Ing. Leonardo Bandini | CSi Italia S.r.l.
In questo articolo si illustra il nuovo Eurocodice, in versione preliminare, prEN 1993-1-14 “Design assisted by finite element analysis”.
Negli anni, complice il continuo sviluppo del settore FEM, è stato reso semplice ed alla portata di tutti i tecnici progettisti di strutture in acciaio l’utilizzo di metodologie di modellazione ed analisi per la verifica “diretta” di membrature in acciaio.
Questa crescente diffusione è stata accompagnata da un’adeguata crescita della conoscenza dei principi di base su cui queste tecniche si basano?
Ma soprattutto, da un punto di vista legislativo gli impianti normativi sono compatibili con questi metodi?
Per dare risposte a questi due quesiti, il CEN ha deciso di dedicare un intero documento, ancora in versione preliminare, noto come rEN 1993-1-14 “Design assisted by finite element analysis” [1]. Già nel titolo si capisce l’importante specificità di questo documento, il primo dedicato al FEM nell’ambito degli Eurocodici.
Introduzione
Descrivere la nascita e lo sviluppo dell’approccio FEM nel calcolo computazionale implica partire dal lavoro dei quattro precursori: John H. Argyris (Ιωάννης Χατζι Αργύρης), Ray W. Clough, M. J. Turner, O. C. Zienkeiwicz. In particolare, nel 1952 il professor Ray W. Clough (per quasi quarant’anni insegnante nella prestigiosa Facoltà d’Ingegneria dell’Università di Berkeley) teorizza il “Direct Stiffness Method” per la risoluzione dello stato tensionale di strutture complesse [2]. Venne coniato il termine “Elementi Finiti”.
L’obiettivo dei suoi studi nasceva dalla necessità di risolvere il problema della determinazione delle tensioni di strutture tralicciate ed a gusci. Le prime applicazioni importanti degli elementi finiti furono proprio rivolte alle strutture a guscio sia in calcestruzzo armato [3] che a pareti sottili in acciaio [4].
Si comprese sin da subito che le strutture in acciaio e soprattutto le membrature di strutture in acciaio sono caratterizzate da comportamenti facilmente predicibili mediante modelli FEM ed analisi non lineari (per effetti geometrici e di materiale), sia da un punto di vista di resistenza sia da un punto di vista d’instabilità. Negli anni è diventato usuale riprodurre il comportamento di strutture in acciaio, oggetto di test sperimentali, mediante approcci numerici sempre più raffinati che hanno condotto ad una continua evoluzione delle tecniche di modellazione.
Per citare esempi pratici, molti sono gli articoli che sovrappongono i risultati sperimentali di strutture metalliche a parete sottile con gli analoghi risultati ottenuti mediante metodologie FEM [5].
Anche il processo di taratura delle formulazioni di verifica presenti nelle diverse normative, come per esempio il modello delle bande diagonali di trazione inerente al comportamento instabile delle c.d. “travi alte” o alcuni metodi per la verifica di stabilità di membrature presso-inflesse, è spesso oggetto di raffronto con i risultati sperimentali coadiuvati da approcci FEM. […]
Leggi l’articolo completo su Costruzioni Metalliche n. 2/2024.
Leonardo Bandini
È laureato in Ingegneria Civile, indirizzo strutture, all’Università di Firenze. Appassionato di metodologie avanzate di protezione sismica delle strutture e di controllo della risposta dinamica delle stesse, ha collaborato con diverse Università. È socio di CSi Italia srl dove svolge attività di diffusione, assistenza e potenziamento dei programmi di calcolo strutturale prodotti dalla CSi America. È altresì socio dello studio associato Brunetta Bandini dove svolge attività progettuale. Tra le tante attività svolte legate al mondo dell’ingegneria e del calcolo delle strutture è attualmente Consigliere del Collegio dei Tecnici dell’Acciaio e Responsabile Scientifico della rivista Lo Strutturista.