Comportamento in direzione longitudinale

Presentazione sul tema: "Comportamento in direzione longitudinale"— Transcript della presentazione:

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

2 Sommario Nelle slides che seguono vengono esposti i passi fondamentali del “percorso di tensioni” che porta l’azione 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. Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

3 Azione del vento longitudinale
Con riferimento alla struttura di capannone monopiano si possono considerare una le seguenti azioni ascrivibili al “vento longitudinale”. Azione del vento longitudinale Parete Sopravento Parete Sottovento 0.8 qbcecd 0.4 qbcecd Capriate Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

4 Elementi della facciata
Pannello di chiusura Facciata Sopravento Travetto Portabaraccatura Pilastrino di facciata Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

5 Progetto/Verifica del pannello
it qpan=0.8 qbcecd gpan Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

6 Azioni sul travetto portabaraccatura
Pannello di chiusura Facciata Sopravento it Travetto Portabaraccatura it it Pilastrino di facciata ip Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

8 Verifiche del travetto portabaraccatura
Si debbono condurre due verifiche: - Verifica di resistenza (in flessione deviata - SLU) qt,H,d=1.5 qpanit Progetto/Verifica elastici qt,V,d=1.3 gt,V,d - Verifica di deformabilità (SLE – Combinazione Rara) qt,H,d=qpanit qt,V,d=gt,V,d Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

9 Collegamento travetto-pilastrino
Esempio di collegamento bullonato Esempio di collegamento saldato Saldatura a cordoni d’angolo Resistenza Per ogni piano di taglio Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

10 Azioni sul pilastrino qp,H,k= 0.8 qbcecdip gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it
Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

11 Verifiche del pilastrino
qp,H,k= 0.8 qbcecdip Il pilastrino può essere dimensionato imponendo che la sua snellezza l non superi il valore di 250, limite superiore per elementi secondari. H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Devono essere condotte due verifiche allo SLU: Verifiche di resistenza; Verifiche di stabilità. Profili usualmente impiegati: HE (serie A); HE (serie B). Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

12 Verifiche del pilastrino
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 dell’anima viene condotta nell’ipotesi che essa sia completamente sollecitata in compressione. c=h-2(rc+tf)= 133-2·(12+8,5)= 92 mm H t=tw=5,5 mm HE 140 A c/t=16,73< 33e=30,51 Anima in classe 1 Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

14 Pilastrino: verifica di resistenza
qp,H,k= 0.8 qbcecdip La verifica di resistenza si conduce in condizioni di presso-flessione semplice considerando l’azione normale che deriva dai pesi propri e e dai sovraccarichi permanenti gp,V,k ed i momenti flettenti Verifiche di Resistenza qp,H,d=1.5 qp,H,k H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it qp,V,d=1.3 (gp +gp,V,d) Verifica a Taglio: no interazione taglio-momento Verifica a Presso-flessione Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

15 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip La verifica di resistenza si conduce in condizioni di presso-flessione semplice considerando l’azione normale che deriva dai pesi propri e e dai sovraccarichi permanenti gp,V,k ed i momenti flettenti Circolare n.617/2009 – Punto C (Metodo A) H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Per la colonna Mz,Ed=0 poiché in direzione longitudinale si realizza uno schema a nodi fissi caricato essenzialmente sui nodi Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

16 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip ≤1.0 H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

17 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip ≤1.0 Carico critico euleriano per flessione intorno all’asse y H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Valore di calcolo del “momento equivalente” per flessione intorno all’asse y Diagramma del momento flettente di forma generica Diagramma Lineare del momento flettente Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

18 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip ≤1.0 Fattore riduttivo della resistenza flessionale My,Rk=Wyfyk per effetto di fenomeni di instabilità flesso-torsionale dell’elemento H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

19 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip ≤1.0 H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

20 Pilastrino: verifica di stabilità
qp,H,k= 0.8 qbcecdip ≤1.0 H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it z In linea di principio, Lcr è la distanza tra due vincoli torsionale consecutivi Lcr=L Elemento con entrambi gli estremi vincolati a torsione Lcr= Lcr=2L Elemento con un solo estremo vincolato a torsione Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

21 Pilastrino: Esempio di Calcolo
Analisi dei carichi e delle sollecitazioni qp,H,k= 0.8 qbcecdip H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it HE 140 A Verifiche di Resistenza Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

23 Pilastrino: Esempio di Calcolo
Analisi dei carichi e delle sollecitazioni qp,H,k= 0.8 qbcecdip H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it HE 160 A Verifiche di Resistenza Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

25 Pilastrino: Reazioni qp,H,k= 0.8 qbcecdip gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it H
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. H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Vp Np Mp

26 Pilastrino: Reazioni H gp,V,k= gpan ip+gt ip/ it Vp Np Mp

27 Azioni in copertura Parete Sopravento Parete Sottovento Rp,k/4 Rp,k/2
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28 Copertura: Ulteriori Azioni
La presenza di due sbalzi laterali aumenta la superficie esposta al vento longitudinale. In particolare, l’azione che compete al singolo campo di superficie laterale dello sbalzo sopravento può essere determinata come segue: hs ip 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 dell’arcareccio poiché, come si vedrà nel seguito, l’organizzazione strutturale della copertura consente di trasferire le azioni orizzontali ivi applicate verso la fondazione.

