Questo comporta un rilevante onere computazionale, compete alla sensibilità del progettista individuare le combinazioni realmente significative per cui condurre le analisi.
Per quanto concerne le azioni sismiche, si ricorda che le NTC2018 al §7.3.1 introducono il fattore θ, reciproco di αcr, per il quale valgono limitazioni più stringenti relativamente al campo di applicabilità delle analisi del prim’ordine.

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ripeto qui la domanda perché si riferisce all’ultima risposta di B. Cordova di questo post #17635. Erroneamente l’avevo postata nel #17636

Relativamente alla ricerca di alfa critico, “l’analisi di buckling dovrebbe essere effettuata per ogni combinazione di carico“. Questo vale anche per la formula [C4.2.5.] della Circolare delle NTC [Formula a pag.71 slide Desimoni] “alfa,cr = (h*H,ED)/(delta*V,ED)” utilizzabile per le stilate di pilastri “dei telai multipiano e portali con falde poco inclinate“?

Vanno cioè considerate anche le combinazioni di carico senza forze orizzontali esplicite (es. neve senza vento) o con forze orizzontali agenti perpendicolarmente alla stilata considerata (es vento ortogonale al piano della stilata)? Nella circolare c’è scritto: “Nel calcolo di H,ED e di delta si devono considerare oltre alle forze orizzontali esplicite, anche quelle fittizie dovute alle imperfezioni, calcolate come al par. C.4.2.3.5.” il che sembra non prendere in considerazione i casi in cui le forze orizzontali esplicite non ci sono.

Laura Ragazzoni