Approcci alternativi al "design assisted by testing" per profili in acciaio sagomati a freddo con sistemi regolari di forature

This thesis concerns study and application of methods useful to evaluation of the load carrying capacity of thin walled cold formed members subjected to compression. As introduction, steel storage pallet racks and T.W.C.F. members have been presented, together with most spread procedures, both experimental and analytical, for the evaluation of their ultimate load. Subsequently, theoretical explanation of the problem of instability in these special profiles has been explained. Core of this thesis are chapters 4 and 5, within which alternative procedures to design assisted by testing have been presented and experienced. Many profiles have been studied through finite element analysis to calculate their load carrying capacity in a compression stress state. Afterwards, ultimate load of the same profiles has been calculated via Direct Strength Method. All the results have been compared with experimental results given by stub column tests, with the aim of validate, or not, F.E.M. and D.S.M. results. Special attention has been given regarding elements with regular perforation systems, that make more difficult the prediction of the load carrying capacity in T.W.C.F. members. Furthermore, appropriate studies have been carried out to consider the effects of geometrical imperfections of the elements.

Questa tesi riguarda lo studio e l’applicazione di metodi per la valutazione della capacità portante di profili sottili formati a freddo soggetti a compressione. Nell’introduzione, sono presentate le scaffalature industriali ed i profili sagomati a freddo, insieme alle procedure più diffuse, sia sperimentali che analitiche, per il calcolo del loro carico ultimo. Successivamente viene presentato dal punto di vista teorico il problema dell’instabilità in questi particolari profili metallici. Le parti centrali di questa tesi sono i capitoli 4 e 5, nei quali sono presentati e sperimentati metodi alternativi a quelli consueti per il progetto dei profili formati a freddo compressi. Una serie di profili commerciali sono stati sottoposti ad analisi ad elementi finiti per il calcolo della loro capacità portante sotto stato di sforzo di compressione. Successivamente la stessa quantità è stata calcolata con il Direct Strength Method. Tutti i risultati sono stati confrontati con quelli sperimentali forniti da prove di compressione globale svolte in laboratorio, con l’obiettivo di validare o meno quanto ottenuto con l’analisi a elementi finiti ed il D.S.M. È stata posta attenzione particolare verso elementi con sistemi regolari di forature, i quali rendono assai più difficile la predizione della capacità portante dei profili formati a freddo. Inoltre, sono stati svolti studi approfonditi per considerare gli effetti delle imperfezioni geometriche.