Predizione della capacità portante di profili in acciaio sagomati a freddo forati

The thesis addresses the load-bearing capacity of thin-walled cold-formed steel profiles, with particular attention to structures with perforations for industrial applications, such as shelving. The analysis begins with a description of the manufacturing processes of thin-walled profiles, which, through cold rolling and subsequent bending and perforation treatments, produce elements characterized by good strength, lightness, and cost-effectiveness in production. However, the reduced thicknesses used in the sections increase their vulnerability to local and distortional instability phenomena, making it challenging to predict their load-bearing capacity. To evaluate the load-bearing capacity, the work compares three calculation methodologies: the "Effective Width Method" (EWM) based on European standards, the "Direct Strength Method" (DSM) from American regulations, and a numerical analysis through finite element simulations (FEM) conducted using Abaqus C.A.E. FEM analyses, which replicate experimental axial compression tests (stub column), have demonstrated high accuracy and a potential reduction in time and costs compared to physical testing.

La tesi affronta il tema della capacità portante di profili sottili in acciaio sagomati a freddo, con particolare attenzione alle strutture dotate di forature per applicazioni industriali come le scaffalature. L'analisi parte da una descrizione dei processi di produzione dei profili a parete sottile, che, attraverso la laminazione a freddo e successivi trattamenti di piega e foratura, generano elementi caratterizzati da una buona resistenza, leggerezza ed economicità nella produzione. Tuttavia, i ridotti spessori utilizzati nella sezione ne aumentano la vulnerabilità a fenomeni di instabilità locale e distorsionale, rendendo complessa la previsione della loro capacità portante. Per valutare la capacità portante, l'elaborato confronta tre metodologie di calcolo: l’"Effective Width Method" (EWM) basato su norme europee, il "Direct Strength Method" (DSM) della normativa americana, e un'analisi numerica tramite simulazioni agli elementi finiti (FEM) svolte con il software Abaqus C.A.E. Le analisi FEM, riuscendo a replicare prove sperimentali di compressione assiale (stub column), hanno dimostrato elevata accuratezza e una potenziale riduzione di tempi e costi rispetto alle prove fisiche.