L'importanza dell'analisi di instabilità

Un'analisi di instabilità determinerà se una struttura si sta deformando a causa di carichi assiali. In questo articolo, Software di ingegneria online SkyCiv introdurrà l'instabilità e illustrerà perché è importante quando si modellano le strutture.

Che cos'è la deformazione e in che modo è diversa dalla flessione / deflessione?

La deformazione è la modalità di cedimento di un elemento strutturale che subisce un effetto elevato compressivo sollecitazioni che provocano un'improvvisa deflessione laterale. I pilastri sono generalmente soggetti a controlli di instabilità perché le forze di compressione o assiali sono responsabili dell'instabilità e queste sono comuni nei pilastri piuttosto che nelle travi. In ingegneria strutturale, il termine "la deflessione " di solito è riservato per lo spostamento di un membro a causa delle forze di flessione. La deflessione in questo modo è prevedibile e può essere calcolata. D'altro canto, la deflessione laterale causata dall'instabilità è instabile. Una volta che un membro inizia a cedere, ogni ulteriore carico provocherà deformazioni significative e imprevedibili. L'immagine sotto mostra un elemento deformato a causa di un elevato carico di compressione. La deformazione spesso è simile all'accartocciamento (immagina di schiacciare una lattina vuota di soda). Rimuovi l'immagine in primo piano

Esecuzione di un'analisi di instabilità

SkyCiv Structural 3D può eseguire un'analisi di instabilità per te. Ci sono molti casi in cui un'analisi statica lineare non è adeguata e tale analisi NON rileverà guasti dovuti a instabilità. Per questa ragione, un'analisi di instabilità deve essere eseguita separatamente. Software di analisi strutturale come SkyCiv Structural 3D ti darà il fattore di instabilità più basso della struttura. Tipicamente, un fattore di instabilità inferiore a uno indica che si verificherebbe l'instabilità. I fattori sopra uno implicano che la struttura non si deformerà, ma è saggio puntare a un fattore di instabilità molto più alto per ovvie ragioni. L'esempio mostrato di seguito illustra come un'analisi statica lineare risolve una deflessione molto bassa della struttura, anche se si sta verificando instabilità. Considera il telaio a quattro piani che è alto 22 metri. Abbiamo intenzionalmente allungato le colonne inferiori, che sono completamente fissati alla base per indurre instabilità. Ci sono carichi distribuiti su ogni livello della struttura ed è stato applicato il peso proprio. In questo esempio, un'analisi statica lineare (vedere la sinistra dell'immagine sotto) mostra una deflessione totale massima di 4,6 mm, un valore davvero irrisorio considerando che la struttura è alta 22m. Alla base delle colonne, la deflessione massima sembra essere di circa 3,3 mm. Se viene eseguita un'analisi di instabilità, SkyCiv Structural 3D avverte di un fattore di instabilità di 0.98, indicando che la struttura sta cedendo (il fattore è inferiore a uno). Infatti, la forma con fibbia (mostrato in rosso a destra dell'immagine sotto) mostra che le lunghe colonne alla base stanno cedendo. In sintesi, questo esempio ha evidenziato l'importanza di un'analisi di instabilità. Nonostante un'analisi statica lineare che mostri solo una piccola deflessione, la struttura stava cedendo e cedendo! Deve sempre essere eseguita un'analisi di instabilità per verificare l'instabilità di elementi snelli sottoposti a sollecitazioni assiali elevate poiché un'analisi statica lineare non è in grado di rilevare questo tipo di cedimento. SkyCiv Structural 3D può eseguire la tua analisi di instabilità per te: basta colpire "Analisi di instabilità" quando si fa clic su "Risolvere" e lascia che il software faccia tutto il lavoro per te!