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Comportamento in direzione longitudinale Bozza del 11/04/2011a cura di Enzo Martinelli.

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Presentazione sul tema: "Comportamento in direzione longitudinale Bozza del 11/04/2011a cura di Enzo Martinelli."— Transcript della presentazione:

1 Comportamento in direzione longitudinale Bozza del 11/04/2011a cura di Enzo Martinelli

2 Sommario a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Nelle slides che seguono vengono esposti i passi fondamentali del percorso di tensioni che porta lazione del vento diretto longitudinalmente rispetto alla pianta del capannone: - azione del vento sul pannello di chiusura; - travetti portabaraccatura; - pilastrini di facciata; - controvento di falda; - controvento verticale. Per ognuno di questi passi saranno: - individuati gli schemi strutturali; - valutate le azioni ascrivibili al vento longitudinale; - effettuate le verifiche di resistenza e stabilità.

3 Azione del vento longitudinale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Con riferimento alla struttura di capannone monopiano si possono considerare una le seguenti azioni ascrivibili al vento longitudinale. 0.8 q b c e c d 0.4 q b c e c d Capriate Parete Sopravento Parete Sottovento

4 Elementi della facciata a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Facciata Sopravento Pannello di chiusura Travetto Portabarac catura Pilastrino di facciata

5 Progetto/Verifica del pannello a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q pan =0.8 q b c e c d itit g pan

6 Azioni sul travetto portabaraccatura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Facciata Sopravento Pannello di chiusura Travetto Portabarac catura Pilastrino di facciata itit itit ipip itit

7 Azioni sul travetto portabaraccatura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Assumendo per il travetto uno schema in semplice appoggio si ha: - Direzione orizzontale: azione del vento q t,H,k =q pan i t q t,H,k - Direzione verticale: peso pannello ed arcareccio g t,V,k =g pan i t +g t Profili usualmente impiegati: - IPE; - UPN. g t,V,k y y z z

8 Verifiche del travetto portabaraccatura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Si debbono condurre due verifiche: - Verifica di resistenza (in flessione deviata - SLU) - Verifica di deformabilità (SLE – Combinazione Rara) q t,H,d =1.5 q pan i t q t,V,d =1.3 g t,V,d Progetto/Verifica elastici q t,H,d =q pan i t q t,V,d =g t,V,d

9 Collegamento travetto-pilastrino a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Esempio di collegamento bullonatoEsempio di collegamento saldato Resistenza Per ogni piano di taglio Saldatura a cordoni dangolo

10 Azioni sul pilastrino a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 ipip q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t

11 Verifiche del pilastrino a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t Il pilastrino può essere dimensionato imponendo che la sua snellezza l non superi il valore di 250, limite superiore per elementi secondari. H Devono essere condotte due verifiche allo SLU: - Verifiche di resistenza; - Verifiche di stabilità. Profili usualmente impiegati: - HE (serie A); - HE (serie B).

12 Verifiche del pilastrino a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 HE 140 A H Classificazione della sezione trasversale Il pilastrino è generalmente presso-inflesso e, dunque, la sua anima può risultare parzialmente tesa. Tuttavia, per semplicità ed a vantaggio di sicurezza, la classificazione dellanima viene condotta nellipotesi che essa sia completamente sollecitata in compressione. c=h-2(r c +t f )= 133-2·(12+8,5)= 92 mm t=t w =5,5 mm c/t=16,73< 33 =30,51 Anima in classe 1

13 Verifiche del pilastrino a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 HE 140 A H Classificazione della sezione trasversale c=(b-2r c -t w )/2= ( ,5)/2= 55,25 mm t=t f =8,5 mm c/t=6,50< 9 =8,32 Anima in classe 1

14 Pilastrino: verifica di resistenza a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t La verifica di resistenza si conduce in condizioni di presso-flessione semplice considerando lazione normale che deriva dai pesi propri e e dai sovraccarichi permanenti g p,V,k ed i momenti flettenti H Verifiche di Resistenza q p,H,d =1.5 q p,H,k q p,V,d =1.3 ( g p + g p,V,d ) Verifica a Taglio: no interazione taglio-momento Verifica a Presso-flessione

15 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t La verifica di resistenza si conduce in condizioni di presso-flessione semplice considerando lazione normale che deriva dai pesi propri e e dai sovraccarichi permanenti g p,V,k ed i momenti flettenti H Circolare n.617/2009 – Punto C (Metodo A) Per la colonna M z,Ed =0 poiché in direzione longitudinale si realizza uno schema a nodi fissi caricato essenzialmente sui nodi

