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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Verifiche del pilastrino Classificazione della sezione trasversale H HE 140 A c=(b-2rc-tw)/2= (140-24-5,5)/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

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

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 C4.2.4.1.3.3 (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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

Controvento di falda: esempio numerico

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Verifiche di elementi compressi

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

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

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

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

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

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

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

Controvento Verticale

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