Che cos'è il rapporto snellezza?
Il rapporto snellezza è una valutazione della capacità di un membro strutturale di resistere alle pressioni di instabilità. Gli ingegneri possono determinarlo dividendo la lunghezza della colonna per ciò che è noto come il raggio di rotazione, la distribuzione del peso attorno al centro della colonna. Questi calcoli sono importanti per le travi di supporto e altri componenti strutturali, per assicurarsi che non si guastino e mettere una struttura a rischio di gravi danni o collasso.
Per determinare il rapporto di snellezza, l'ingegnere ha bisogno di misurare la lunghezza della colonna e deve calcolare il raggio di rotazione osservando come il peso si distribuisce attorno al suo centro. Questo è determinato dalla larghezza. Se la colonna è molto stretta, il peso si concentra vicino al centro. Le colonne larghe hanno un peso più distribuito e tendono ad essere meno inclini alla deformazione.
È possibile dividere semplicemente la lunghezza per la larghezza per una rapida stima del rapporto di snellezza. Se la colonna è troppo slanciata, sarà incline a deformarsi, dove il centro lascia il posto anche se la parte superiore e quella inferiore rimangono solide. D'altra parte, una colonna molto spessa può essere così pesante da causare problemi strutturali. Il peso di pesanti colonne portanti può essere un problema significativo negli edifici alti.
Vi sono alcune considerazioni aggiuntive da tenere in considerazione con il rapporto di snellezza. Uno è il materiale utilizzato per creare la colonna. Gli elementi strutturali in legno hanno maggiori probabilità di piegarsi rispetto all'acciaio o al cemento. Hanno bisogno di un rapporto leggermente diverso per creare un margine di sicurezza. Allo stesso modo, il livello di supporto disponibile per la colonna è importante.
Una colonna molto alta supportata per la maggior parte della sua larghezza ha meno probabilità di piegarsi rispetto a una colonna più corta senza supporto. Gli ingegneri possono utilizzare la lunghezza effettiva, osservando solo la sezione non supportata, in un calcolo del rapporto di snellezza. Possono anche regolare il modo in cui una colonna si comporta in una struttura aggiungendo supporto per renderla più robusta.
Gli ingegneri che sviluppano specifiche di progetto possono utilizzare questa formula per assicurarsi che le colonne pianificate in un progetto siano adeguate alle necessità. Possono anche verificare la matematica man mano che una struttura sale, campionando le colonne e calcolando un rapporto di snellezza per determinare se sono sufficienti. In caso contrario, esiste il rischio che l'edificio possa cadere man mano che sale. Un edificio con supporti inadeguati potrebbe anche non superare un'ispezione dell'edificio. Al costruttore potrebbe essere richiesto di eseguire il retrofit o di ripararlo e richiedere nuovamente l'autorizzazione per iniziare a utilizzare l'edificio.