ESERCITAZIONE 1 COPERTURA RETICOLARE

L'obiettivo dell'esercitazione è il disegno, l'analisi dei carichi e il dimensionamento delle aste di una struttura a carattere reticolare. In questo caso, ho deciso di concepire una piastra di copertura su 4 appoggi, con un buco centrale per un patio, costituita da moduli quadrati di 1,5 m di lato, per un totale di 12x8 moduli.

Comincio disegnando la piastra su SAP2000 su una griglia 1,5x1,5x1,5, partendo dal modulo singolo e copiandolo nelle due direzioni:

pongo i vincoli di cerniera interna (Assign->Frames->Releases/Partial Fixities; sblocco la rotazione):

Assegno le 4 cerniere esterne (Assign->Restraints; scelgo la cerniera):

"Simulando" un'analisi dei carichi, individuo i nodi più sollecitati (100 KN), i nodi di bordo (50 KN), i nodi al vertice (25 KN) e i nodi ai vertici del patio (75 KN) e li applico dopo aver configurato una forza puntuale verticale verso il basso "F" (Assign->Joint Loads):

A questo punto effettuo l'analisi delle sollecitazioni (essendo una reticolare troverò solo sforzo normale) (Run Analysis; considero solo gli effetti delle F; Show); noto che le aste maggiormente sollecitate sono quelle in corrispondenza dei vincoli esterni:

Mi assicuro che nella tabella di analisi mi venga riportato un solo valore per ogni asta (lo sforzo assiale è costante!)

E visualizzo la tabella (Display->Show Tables):

E la esporto in formato Excel:

Elimino i doppioni analizzando solo un caso per ogni asta (ricordiamo che lo sforzo normale è costante):

Dopo aver scaricato la tabella Excel fornita dal Corso, rimuovo le caselle non necessarie:

E inserisco i valori  della normale risultati dall'analisi, in ordine crescente:

Inserisco un'ulteriore casella dove visualizzo solo il valore assoluto dello sforzo normale, necessario affinché si possa eseguire il dimensionamento:

Scelgo un materiale (acciaio S275) e pongo le costanti (tensione di rottura e gamma di sicurezza):

Conosco anche il modulo d'elasticità, la lunghezza delle aste e il coefficiente della tipologia di vincolo (beta):

Per le aste tese (non soggette ad insabilità) non considero valori come la lunghezza e il beta:

Inizio a dimensionare le aste compresse trovando dei profili tubolari adeguati dal sagomario, tenendo da conto l'area minima trovata dal rapporto tra normale e tensione di progetto, e assicurandomi che il profilo scelto abbia anche adeguati valori di momento d'inerzia e raggio d'inerzia calcolati dalle funzioni inserite nel foglio Excel:

e continuo così:

Per le aste tese considero solo l'area minima:

La struttura così progettata necessiterà in totale di 8 tipi diversi di profili; questo dipende dall'economicizzare il numero di tipi di profili a scapito di avere alcuni elementi molto sovradimensionati.