Fonte: Roberto Leon, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Nella progettazione di opere civili, è importante fornire strutture che non solo siano sicure sotto carichi imprevisti, ma forniscano anche prestazioni eccellenti sotto carichi quotidiani a un costo economico ragionevole. Quest'ultimo è spesso legato all'uso minimo di materiali, alla facilità di fabbricazione e alla rapida costruzione sul campo. Le strutture realizzate con membri in acciaio possono essere molto economiche a causa della grande resistenza del materiale e dell'ampia prefabbricazione dei loro membri e connessioni, che aiutano a massimizzare la velocità di costruzione in loco. Generalmente, lo scheletro di una struttura in acciaio sarà molto snello rispetto a uno in cemento armato. Mentre il suo comportamento in tensione è governato principalmente dalla resistenza del materiale, l'acciaio in compressione è governato da un'altra modalità di guasto comune a tutti i materiali: la deformazione. Questo comportamento è facilmente dimostrabile premendo verso il basso su un righello di legno sottile, che sotto un carico di compressione si sposterà improvvisamente lateralmente e perderà capacità di carico. Questo fenomeno si verificherà in qualsiasi membro snello di una struttura. In questo laboratorio, misureremo la capacità di instabilità di una serie di esili colonne in alluminio per illustrare questa modalità di guasto, che nel tempo ha portato a molti guasti catastrofici tra cui quello del Quebec River Bridge, che è stato eretto nel 1918.

1. Ottenere diversi pezzi lunghi di una barra di alluminio da 1 pollici per 1/4 di in . (6061 o simile) e tagliarli a lunghezze di 72, 60, 48, 36, 24, 12 e 8 pollici, rispettivamente. Arrotondare entrambe le estremità delle barre fino a una circonferenza di 1/8 di in.
2. Misurare le dimensioni della barra (lunghezza, larghezza e spessore) con l'stanza più vicina di 0,02 pollici.
3. Lavorare due piccoli blocchi di acciaio (2 pollici x 2 pollici x 2 pollici) per avere una penetrazione circolare molto liscia di 1/2 pollici lungo u

Traccia i risultati della tabella come sollecitazioni di deformazione rispetto alla snellezza (kL / r), insieme alla curva data da Eq. 9. Confronta i risultati con i valori previsti. I risultati sperimentali mostrano due regioni distinte. Quando le colonne sono relativamente lunghe, il carico critico è dato moltiplicando Eq. 9 per l'area della colonna. Quando le colonne iniziano ad accorciarsi, il carico critico inizia ad avvicinarsi alla forza del materiale. A questo punto il comportam.

Questo esperimento ha dimostrato la validità dell'approccio di Eulero per il calcolo dei carichi di instabilità locali per colonne semplici. Sebbene il problema diventi molto più complicato se le condizioni al contorno non sono ben note, il membro non è prismatico, o se il materiale non presenta una curva tra sollecitazione e deformazione bi-lineare, la soluzione del problema segue lo stesso processo generale. In molti casi pratici, non sarà possibile risolvere esattamente le equazioni differenziali risultanti, ma c...