Numerical investigation on the behaviour of perforated thin-walled cold-formed elements

The behaviour of cold-formed thin-walled (CFTW) section with rectangular holes including normal and bending stresses, displacement, rotation, bimoment and warping constant was investigated. Finite element (FE) analysis was performed on a wide range of CFTW profiles with different sizes of perforations and varying length of modules. FE models have been developed to simulate cantilever CFTW elements. The FE models for CFTW sections were verified against the theoretical approach based on consolidated rules for the thin-walled profiles not considering perforations. The thesis summarizes the numerical investigation focused on the results of 8 Modules for axial load in tension, 16 Modules for bending moment(cross and along aisle direction) and 5 modules for torsional moment for c-section regular and similarly for c-section irregular with only difference analysis of 6 modules for torsional moment. Furthermore, the influence of perforations discussed in terms of position and length of it. It has been highlighted the importance of considering the perforations along the beam and the need of a new design approach able to consider the presence of holes. Moreover, the analysis of obtained results formulated the direction for a further research.

È stato studiato il comportamento della sezione a parete sottile formata a freddo (CFTW) con fori rettangolari tra cui tensioni normali, flessione, spostamento, rotazione, bimomentamento e costante di deformazione. L'analisi agli elementi finiti (FE) è stata eseguita su una vasta gamma di profili CFTW con diverse dimensioni di perforazioni e lunghezza variabile dei moduli. I modelli FE sono stati sviluppati per simulare elementi CFTW a sbalzo. I modelli FE per le sezioni CFTW sono stati verificati rispetto all'approccio teorico basato su regole consolidate per i profili a parete sottile che non considerano le perforazioni. La tesi riassume l'indagine numerica focalizzata sui risultati di 8 moduli per il carico assiale in tensione, 16 moduli per il momento flettente (trasversale e lungo la direzione del corridoio) e 5 moduli per il momento torsionale per sezione c regolare e analogamente per sezione c irregolare con unica differenza di analisi di 6 moduli per momento torsionale. Inoltre, l'influenza delle perforazioni discusse in termini di posizione e lunghezza di esso. È stato evidenziato l'importanza di considerare le perforazioni lungo il fascio e la necessità di un nuovo approccio progettuale in grado di considerare la presenza di fori. Inoltre, l'analisi dei risultati ottenuti ha formulato la direzione per un'ulteriore ricerca.