blog di raul.lopezlira

Iniziamo nel disegnare la struttura a telaio dell'edificio, questa consistera in una struttura con maglia 6mx6m ed un interpiano di 3m.

Adesso analizzaremo e dimensioneremo la struttura in legno con solaio di legno.

 Solaio:

- Tavole Lamellare = 50mm

- Massetto = 50mm

- Tavolato = 20mm

- Parque = 20mm

Adesso ci calcoleremo i carichi Strutturali(qs), Permanenti (qp) e Accidentali (qa)

qs: 0,25kN/mq

qs*: 0,75kN/mq

Tavole Lamellari:  V = (0,05x1x1)m = 0,05mc

                              P = 0,05mc x 500kg/mc = 25kg/mq = 0,25kN/mq

Travetti*: V = (0,20x0,25x1)m = 0,05mc

               P = (0,05mc x 500kg/mc)/0,5m = 50kg/mq = 0,50kN/mq

qa: 2,79kN/mq

Massetto: V = (0,05x1x1)m = 0,05mc

                 P = 0,05mc x 2100kg/mc = 105kg/mq = 1,05kN/mq

Tavolato: V = (0,02x1x1)m = 0,02mc

                 P = 0,05mc x 450kg/mc = 9kg/mq = 0,09kN/mq

Parque: V = (0,02x1x1)m = 0,02mc

                 P = 0,05mc x 750kg/mc = 15kg/mq = 0,15kN/mq

Impianti: 0,5kN/mq

Tramezzi: 1kN/mq

qa: 3kN/mq

Con queste informazioni andremo a calcolaci mediante il foglio excel i travetti per il solaio con un interasse di 50cm, il risultato dato è di un travetto di dimensioni 20x25cm [bxh] e adesso andremo ad aggiungere nei dati qs per poter calcolare e dimensionare la trave principale.Solaio in Calcestruzzo

Per il solaio in calcestruzzo useremo un solaio in Predalles prefabricato e useremo i dati forniti direttamente dalla ditta

quindi avremo un 

qs: 3,42kN/mq

qp: 1,65kN/mq

Parque: V = (0,02x1x1)m = 0,02mc

                 P = 0,05mc x 750kg/mc = 15kg/mq = 0,15kN/mq

Impianti: 0,5kN/mq

Tramezzi: 1kN/mq

qa: 3kN/mq

Come per il caso precedente adesso andremo a dimensionare la trave principale

Per ultimo tratteremo il Solio in acciaio, in questo caso come nel caso del solaio di legno faremo un primo studio per dimensionare il travetto e infine la trave principale.

Solaio:

- Lamiera Grecata = 50mm

- Malta con rete elettrosaldata = 40mm

- Massetto = 40mm

- Parque = 20mm

Adesso ci calcoleremo i carichi

qs:1,615kN/mq

qs*: 2,959kN/mq

Lamira Grecata:  0,105kN/mq

Malta: V = (0,07x1)m = 0,07mc

            P = (0,07mc x 2100kg/mc)= 147kg/mq = 1,47kN/mq

Rete Elettrosaldata:  0,04kN/mq

Travetto (IPE200)*: P = 1,344kN/mq

qa: 2,79kN/mq

Massetto: V = (0,04x1x1)m = 0,04mc

                 P = 0,05mc x 1800kg/mc = 72kg/mq = 0,72kN/mq

Parque: V = (0,02x1x1)m = 0,02mc

                 P = 0,05mc x 750kg/mc = 15kg/mq = 0,15kN/mq

Impianti: 0,5kN/mq

Tramezzi: 1kN/mq

qa: 3kN/mq

Con questi dati ricaviamo un travetto IPE200 che metteremo con un interasse di 1m

Adesso che abbiamo i carichi e le dimensioni dei solai e delle Travi Principali possiamo procedere nel calcolo dei pilastri.

Iniziamo sempre dalla struttura in legno:

in questo caso abbiamo calcolato il pilastro con l'aria di interesse maggiore sia del piano terra del ultimo piano per vedere come cambiano le dimansioni a differenza di carico

Faremo questo stesso procedimento sia per il pilastro in CLS sia per l'Acciaio

Infine calcoleremo le Mensole sempre in questi tre materiali rispettando e accertando che i valori di abbassamento di 1/200 della luce siano rispettati

Legno

CLS

Acciaio

Modello la reticalare spaziale mediante SAP2000, apro un nuovo modello e imposto il modulo cubico di (2,5x2,5x2,5)m che sarà la base della reticolare. Costruisco la reticolare 12,5x45m

A questo punto definisco le sezioni delle aste mediante il comando Define-SectionProprieties e scelgo la tubatura circolare [Pipe], e carico le impostazioni di default.