16 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H 1.0

17 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H 1.0 Carico critico euleriano per flessione intorno allasse y Valore di calcolo del momento equivalente per flessione intorno allasse y Diagramma Lineare del momento flettente Diagramma del momento flettente di forma generica

18 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H 1.0 Fattore riduttivo della resistenza flessionale M y,Rk =W y f yk per effetto di fenomeni di instabilità flesso-torsionale dellelemento

19 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H 1.0

20 Pilastrino: verifica di stabilità a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H 1.0 z L cr = L cr =L L cr =2L Elemento con entrambi gli estremi vincolati a torsione Elemento con un solo estremo vincolato a torsione In linea di principio, L cr è la distanza tra due vincoli torsionale consecutivi

21 Pilastrino: Esempio di Calcolo a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H Analisi dei carichi e delle sollecitazioni HE 140 A Verifiche di Resistenza

22 Pilastrino: Esempio di Calcolo a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Verifiche di Stabilità HE 140 A Verifiche di Stabilità non soddisfatta!!!

23 Pilastrino: Esempio di Calcolo a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H Analisi dei carichi e delle sollecitazioni HE 160 A Verifiche di Resistenza

24 Pilastrino: Esempio di Calcolo a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Verifiche di Stabilità HE 160 A Verifiche di Stabilità non soddisfatta!!!

25 Pilastrino: Reazioni q p,H,k = 0.8 q b c e c d i p g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H MpMp VpVp NpNp Le verifiche di stabilità e di resistenza del pilastrino permettono di assicurarsi che una parte delle azioni – orizzontali e verticali - che vi sono applicate, possano essere trasmesse direttamente in fondazione. Tuttavia una parte delle azioni ascrivibili al vento longitudinale, non possono arrivare direttamente in fondazione, ma vengono trasmesse dal pilastrino alla copertura della capriata.

26 Pilastrino: Reazioni g p,V,k = g pan i p +g t i p / i t H MpMp VpVp NpNp

27 Azioni in copertura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Parete Sopravento Parete Sottovento R p,k R p,k /2 R p,k R p,k /2 R p,k /4 R p,k /2

28 Copertura: Ulteriori Azioni La presenza di due sbalzi laterali aumenta la superficie esposta al vento longitudinale. In particolare, lazione che compete al singolo campo di superficie laterale dello sbalzo sopravento può essere determinata come segue: hshs ipip Valori proporzionali possono, invece, essere derivati per la stessa area della superficie sottovento e per i nodi laterali dello sbalzo. La forza viene applicata in corrispondenza dellarcareccio poiché, come si vedrà nel seguito, lorganizzazione strutturale della copertura consente di trasferire le azioni orizzontali ivi applicate verso la fondazione.

29 Azioni in copertura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Parete Sopravento Parete Sottovento R p,k R p,k /2 R p,k R p,k /2 R p,k /4 R p,k /2 R s,k /2 R s,k R s,k /2 R s,k R s,k /2 R s,k /4 R s,k /2 R s,k /4 R s,k /2 R s,k /4

30 Cortrovento di falda a cura di Enzo Martinelli Parete Sopravento Parete Sottovento R p,k R p,k /2 R p,k R p,k /2 R p,k /4 R p,k /2 5R p,k 2.5R p,k Nel modello di calcolo si tiene conto delle sole diagonali tese ipotizzando che quelle compresse siano instabilizzate. Correnti superiori delle capriate Arcarecci Per eliminare la labilità si inseriscono diagonali di controvento

31 Controvento di falda a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Azioni Normali sugli elementi del controvento di falda Oltre a portare le azioni trasversali (peso, pannello, neve), per i quali sono stati dimensionati gli arcarecci dei controventi di falda sono chiamati a farsi carico anche di azioni normali dovute al vento longitudinale. R p,d =1.5 R p,k R p,d /2 5R p,d

32 Controvento di falda: Verifiche a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Diagonali Avendo escluso le diagonali compresse dal modello di calcolo (al fine di poterne utilizzare uno isostatico) tutte le diagonali risultano tese e, dunque, è necessario effettuare una verifica delle stesse sotto tale stato di tensione. Profili usualmente impiegati: - Profili ad L non accoppiati; - Piatti; - Tondini. Verifica della membratura con Verifica della bullonatura

