Ing. Francesco Pisciottano
Dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Salerno
Lo scopo del presente articolo è descrivere gli aspetti principali dell’attuale standard europeo di riferimento per il progetto e la verifica di resistenza e stabilità delle strutture a guscio in acciaio, utilizzate principalmente in ambito industriale, ovvero l’Eurocodice 3 – Parte 1-6 [1]. L’attuale versione è stata pubblicata nel 2007 ed anch’essa, nell’ottica del più ampio processo di sviluppo della Seconda Generazione degli Eurocodici, è in fase di revisione da parte del comitato tecnico CEN/TC250/SC3 [2] e verrà rilasciata nella sua versione definitiva a Gennaio 2025. In questo lavoro, a partire dalla definizione generale dei differenti approcci di progettazione permessi dalla norma, in funzione dei metodi di analisi utilizzabili, si prosegue descrivendone brevemente la loro applicazione per i differenti Stati Limite. Un maggior focus è posto sulla trattazione dello stato limite di instabilità, che costituisce il corpo principale dell’EN 1993-1-6, con l’obbiettivo di fornire un quadro generale a vantaggio dei progettisti che per la prima volta si interfacciano con essa. Infine, sono descritte brevemente le principali novità che riguarderanno la versione in via di pubblicazione.
1. INTRODUZIONE: NECESSITÀ ED OBBIETTIVI DELL’EUROCODICE 3 PARTE 1-6
Le strutture a guscio hanno da sempre avuto un grande interesse sia da parte degli ingegneri che degli architetti, in funzione del fatto che
sono capaci di rispondere strutturalmente in modo efficiente agli usi per cui sono progettate e al contempo avere un impatto visivo positivo
sul contesto urbano in cui sono inserite. In linea generale si possono differenziare in base all’utilizzo, che può essere: (i) a carattere industriale
e (ii) a carattere architettonico.
Con riferimento al primo, la diffusione dell’acciaio ha contribuito fortemente al loro sviluppo, data la facilità di piegatura di fogli metallici
sottili ed il loro assemblaggio tramite rivettatura, bullonatura o saldatura.
Le geometrie più semplici da realizzare con questa tecnica sono i cilindri e i coni, i cui campi di applicazione spaziano da strutture di stoccaggio come i silos e le cisterne, sino alle torri di raffreddamento o delle turbine eoliche (figura 1). Queste strutture, infatti, essendo soggette prevalentemente a pressioni uniformemente distribuite – gas, liquidi, materiale granulare – traggono il massimo vantaggio in termini di resistenza dalla particolare forma geometrica, permettendo l’utilizzo di spessori estremamente sottili. D’altra parte, però, ciò causa un’elevata snellezza degli elementi, più suscettibili a fenomeni di instabilità (figura 1e).
In quest’ottica, lo sviluppo dell’EN 1993-1-6 [1] è nato dalla necessità di un documento di riferimento di applicazione generale per quanto riguarda il calcolo della resistenza e stabilità delle strutture a guscio di rivoluzione, che potesse essere utilizzato indifferentemente dalla tipologia strutturale, diversamente dalle parti applicative EN 1993-3 [3] ed EN 1993-4 [4], riguardanti regole specifiche aggiuntive per strutture come le ciminiere, silos, torri o cisterne. Inoltre, a differenza dei precedenti standard di riferimento europei come le European Recommendations for Buckling of Steel Shells [5] o le tedesche DIN 18800 [6], le allora appena pubblicate EN 1993-1-6 presentavano diverse importanti novità concettuali e metodologiche, tra cui:
(i) L’introduzione di diversi stati limite, quattro come si vedrà di seguito, che oltre alla resistenza contro l’instabilità locale, coprono la resistenza in termini di collasso plastico, plasticizzazione ciclica e fatica.
(ii) L’introduzione dell’analisi numerica ad elementi finiti (FEA) con differenti livelli di complessità, come metodo di analisi resosi necessario per lo studio delle strutture a guscio, data la loro ampia varietà in termini di forma, condizioni di carico, di vincolo e soprattutto per la grande influenza che le imperfezioni e la non linearità geometrica e meccanica esercitano sul loro comportamento.
(iii) L’introduzione del concetto di classe di qualità (quality class), dipendente da delle specifiche tolleranze costruttive da verificare in seguito
alla realizzazione, che permette di attingere ad una maggior resistenza dovuta all’ alta qualità del prodotto finale. […]
Leggi l’articolo completo su Costruzioni Metalliche, n. 6/2024.