La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI INGEGNERIA (CLASSE DELLE LAUREE IN INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE, n°8) DIPARTIMENTO DI ANALISI.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI INGEGNERIA (CLASSE DELLE LAUREE IN INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE, n°8) DIPARTIMENTO DI ANALISI."— Transcript della presentazione:

1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI INGEGNERIA (CLASSE DELLE LAUREE IN INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE, n°8) DIPARTIMENTO DI ANALISI E PROGETTAZIONE STRUTTURALE Modelli di comportamento di lastre sottili di acciaio e campi di applicazione RELATORE Ch.mo Prof. Ing. F.M. MAZZOLANI CO-RELATORE Dr. Ing. G. DELLA CORTE CANDITATO Giuseppe La Manna Ambrosino matr. 520/291 ANNO ACCADEMICO 2005/2006

2 Lastre sottili in acciaio si ritrovano come elementi o componenti strutturali in diversi settori dellingegneria – Esempi: INTRODUZIONE Ponti Edifici

3 E possibile determinare le tensioni di imbozzamento a partire dalla tensione critica di una lastra di lunghezza indefinita, larghezza b e spessore t, appoggiata sul contorno Le tensioni dimbozzamento, per tensioni normali in direzione x o tensioni normali in direzione y o tensioni tangenziali, hanno invece la seguente espressione σ cr,x,o = k σ,x σ cr,o σ cr,y,o = k σ,y σ cr,o τ cr,x,o = k τ σ cr,o In cui i coefficienti dimbozzamento dipendono da: a)Distribuzione delle tensioni b)Rapporto fra i lati della lastra c)Condizioni di vincolo d)Caratteristiche degli eventuali irrigidimenti STABILITA DI LASTRE DI ACCIAIO Quando le tensioni σ x σ y e τ agiscono simultaneamente occorre individuare un dominio definito da formule di interazione

4 Dopo limbozzamento il meccanismo resistente nella lastra si modifica, con la formazione di bande diagonali di trazione: La tensione di compressione non si incrementa ulteriormente La tensione di trazione continua ad aumentare fino allo snervamento E proprio questo campo di tensioni di trazione che dà luogo ad una significativa resistenza post-critica STABILITA DI LASTRE IN ACCIAIO SOGGETTE A TAGLIO

5 Nel 1930 fu proposto il primo modello analitico (Wagner). STABILITA DI LASTRE IN ACCIAIO SOGGETTE A TAGLIO Successivamente furono proposti altri modelli, che si differenziano per le caratteristiche della banda diagonale di trazione, la posizione delle cerniere plastiche nelle ali delle travi di bordo, le condizioni di vincolo ipotizzate per la lastra.

6 CLASSI DI COMPORTAMENTO In relazione alla snellezza si possono identificare 3 classi di comportamento: PANNELLI COMPATTI: il pannello plasticizza prima che avvenga limbozzamento PANNELLI SEMI-COMPATTI: si imbozzano mentre alcune zone sono già in campo plastico PANNELLI SNELLI: si imbozzano quando il pannello è ancora in campo elastico Astaneh propose le seguenti relazioni per la determinazione della resistenza ultima di un pannello soggetto a taglio puro V n = 0.6A w f y Per pannelli semi-compatti e snelli: In cui C v è un coefficiente dipendente dalla snellezza Il taglio ultimo presenta la seguente espressione: per pannelli compatti

7 Thorburn et al. – Modello della diagonale equivalente Strip model Timler e Kulak, 1983 Il pannello lo possiamo immaginare diviso in tre parti, la prima e la terza in cui le bande di tensione sono ancorate a trave e pilastro, e la seconda in cui sono connesse solo alle travi. Dallequilibrio delle forze agenti sul pannello si ha:

8 LINFLUENZA DEI RAPPORTI DI SNELLEZZA E DEI COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA Elgaaly et al., 1993 Telaio a campata singola e tre livelli Spessori dei pannelli diversi in relazione al tipo di collegamento trave-colonna Carico applicato solo in sommità Ventiquattro cicli di carico, in cui ad ogni otto si incrementavano gli spostamenti dei livelli Sperimentazione sugli effetti del rapporto di snellezza dei pannelli e dei possibili tipi di collegamento trave-colonna sulla resistenza dei pannelli. Quando si incrementa lo spessore del pannello linstabilità delle colonne governa la rottura del sistema E inutile continuare ad aumentare lo spessore dei pannelli Lutilizzo di connessioni trave-colonna semplici o resistenti a momento generava piccole variazioni della resistenza del pannello in quanto le saldature del pannello su tutto il contorno creavano delle connessioni resistenti a momento

9 Progetto presentato all International Steel Design Competition for Students – PROSteel 2006 Edificio in cui sono stati progettati i pannelli a taglio APPLICAZIONE PROGETTUALE Pannello a taglio

10 PANNELLI D ANIMA NELLE TRAVI DA PONTE Utilizzando il dominio di resistenza proposto da Massonet Si sono tracciati i domini di resistenza facendo variare: Lo spessore, mantenendo immutate la base e laltezza La distanza fra gli irrigidimenti, mantenendo costante lo spessore e laltezza Laltezza, mantenendo costante lo spessore e la distanza fra gli irrigidimenti

11 Aumentando lo spessore e mantenendo costanti le dimensioni del campo, aumenta la tensione critica tangenziale e normale, in quanto aumenta la tensione critica di riferimento Aumentando laltezza del pannello e mantenendo costanti lo spessore e la base, diminuiscono la tensione critica tangenziale e normale, in quanto diminuisce la tensione critica di riferimento Mantenendo lo spessore costante e facendo aumentare solo la base a, il rapporto a/h aumenta e di conseguenza diminuisce il coefficiente dimbozzamento, o più precisamente, mentre il k τ continua a diminuire allaumentare di α, ciò non accade per il k σ che dopo un certo valore di α (2/3) resta costante implicando di conseguenza la costanza della tensione normale critica

12 Nelle lastre sottili in acciaio limbozzamento non rappresenta la resistenza ultima. Infatti, dopo limbozzamento cambia il meccanismo resistente della lastra, la tensione di compressione resta approssimativamente costante, mentre la tensione di trazione cresce fino al raggiungimento dello snervamento. Il campo di tensioni che insorge (tension field) genera una significativa resistenza post-critica. Nelledificio esaminato, i pannelli a taglio, utilizzati come sistema di assorbimento delle azioni orizzontali, hanno mostrato un eccellente efficienza statica. Infatti, anche con spessori modesti (10 mm), si riesce a soddisfare la verifica allimbozzamento, con la combinazione delle azioni relativa allo SLU e massimizzando tutti i coefficienti di Normativa per la determinazione della pressione del vento. Nei pannelli danima delle travi da ponte, la diminuzione della distanza tra gli irrigidimenti diviene sempre meno efficace al diminuire del rapporto di snellezza α = a/h. In particolare, si è evidenziato un valore limite α = 2/3, al di sotto del quale la diminuzione di è praticamente inefficace sulla tensione critica normale. CONCLUSIONI


Scaricare ppt "UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI INGEGNERIA (CLASSE DELLE LAUREE IN INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE, n°8) DIPARTIMENTO DI ANALISI."

Presentazioni simili


Annunci Google