29 Azioni in copertura Parete Sopravento Parete Sottovento Rs,k/2 Rs,k/4
Rp,k/2 Rs,k/2 Rp,k/4 Rs,k/4 Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Azioni in copertura Parete Sopravento Rp,k Rp,k/2 Parete Sottovento Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Rp,k Rp,k/2 Rp,k/2 Rs,k/2 Rs,k/4 Rp,k/4 Rs,k Rs,k/2 Rs,k/2 Rs,k/4 Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

31 Azioni Normali sugli elementi del controvento di falda
Rp,d=1.5 Rp,k Rp,d/2 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. 5Rp,d Azioni Normali sugli elementi del controvento di falda Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

32 Controvento di falda: Verifiche
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. Verifica della membratura con Verifica della bullonatura Profili usualmente impiegati: Profili ad L non accoppiati; Piatti; Tondini. Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

33 Controvento di falda: Verifiche
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 l’azione combinata del vento longitudinale (azione variabile principale) e dei carichi verticali (combinati come nella comb.4) Controvento di falda Capriata - tipo Capriata n. 1 Capriata n. 2 Comb. 4 Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

34 Carichi Trasversali (flessione)
Controvento di falda Na,1,Ed Na,2,Ed Arcarecci 1 2 a Carichi Trasversali (flessione) - Arcareccio n. 1 2 ia 1 - Arcareccio n. 2 ic Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

35 Controvento di falda Arcarecci: Verifiche di Stabilità ic a
Valore di progetto del carico trasversale Valore di y0 per il carico da neve che in questa combinazione gioca il ruolo di azione variabile secondaria. Verifica di stabilità per l’i-esimo arcareccio ic z y y a z Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

36 Controvento di falda: esempio numerico

37 Controvento di falda: esempio numerico
Diagonali Progetto e verifica della sezione CNR 10011/99 In questo caso la relazione Npl,Rd≤Nu,Rd: il soddisfacimento di tale relazione non è richiesto per questo elemento che non ha funzione “dissipativa” sotto azioni sismiche. Bozza del 11/04/2011

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

39 Controvento di falda: esempio numerico
Diagonali Progetto Verifica eGT Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

40 Controvento di falda: esempio numerico
Montante n.1 (Arcareccio esterno) a ia 1 ic Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

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

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

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

45 Controvento di falda: esempio numerico
Montante n.1 (Arcareccio esterno) HE 120 B Sezione non verificata!!! 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 HE 140 B Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

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

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

49 Controvento di falda: esempio numerico
Montante n.2 a ia 2 ic HE 140 B Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

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

52 Azioni in Copertura Parete Sopravento Parete Sottovento Rs,k/2 Rs,k/4
5Rp,k 2Rs,k Rs,k 2.5 Rp,k Azioni in Copertura Parete Sopravento Parete Sottovento 5Rp,k 2.5 Rp,k Rs,k/2 Rs,k/4 Rs,k Rs,k/2 2Rs,k Rs,k Rs,k/2 Rs,k/4 Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

53 Controvento Verticale
5Rp,k 2.5 Rp,k 2Rs,k Rs,k Arcareccio di bordo 5Rp,k 2.5 Rp,k 2Rs,k Rs,k Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

54 Controvento Verticale
Verifica dell’arcareccio di bordo Verifica di stabilità in compressione per arcareccio di bordo più caricato La presenza dell’arcareccio di falda permette di fissare la luce libera di inflessione uguale alla luce fisica ic: Momento d’inerzia minimo dell’arcareccio Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

55 Verifiche di elementi compressi

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

57 Controvento Verticale
Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «passante» 5Rp,k 2.5 Rp,k 2Rs,k Rs,k Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi b 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. Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

59 Controvento Verticale
Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «interrotta» 5Rp,k 2.5 Rp,k 2Rs,k Rs,k Controvento verticale: Rende la struttura a nodi fissi b’ 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. Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

60 Controvento Verticale
Progetto/Verifica della diagonale del controvento: soluzione con colonna «interrotta» - il traverso di controvento 5Rp,k 5 Rp,k 2/3*5 Rp,k 1/3*5 Rp,k 5/3 Rp,k/cosg 5/3 Rp,k tgg h g 5Rp,k 5Rp,k h/ic 5Rp,k h/ic ic g=arctan(3h/ic) Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

61 Controvento Verticale
Progetto/Verifica della diagonale del controvento Ra,d=1.5 (7.5 Rp,k+ 3 Rs,k) Sforzo di Trazione nella Diagonale Rs,k Incremento di compressione nella colonna b Nt,d,Ed DNc,d,Ed b N.B.: b va sostituito da b’ nel caso di colonna «interrotta» Ra,d Bozza del 11/04/2011 a cura di Enzo Martinelli

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

63 Controvento Verticale

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