Adesso seleziono tutte aste e assegno la sezione appena caricata  mediante il comando Assign-Frame

A questo punto vanno assegnate le cerniere interne mediante il comando Assign -> Frame -> Relase e dovremo spuntare il Momento 22 e Momento 33 in Start ed End per rilasciare i vincoli della cerniera. fatto questo ci occuperemo anche dei vincoli esterni utilizando il comando Assign -> Joint -> Restain e selezionando il tasto della cerniera

Finita la modellazione della reticolare, definite le sezioni e vincoli interni ed esterni, si avvia l'analisi con il carico DEAD di default per poter scoprire il carico del peso proprio della struttura. Avviata l'analisi  andrò a cercare i risultati con il comando Show Tables -> Analisys Result e li esporterrò su Excel per poter avere il carico totale della struttura,

A questo punto ho bisogno di ricavare la forza concentrata da applicare poi sui nodi superiori della struttura.

-Numero dei piani: 4

- Mq per piano: 562.5 mq

- Peso proprio per piano al mq: 10 KN/m2

- Peso proprio Struttura: 595,225 KN

- Peso per piano: 5625 KN     - Peso totale piani: 22500 KN     -Peso Totale: 23095,225 KN   

Per definire il carico su ogni nodo avro bisogno del carico totale a mq: (Ptot./mq) = 23095,225 KN / 562,5 mq = 41,06 KN/mq.

Inoltre per definire il carico sui nodi ho bisogno delle aree di influenza di ogni nodo 

Nodi Centrali: Ainf.= 2,5x2,5m = 6,25mq  -> Carico Nodo: [(P/mq)xAinf.] = 41,06 KN/mq x 6,25mq = 256,61 KN

Nodi Laterali:  Ainf.= 2,5x1,25m = 3,125mq  -> Carico Nodo: [(P/mq)xAinf.] = 41,06 KN/mq x 3,125mq = 128,31 KN

Nodi Vertici:  Ainf.= 1,25x1,25m = 1,56mq  -> Carico Nodo: [(P/mq)xAinf.] = 41,06 KN/mq x 1,56mq = 64,15 KN

Date le forze le carichiamo sulla Struttura mediante il  comando Assign -> Joint Loads -> Forces

Avviamo nuovamente l'analisi considerando la forza F che contine i carichi sia della struttura stessa che dei piani, e vedremo la deformata che si verra a creare e i diagrammi della Normale

Riapriremo i risultati da Show Tables e utilizeremo i Elemnt Forces-Frames per poter svolgere lo studio del dimensionamento delle aste tese e compresse,

Esporto la tambella su Excel la ripulisco da i calcoli ripetuti sull'asta visto che lo sforzo Normale è costante su tutta l'asta. O rdinati i valori dei carichi del più piccolo al più grnade , notimao che i valori neativi sono riferiti alle aste compresse mentre quelli positivi sono delle aste tese. Per una corretta analisi andrebbero studiati tutti i valori ,ma per l'esrcitazione prenderemo in studio 5 valori di masisma per le aste tese e compresse.

Aste Compresse: -594,887 KN; -1199,195 KN; -1786,67 KN; -2371,202 KN; -2929,779 KN

Aste Tese: +399,182 KN; +799,776 KN; +1196,629 KN; +1559,694 KN; +2130,457 KN;

ASTE COMPRESSE

avviamo un foglio di calcolo su Excel e dovrò considerare vari fattori come: tensione di snervamento (Fyk), coefficiente di sicurezza (γm), coefficiente di vincolo (β), modulo di elasticità (E), lunghezza d'asta (l) oltra al carico preso in esame. La tabella fornira un rho_min, che è il raggio di inerzia, e un I_min, momento di inerzia. Sulla base di questi dati e attravreso la tabella dei profilati trovo l'A_min di progetto.

ASTE TESE

Anche in questo caso avviamo un foglio di calcolo per le aste tese ma in questo caso la tabella mi fornira direttamente un'A_min di progetto e attraverso la tabella dei profilato dovrò andare a trovare un'A_design legermente superiore all'A_min.