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SECONDA_ESERCITAZIONE_ PARTE_SECONDA_VARANO_TRIPODO

Inviato da francesco.varano il Ven, 29/12/2017 - 20:36
Progettazione Strutturale 1M - a.a. 2017/2018 prof.ssa Ginevra Salerno
studente: Francesco Varano [475968] con Antonio Tripodo [462841]
 
Seconda Esercitazione: Dimensionamento di un telaio in tre tecnologie – Parte 2
 
Vento
L’azione del vento sulla struttura è descrivibile attraverso un andamento (co)sinusoidale in quanto agente naturale variabile. La NTC 2008 consente di studiare l’intensità di questo fenomeno attraverso la formula della Pressione Cinetica di riferimento
 
P = 0,5 ρ(v)^2
 
nella quale P rappresenta la pressione esercitata dal vento sull’edificio [N/m^2], ottenuta dal prodotto di ρ (valore di densità dell’aria = 1,25 Kg/m^3) e il quadrato di v (velocità di riferimento del vento, calcolata in m/s). Per una analisi di massima consideriamo un apporto di 0,4 KN/m^2 sulla facciata controvento e 0,2 KN/m^2 sulla facciata sottovento, valori moltiplicati per l’area di influenza dei rispettivi pilastri perimetrali. Sisma L’azione sismica viene descritta come un carico linearmente distribuito, crescente con l’altezza dell’edificio, e calcolata per ogni livello attraverso le formule
 
Fi = Fs (zi Wi / Szi Wi)
Fs = cW
 
dove Fs rappresenta l’intensità del sisma ed è ottenuta dal prodotto di c (rapporto fra l’accelerazione sismica e quella gravitazionale = 0,3 per questa zona) e W (la somma del peso strutturale, il 20% di un eventuale Carico Neve e il 30% dei Carichi di Destinazione). Questa viene a sua volta moltiplicata per il rapporto fra il prodotto del livello considerato con la sua W e la sommatoria di prodotti fra i vari livelli dei piani e i loro rispettivi W. Se l’interpiano rimane costante per tutto l’edificio il calcolo di Fi si limita al prodotto di Fs e il rapporto fra il livello del piano considerato e la somma dei livelli di ogni piano.
 
z =interpiano (costante), 4 piani
 
F1 = Fs (z/10z) = Fs/10
F2 = Fs (2z/10z) = Fs (2/10)
F3 = Fs (3z/10z) = Fs (3/10)
F4 = Fs (4z/10z) = Fs (4/10)
 
Il sisma nella realtà si concentra in un unico punto dell’edificio, detto Centro di Massa, vicino ma non corrispondente al baricentro geometrico della struttura. Per l’analisi su SAP2000 vengono individuati più punti, ciascuno situato nel Centro di Area di Impalcato di ogni piano. Nel caso in cui la geometria del piano non fosse regolare, le sue coordinate vengono calcolate attraverso la formula
 
C(Xc, YC)
Xc = x1(A1) + x2(A2) / (A1 + A2)
Yc = y1(A1) + y2(A2) / (A1 + A2)
 
altrimenti il Centro di Area coincide con il baricentro geometrico del piano. Questo punto costituisce una prosecuzione del vincolo interno Diaphram. Si procede con la verifica della risposta dei tre modelli di telaio sottoposti ad azioni combinate:
 
a) CARICO VERTICALE SLU e AZIONE VENTO dir. X
b) CARICO VERTICALE SLU e AZIONE VENTO dir. Y
c) CARICO VERTICALE SLU e AZIONE SISMA dir. X
d) CARICO VERTICALE SLU e AZIONE SISMA dir. Y
 
TELAIO IN ACCIAIO
 
Carico verticale SLU
 
Qs = 1,7 KN/m^2 (1,3) (5 m) = 11,05 KN/m
Qp = 2,635 KN/m^2 (1,5) (5 m) = 19,8 KN/m
Qa = 2 KN/m^2 (1,5) (5 m) = 15 KN/m
 
Azione Vento dir. X 
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (5 m) = 2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (5 m) = 1 KN/m
 
 
Azione Vento dir. Y 
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (8 m) = 3,2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (8 m) = 1,6 KN/m
 
 
Azione Sisma dir. X e Y
 
Fs = (0,3) (15584,2 KN + 120 KN + 1440 KN) = 5143,26 KN
 
F1 = 514,33 KN
F2 = 1028,652 KN
F3 = 1542,99 KN
F4 = 2057,304 KN
 
C (15, 10)
 
 
 
 
 
TELAIO IN CLS ARMATO
 
Carico verticale SLU
 
Qs = 3,21 KN/m^2 (1,3) (3 m) = 12,52 KN/m
Qp = 2,34 KN/m^2 (1,5) (3 m) = 10,53 KN/m
Qa = 2 KN/m^2 (1,5) (3 m) = 9 KN/m
 
