FaTA Next: Gestione dei parametri per l’ analisi "Linear Buckling"

Il buckling, o instabilità elastica, è un fenomeno che si verifica in una struttura sottoposta a carico di compressione. Quando una colonna, una trave o un altro elemento strutturale viene compresso oltre un certo limite, perde stabilità e tende a deformarsi lateralmente anziché continuare a sostenere il carico in modo rettilineo.

Questo fenomeno è particolarmente comune nelle strutture snelle, come colonne o pilastri, e può avvenire anche sotto carichi relativamente bassi se la struttura è sufficientemente flessibile. Il buckling è critico in ingegneria strutturale perché una volta che una struttura subisce questa instabilità, la sua capacità portante si riduce drasticamente, portando a potenziali crolli o deformazioni irreversibili.

In FaTA Next, oltre all’approccio non lineare basato su effetti P-Delta e elementi corotazionali, il problema viene affrontato in ambito lineare mediante la soluzione del problema generalizzato agli autovalori:

Per ogni condizione di carico l’utente può stabilire il numero di modi di buckling da calcolare, in modo da stabilire il valore critico del moltiplicatore dei carichi. Questa funzionalità permette di analizzare la stabilità per qualsiasi tipo di condizione, sia a carichi verticali, sisma e vento.

Vediamo adesso la gestione del Linear Buckling nell’ambito del software FaTA Next.

Per attivare questo tipo di analisi per un gruppo completo di combinazioni , nella pagina "Dati – Analisi azioni e combinazioni – Parametri analisi – Buckling" è possibile modificare i vari parametri:

Dalla griglia delle combinazioni è possibile, selezionando una singola cella, modificare i parametri della singola combinazione:

Una parte importante dellapersonalizzazione dell’analisi riguarda la definizione degli elementi da far partecipare al calcolo del moltiplicatore. Questa operazione consente di filtrare ler aste delle quali considerare il valore del carico assiale per il calcolo della matrice di rigidezza geometrica.

Questa operazione può essere effettuata nella pagina "Dati – Criteri di modellazione " e successivamente assegnando ad ogni oggetto un diverso “Criterio di modellazione”:

L’ultimo passo riguarda le verifiche strutturali. Indipendentemente dall’elaborazione delle analisi, per poter considerare effettivamente i risultati dell’analisi Linear Buckling, è necessario personalizzare (per gruppi o sui singoli elementi) il Criteri di progetto.

Accedendo alla pagina "Dati – Criteri di progetto" è possibile personalizzare i parametri relativi al buckling attribuendo alle aste il coefficiente β da Buckling :

Dopo aver effettuato l’analisi (pulsante presente in “Elaborazione - Buckling”), è possibile visionare i risultati in "Output – Risultati Calcolo". Si riportano due esempi strutturali di un capannone in acciaio (il primo con presenza di controventi):

Leggendo i valori dei moltiplicatori di carico per i due modelli, si può notare per il primo esempio di modellazione (con controventi) un valore pari a 3.939, mentre per il secondo caso (senza controventi) è pari a 3.178.

Questo piccolo esempio evidenzia l’importanza dell’analisi Linear Buckling, la quale può essere utilizzata oltre che per le verifiche anche per ottimizzare il comportamento delle strutture.