33 Controvento di falda: Verifiche a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Corrente superiore Poiché la presenza del controvento di falda induce significativi incrementi di azioni nei correnti superiori delle prime due capriate è necessario verificare tali membrature sotto lazione combinata del vento longitudinale (azione variabile principale) e dei carichi verticali (combinati come nella comb.4) Controvento di falda Capriata n. 1 Capriata n. 2 Capriata - tipo Comb. 4

34 Controvento di falda a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Arcarecci Carichi Trasversali (flessione) - Arcareccio n. 1 - Arcareccio n. 2 iaia icic N a,1,Ed N a,2,Ed

35 Controvento di falda a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Arcarecci: Verifiche di Stabilità Valore di progetto del carico trasversale Valore di 0 per il carico da neve che in questa combinazione gioca il ruolo di azione variabile secondaria. icic Verifica di stabilità per li-esimo arcareccio y y z z

36 Controvento di falda: esempio numerico

37 Bozza del 11/04/2011 Diagonali Progetto e verifica della sezione CNR 10011/99 In questo caso la relazione N pl,Rd N u,Rd : il soddisfacimento di tale relazione non è richiesto per questo elemento che non ha funzione dissipativa sotto azioni sismiche.

38 Controvento di falda: esempio numerico Bozza del 11/04/2011 Diagonali: soluzione alternativa Progetto e verifica della sezione a cura di Enzo Martinelli

39 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Diagonali e GT Progetto Verifica

40 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) 1 iaia icic

41 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) UPN120

42 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) UPN120 Sezione non verificata!!!

43 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 120 B

44 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 120 B

45 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 120 B Sezione non verificata!!! HE 140 B In conseguenza di questa scelta e per ragioni di allineamento della falda è necessario realizzare tutti gli arcarecci esterni ai controventi di falda con profili UPN 140

46 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 140 B

47 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 140 B

48 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 140 B Sezione verificata!

49 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.2 2 iaia icic HE 140 B

50 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 140 B

51 Controvento di falda: esempio numerico a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 140 B Sezione verificata!

52 Azioni in Copertura a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Parete Sopravento Parete Sottovento R s,k /2 R s,k R s,k /2 R s,k R s,k /2 R s,k /4 R s,k /2 R s,k /4 R s,k /2 R s,k /4 5R p,k 2R s,k R s,k 2.5 R p,k

53 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 5R p,k 2R s,k R s,k 2.5 R p,k 5R p,k 2R s,k R s,k 2.5 R p,k Arcareccio di bordo Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi

54 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Verifica dellarcareccio di bordo Verifica di stabilità in compressione per arcareccio di bordo più caricato La presenza dellarcareccio di falda permette di fissare la luce libera di inflessione uguale alla luce fisica i c : Momento dinerzia minimo dellarcareccio

55 Verifiche di elementi compressi

56 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «passante» 5R p,k La forza è trasferita dal controvento trasversale di falda direttamente alla testa della colonna

57 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 5R p,k 2R s,k R s,k 2.5 R p,k Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «passante» Al fine di considerare uno schema di calcolo isostatico si trascura la diagonale compressa (che si ipotizza instabilizzata) e si fa riferimento al seguente schema di calcolo.

58 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «interrotta» 5R p,k La forza non può essere trasferita dal controvento trasversale di falda direttamente alla testa della colonna

59 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 5R p,k 2R s,k R s,k 2.5 R p,k Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «interrotta» Al fine di considerare uno schema di calcolo isostatico si trascura la diagonale compressa (che si ipotizza instabilizzata) e si fa riferimento al seguente schema di calcolo.

60 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 5R p,k Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «interrotta» - il traverso di controvento 5R p,k 5R p,k h/i c h icic 5/3 R p,k /cos 5 R p,k 2/3*5 R p,k 1/3*5 R p,k =arctan(3h/i c ) 5/3 R p,k tg

61 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 R a,d =1.5 (7.5 R p,k + 3 R s,k ) R s,k Progetto/Verifica della diagonale del controvento Sforzo di Trazione nella Diagonale R a,d N t,d,Ed N c,d,Ed Incremento di compressione nella colonna N.B.: va sostituito da nel caso di colonna «interrotta»

62 Controvento Verticale a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Progetto/Verifica della diagonale del controvento Profili usualmente impiegati: - Profili ad L non accoppiati; - Piatti; - Tondini. Verifica della membratura con Verifica della bullonatura

63 Controvento Verticale

64 a cura di Enzo MartinelliBozza del 11/04/2011 Verifica della colonna adiacente il controvento Incremento di compressione nella colonna Valore di riferimento dovuto a carichi verticali (Comb. 4) Comb. 4 Verifica di Stabilità in Pressoflessione


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