 
Azione Vento dir. X
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (3 m) = 1,2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (3 m) = 0,6 KN/m
 
 
Azione Vento dir. Y
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (5 m) = 2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (5 m) = 1 KN/m
 
 
Azione Sisma dir. X e Y
 
Fs = (0,3) (12043,4 KN + 187,2 KN + 62,4 KN) = 3688 KN
 
F1 = 368,8 KN
F2 = 737,6 KN
F3 = 1106,4 KN
F4 = 1475,2 KN
 
C (13, 6)
 
 
 
 
 
TELAIO IN LEGNO
 
Carico verticale SLU
 
Qs = 0,3562 KN/m^2 (1,3) (3 m) = 1,38918 KN/m
Qp = 2,635 KN/m^2 (1,5) (3 m) = 11,85 KN/m
Qa = 2 KN/m^2 (1,5) (3 m) = 9 KN/m
 
 
Azione Vento dir. X
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (3 m) = 1,2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (3 m) = 0,6 KN/m
 
 
Azione Vento dir. Y
 
Pilastro controvento P = 0,4 KN/m^2 (5 m) = 2 KN/m
Pilastro sottovento P = 0,2 KN/m^2 (5 m) = 1 KN/m
 
 
Azione Sisma dir. X e Y
 
Fs = (0,3) (5859,55 KN + 187,2 KN + 62,4 KN) = 1832,75 KN
 
F1 = 183,28 KN
F2 = 366,56 KN
F3 = 549,84 KN
F4 = 733,12 KN
 
C (13, 6)
 
 
 

Esercitazione_Telaio_Acciaio_Legno_Cls_FrancescoVarano

Inviato da francesco.varano il Lun, 11/12/2017 - 00:21

Progettazione Strutturale 1M - a.a. 2017/2018
prof.ssa Ginevra Salerno - studente: Francesco Varano [475968] con Antonio Tripodo [462841]

Seconda Esercitazione: Dimensionamento di un telaio in tre tecnologie – Parte 1

Dimensionamento di un telaio in ACCIAIO

1. Analisi dei carichi

1.1 Carichi Strutturali Qs = 1,7 KN/mq
Travetti IPE 140 (A = 0,00016 mq, i = 1 m, ps = 25 KN/mc) 0,04 KN/mq
Soletta cls + lamiera grecata (h = 0,1 m) 1,66 KN/mq

1.2 Carichi Permanenti Qp = 2,635 KN/mq
Pavimento (h = 0,01 m, ps = 6,9 KN/mc) 0,069 KN/mq
Massetto cls (h = 0,05 m, ps = 21 KN/mc) 1,05 KN/mq
Isolante (h = 0,04 m, ps = 0,4 KN/mc) 0,016 KN/mq
Impianti 0,5 KN/mq
Tramezzi 1 KN/mq

1.3 Carichi Accidentali Qa =2 KN/mq
Civile abitazione 2 KN/mq

1.4 Peso totale del solaio
Q* = 1,3Qs + 1,5Qp + 1,5Qa = 9,1625 KN/mq

2. Predimensionamento della trave più sollecitata

3. Predimensionamento dell’aggetto

4. Predimensionamento del pilastro più sollecitato

Dimensionamento di un telaio in LEGNO

1. Analisi dei carichi

1.1 Carichi Strutturali Qs = 0,3562 KN/mq
Travetti in legno (h = 0,2 m, b = 0,1 m, i = 0,5 m, ps = 3,73 KN/mc) 0,1492 KN/mq
Tavolato in legno (h = 0,03 m, ps = 6,9 KN/mc) 0,207 KN/mq

1.2 Carichi Permanenti Qp = 2,635 KN/mq
Pavimento (h = 0,01 m, ps = 6,9 KN/mc) 0,069 KN/mq
Massetto cls (h = 0,05 m, ps = 21 KN/mc) 1,05 KN/mq
Isolante in lana di legno (h = 0,04 m, ps = 0,4 KN/mc) 0,016 KN/mq
Impianti 0,5 KN/mq
Tramezzi 1 KN/mq

1.3 Carichi Accidentali Qa =2 KN/mq
Civile abitazione 2 KN/mq

1.4 Peso totale del solaio
Q* = 1,3Qs + 1,5Qp + 1,5Qa = 7,413 KN/mq

2. Predimensionamento della trave più sollecitata

 

