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Instabilità

Definizione – Etimologia

Fenomeno di crisi d’un elemento strutturale causato dal raggiungimento di uno stato limite dell’equilibrio (perdita di stabilità). Una condizione di equilibrio si definisce instabile quando piccole perturbazioni possono innescare grandi spostamenti.

Tipologie

Il caso d’instabilità più diffuso in ambito strutturale è la cosiddetta instabilità per carico di punta o instabilità euleriana, dal nome del matematico svizzero che nel XVIII secolo propose la prima formulazione teorica per il calcolo del cosiddetto ‘carico critico’, ovvero il massimo carico che si può applicare all’estremità di un’asta compressa senza che questa vada in crisi per instabilità.
Esistono però anche altri tipi di instabilità, quale l’instabilità flesso-torsionale. Il fenomeno interessa gli elementi strutturali snelli, ovvero con un elevato rapporto tra lunghezza e larghezza, quando vengono caricati assialmente. La conseguenza è un collasso improvviso (pericoloso in quanto privo di segni premonitori), con deformazioni flessionali notevoli, che si può verificare anche per valori molto inferiori a quelli di resistenza a semplice compressione del materiale costituente.
Le verifiche per instabilità, a differenza dei problemi usuali di scienza delle costruzioni, non possono trascurare l’influenza delle piccole deformazioni sullo stato di tensione. Si parla perciò di effetti del secondo ordine, perché spostamenti e deformazioni non sono legati da una legge lineare. Il fenomeno può interessare diversi tipi di materiali: alcuni dei casi più frequenti sono i pilastri in cemento armato o acciaio, i puntoni delle capriate lignee, le murature sottili. Per limitare il rischio di instabilità si può ridurre la snellezza dell’elemento, tramite un aumento di sezione oppure intervenendo sugli stati di vincolo.

Bibliografia

Ferretti D., Iori I., Morini M., La stabilità delle strutture, Milano, 2002.

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