Verifica a pressoflessione di elementi strutturali in acciaio (EN 1993-1-1)

Negli impalcati industriali, nei telai multipiano tipici della carpenteria metallica per centri commerciali e nei portali di segnaletica della carpenteria metallica per settore autostradale, gli elementi verticali (colonne e ritti) sono raramente soggetti a sola compressione assiale. Le eccentricità dei carichi, le spinte del vento e la continuità dei nodi strutturali inducono un'azione combinata di sforzo normale (N_Ed) e momento flettente (M_Ed).

La normativa tecnica europea (Eurocodice 3, recepito dalle NTC 2018) affronta la verifica di questi elementi attraverso due controlli distinti: la resistenza della sezione trasversale (locale) e la resistenza all'instabilità dell'elemento (globale).

1. Resistenza della sezione trasversale (EN 1993-1-1 §6.2.9)

La verifica di resistenza sezionale dipende dalla Classe della sezione trasversale. Per le sezioni di Classe 3, in cui si assume una distribuzione elastica delle tensioni e si esclude la ridistribuzione plastica a causa del rischio di instabilità locale, la condizione di sicurezza allo Stato Limite Ultimo (SLU) si esprime mediante il principio di sovrapposizione degli effetti (Criterio di Navier modificato).

2. Resistenza all'instabilità dell'elemento (EN 1993-1-1 §6.3.3)

Un'asta soggetta a compressione e flessione è suscettibile a instabilità globale (flessionale o flesso-torsionale) prima che la sezione più sollecitata raggiunga lo snervamento. Per elementi a sezione doppiamente simmetrica non sensibili a distorsione, l'Eurocodice prescrive la verifica di interazione. Assumendo, per semplicità di trattazione, l'assenza di momenti attorno all'asse debole (M_z,Ed = 0) e l'assenza di sbandamento latero-torsionale (χ_LT = 1), l'equazione di verifica per sezioni di Classe 3 si riduce a:

Limiti di validità delle espressioni

Le formule sopra riportate costituiscono un quadro di sintesi. Ai fini della loro applicazione rigorosa, si assume che: 1) le pareti della sezione non siano soggette a instabilità locale in campo elastico (Classe 1, 2 o 3); 2) i vincoli torsionali alle estremità impediscano fenomeni di instabilità flesso-torsionale (svergolamento); 3) gli effetti del secondo ordine (P-Δ) siano stati considerati nell'analisi strutturale globale o siano trascurabili.