3. Predimensionamento dell’aggetto

4. Predimensionamento del pilastro più sollecitato

Dimensionamento di un telaio in CLS ARMATO

1. Analisi dei carichi

1.1 Carichi Strutturali Qs = 3,208 KN/mq
Travetti cls (h = 0,16 m, b = 0,1 m, i = 0,5 m, ps = 25 KN/mc) 0,8 KN/mq
Pignatte (h = 0,16 m, b = 0,4 m, i = 0,5 m, ps = 11 KN/mc) 1,408 KN/mq
Soletta cls (h = 0,04 m, ps = 25 KN/mc) 1 KN/mq

1.2 Carichi Permanenti Qp = 2,3352 KN/mq
Pavimento in cotto (h = 0,025 m, ps = 0,4 KN/mc) 0,01 KN/mq
Gettata cemento alleggerito (h = 0,04 m, ps = 13 KN/mc) 0,52 KN/mq
Isolante (h = 0,013 m, ps = 0,4 KN/mc) 0,0052 KN/mq
Intonaco (h = 0,015 m, ps = 20 KN/mc) 0,3 KN/mq
Impianti 0,5 KN/mq
Tramezzi 1 KN/mq

1.3 Carichi Accidentali Qa =2 KN/mq
Civile abitazione 2 KN/mq

1.4 Peso totale del solaio
Q* = 1,3Qs + 1,5Qp + 1,5Qa = 7,5432 KN/mq

2. Predimensionamento della trave più sollecitata

3. Predimensionamento dell’aggetto

4. Predimensionamento del pilastro più sollecitato

 

 

Esercitazione_trave_reticolare_3D_Francesco_Varano

Inviato da francesco.varano il Gio, 16/11/2017 - 23:36

Progettazione Strutturale 1M - a.a. 2017/2018
prof.ssa Ginevra Salerno - studente: Francesco Varano [475968] con Antonio Tripodo [462841]

Prima Esercitazione: Progetto trave reticolare spaziale

1. Definizione progetto
Sostegno per una copertura (5 KN/mq) di dimensioni 60x40 metri, moduli cubici di 2x2x2 metri e 6 appoggi incernierati con uno sbalzo di 6 metri.

2. Disegno del modello
Una volta definito il sistema di unità di misura (KN, m, C) si procede con la creazione di una griglia per il primo disegno della reticolare.  [File > New Model > Grid Only] [Draw > Draw Frame]

[Selezione > Ctrl C > Ctrl V > Direction X, Y, Z]

2.1 Definizione dei Vincoli

Dopo aver costruito la geometria fondamentale della struttura viene definita la posizione degli appoggi e le condizioni di vincolo fra le aste.
[Selezione punti > Assign > Joint > Restraints > Cerniera] [Selezione elementi > Assign > Frame > Releases]

3. Sezione di primo tentativo
Al fine di ricavare le reazioni vincolari a fronte del peso proprio della struttura, viene assegnata una prima sezione alle aste, ricavata dalla formula di normativa:

ρmin > l’ / 200 = 2 / 200 = 0,01

Da sagomario, il profilato scelto è il tubolare 33,7 (d) x 2,6 (s) millimetri in acciaio S235.

[Define > Section Properties > Frame Sections]

4. Avvio dell’analisi
E’ ora possibile eseguire una prima analisi delle sollecitazioni e ricavarne, se necessario, una configurazione deformata della struttura e il relativo grafico delle tensioni.
[Run Analysis]

Il programma ci consente di rilevare il modulo dello sforzo sugli appoggi e risalire al peso proprio della costruzione.
[Display > Show Tables > Analysis Results > Joint Output > Joint Reactions]

 

4.1 Esportazione su Excel
E’ possibile esportare i dati dell’analisi su un documento Excel e poterli gestire in maniera più chiara e schematica, eliminando le informazioni superflue al progetto.

5. Carico sui nodi
Appresa l’entità del carico strutturale portante, si studia il modo in cui esso si ripartisce sui nodi rispetto alle loro aree di influenza.

A questa sollecitazione è necessario sommare l’azione del carico portato di destinazione
(copertura = 5 KN/mq).
[Assign > Joint Loads > Forces > Loads X, Y, Z > Replace Existing Loads]

La nuova disposizione dei carichi implica una nuova analisi delle sollecitazioni.

[Run Analysis]
[Show Deformed Shape]
[Show Forces/Stresses]

6. Analisi e Dimensionamento delle aste
Una volta definite le condizioni statiche della copertura procediamo con il progetto delle aste.

[Display > Show Tables > Element Output > Element Forces – Frames]

6.1 Selezione dati su Excel e scelta dei profilati
Esportata l’analisi su documento Excel, si procede nel raggruppare le aste a seconda del tipo e della quantità di sollecitazione.
[File > Export > Excel]

Questo passaggio consente di rilevare fra i dati alcuni macrogruppi di aste tese e compresse: a queste viene assegnato, da sagomario, un profilato comune che soddisfi le condizioni di area minima e momento d’inerzia per contrastare lo sforzo.

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