Instabilità in compressione di profili sottili in acciaio formati a freddo

L’obiettivo della presente tesi è quello di studiare il comportamento in regime di compressione di elementi strutturali in parete sottile formati a freddo ed in particolare dei montanti delle scaffalature industriali pesanti.
Tali elementi sono caratterizzati da elevate snellezze e risultano pertanto interessati da vari fenomeni di instabilità: alla classica instabilità euleriana, si sommano le instabilità locali e le instabilità distorsionali, che spesso risultano essere causa di collasso per questo tipo di strutture.

Il lavoro svolto nella presente tesi è stato sviluppato in 3 fasi:
- Fase I (capitolo 1) - Viene introdotto il materiale acciaio, descrivendo le sue caratteristiche ed il suo impiego nelle costruzioni. Si sono poi analizzati in particolare i profili sottili formati a freddo, le loro forme e tipologie, le tecniche di formatura e le caratteristiche del loro comportamento. Sempre per questi elementi, si sono affrontati in dettaglio i fenomeni di instabilità locale, distorsionale e globale.

- Fase II (capitolo 2, 3 e 4) - Vengono inizialmente descritte (capitolo 2) le prove di trazione semplice su provini piatti per la caratterizzazione meccanica del materiale e successivamente, in maniera dettagliata, le prove di compressione semplice su montanti di varia snellezza per determinare il carico ultimo del montante e l’influenza su questo dei fenomeni di instabilità locale e/o distorsionale, nonché dei sistemi di forature. Le prove si sono svolte all’interno del laboratorio della ditta ROSSS e sono state condotte, nell’ambito dell’attività di tirocinio, sotto la supervisione e con la collaborazione del responsabile del laboratorio ing. Mario Cartacci, dell’ing. Giovanni Lavacchini, relatore della presente tesi, e del titolare dell’azienda Stefano Bettini.

A queste prove è stato affiancato uno studio del comportamento dei montanti attraverso la modellazione (capitolo 3) con il programma agli elementi finiti ANSYS 11.0. Infine, per verificare la validità delle prove sperimentali effettuate e della modellazione con il programma di calcolo agli elementi finiti, si è studiato il comportamento dei montanti seguendo le indicazioni riportate dai metodi di progetto proposti dalle normative Eurocodice 3 Parte 1-3 (rif. [52]) ed AISI (rif. [3]), come descritto nel capitolo 4.

- Fase III (capitolo 5) - A conclusione del lavoro svolto, è stato effettuato un confronto tra i risultati sperimentali, numerici (ricavati dalla modellazione) e quelli ottenuti dai metodi di progetto proposti dalle normative di settore.