Classificazione delle sezioni.

La classificazione secondo l’EC3.

L’EC3 prevede due diverse modalità di calcolo strutturale:

l’analisi globale elastica

La scelta tra le due modalità è incentrata su una suddivisione delle sezioni in quattro classi effettuata in base alla loro capacità rotazionale.

Classe	Caratteristiche delle sezioni
1		Sezioni in grado di sviluppare una cerniera plastica avente la capacità rotazionale richiesta per l’analisi plastica senza riduzione di resistenza.
2		Sezioni in grado di sviluppare il proprio momento resistente plastico, ma che hanno una capacità rotazionale limitata a causa dell’instabilità locale.
3		Sezioni nelle quali le tensioni calcolate nelle fibre esterne compresse della membratura d’acciaio, assumendo una distribuzione di tipo elastico, possono raggiungere la resistenza allo snervamento, ma l’instabilità locale può impedire lo sviluppo del momento resistente plastico.
4		Sezioni nelle quali l’instabilità locale si verifica prima del raggiungimento della tensione di snervamento in una o più parti.

Il fenomeno dell’imbozzamento.

Le diverse sezioni commerciali possono essere viste come il risultato dell’unione di elementi di area modesta in rapporto alla loro lunghezza.

Gli elementi possono essere considerati interni, se confinati su più lati come ad esempio l’anima di un profilo IPE, o sporgenti, se confinati da un solo lato come l’ala di un profilo IPE. Essi possono essere soggetti al fenomeno dell’imbozzamento, dovuto all’instabilità locale, quando compressi per sforzo normale o a causa della flessione.

Si consideri, ad esempio, l’ala superiore di un profilo IPE assoggettato a flessione con un momento positivo; essa risulta compressa longitudinalmente e, per effetto dell’instabilità locale, può imbozzarsi lungo il lato libero. L’ala inferiore, assoggettata a trazione, non è interessata al problema.

Il fenomeno si verifica se la snellezza dell’elemento è elevata: in questo caso il suo cedimento avviene per carico di punta euleriano; per snellezze limitate, la rottura avviene, invece, per compressione semplice.

Riportando su un grafico normalizzato la variazione del carico sopportabile in funzione della snellezza si ottiene l’andamento evidenziato nella figura seguente

La grandezza adimensionale esprime il rapporto tra il carico ultimo e quello corrispondente allo snervamento; la grandezza adimensionale dipende dal rapporto tra la tensione di snervamento e quella critica euleriana.

I valori limite di l_p corrispondenti alle prime tre classi sono evidenziati in figura; la quarta classe corrisponde al ramo iperbolico euleriano del diagramma.

Il diagramma viene tracciato per la sola tensione di snervamento . I suoi valori possono essere utilizzati anche per altre tensioni mediante il coefficiente e i cui valori sono riportati di seguito.

f_y	235	275	355	420	460
	1	0,92	0,81	0,75	0,71

L’EC3 utilizza il simbolo e anche per le deformazioni unitarie. Non v’è, ovviamente, nessuna relazione tra le due grandezze.

La determinazione della classe.

Seguendo le regole stabilite dall’EC3 l’assegnazione della classe di appartenenza della sezione si presenta relativamente semplice:

si determina la snellezza dell’elemento, dividendo la sua dimensione per il suo spessore; per l’anima si ha mentre per l’ala è

si effettua il confronto con i valori limite proposti dall’EC3.

Ad esempio per l’anima di un profilo IPE si ottiene il quadro sinottico seguente

Classe	Flessione	Compressione	Flessione e Compressione
1			per per
2			per per
3			per per

L’EC3 utilizza il segno + per le tensioni di compressione ed il segno – per quelle di trazione.

Per l’ala dello stesso profilo si ha, a compressione,

Classe 1	Classe 2	Classe 3

Sostituendo i valori numerici, per l’anima si ha, a flessione:

	f_y	235	275	355	420	460
	e	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
	1	72	66,24	58,32	54	51,12
Classe	2	83	76,36	67,23	62,25	58,93
	3	124	114,08	100,44	93	88,04

Per l’anima, a compressione:

	f_y	235	275	355	420	460
	e	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
	1	33	30,36	26,73	24,75	23,43
Classe	2	38	34,96	30,78	28,5	26,98
	3	42	38,64	34,02	31,5	29,82

Per l’anima, a pressoflessione, Classe 1, è

f_y	235	275	355	420	460
a	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
1,0	33,0	30,4	26,7	24,8	23,4
0,9	37,0	34,0	30,0	27,8	26,3
0,8	42,1	38,8	34,1	31,6	29,9
0,7	48,9	45,0	39,6	36,7	34,7
0,6	58,2	53,6	47,2	43,7	41,3
0,5	72,0	66,2	58,3	54,0	51,1
0,4	90,0	82,8	72,9	67,5	63,9
0,3	120,0	110,4	97,2	90,0	85,2
0,2	180,0	165,6	145,8	135,0	127,8
0,1	360,0	331,2	291,6	270,0	255,6
0,001	36000,0	33120,0	29160,0	27000,0	25560,0

Per l’anima, a pressoflessione, Classe 2, è

f_y	235	275	355	420	460
a	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
1,0	38,0	35,0	30,8	28,5	27,0
0,9	42,6	39,2	34,5	32,0	30,3
0,8	48,5	44,6	39,3	36,4	34,4
0,7	56,3	51,8	45,6	42,2	40,0
0,6	67,1	61,7	54,3	50,3	47,6
0,5	83,0	76,4	67,2	62,3	58,9
0,4	103,8	95,5	84,0	77,8	73,7
0,3	138,3	127,3	112,1	103,8	98,2
0,2	207,5	190,9	168,1	155,6	147,3
0,1	415,0	381,8	336,2	311,3	294,7
0,001	41500,0	38180,0	33615,0	31125,0	29465,0

Per l’anima, a pressoflessione, Classe 3, è

f_y	235	275	355	420	460
y	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
-2,0	263,0	242,0	213,1	197,3	186,8
-1,8	232,9	214,3	188,7	174,7	165,4
-1,6	203,9	187,6	165,2	152,9	144,8
-1,4	176,1	162,0	142,6	132,0	125,0
-1,2	149,4	137,5	121,0	112,1	106,1
-1,0	124,0	114,1	100,4	93,0	88,0
-0,8	103,4	95,2	83,8	77,6	73,4
-0,6	89,0	81,9	72,1	66,7	63,2
-0,4	78,1	71,8	63,2	58,6	55,4
-0,2	69,5	64,0	56,3	52,2	49,4
0,0	62,7	57,7	50,8	47,0	44,5

Per l’ala si ottiene, a compressione:

	f_y	235	275	355	420	460
	e	1,0	0,92	0,81	0,75	0,71
	1	9	8,28	7,29	6,75	6,39
Classe	2	10	9,2	8,1	7,5	7,1
	3	14	12,88	11,34	10,5	9,94

I sagomari.

La classe della sezione è riportata nei sagomari diffusi dalle ditte produttrici dei profili commerciali.

Usualmente sono presenti le classi attribuite alla sezione per i diversi tipi di acciaio, distinte per compressione e flessione.