Esercitazione 1_trave reticolare 2d-3d

2D

Utilizzando Sap2000 è stato possibile verificare una struttura di tipo reticolare precedentemente calcolata individuando i valori degli sforzi assiali e la tipologia di asta (puntone o tirante):

Si è quindi utilizzato un modello predefinito di trave reticolare su due appoggi in 2d come quello analizzato precedentemente assegnando  le dimensioni in rapporto 1:2 (così da ottenere l’angolo tra il corrente e i diagonali α=45°).

File – New Model – 2D Trusses

Dopo aver impostato le corrette unità di misura sono state quindi assegnate le dimensioni L=3 m e H=2L=6m, ottenendo quindi il modello seguente:

Si vanno poi a considerare i nodi come cerniere interne, in modo tale che il momento all’inizio e fine di ogni asta sia nullo (dopo aver selezionato tutte le aste, attraverso il comando Frame – Releases), operando quindi un “rilascio” del momento.

Successivamente si definiscono i carichi concentrati applicati in corrispondenza dei nodi superiori della trave (tre forze puntuali verso il basso).

Si selezionano i nodi superiori e con il comando  Assign – Joint Loads – Forces si imposta un carico F=100 KN lungo l’asse z, ottenendo quindi una struttura simmetrica geometricamente e anche dal punto di vista dei carichi su essa applicati. Non viene considerato il peso proprio della struttura

A questo punto si sceglie la sezione e il materiale delle aste, in questo caso tubolari in acciaio.

Si avvia quindi l’analisi delle sollecitazioni, ottenendo la configurazione deformata e il diagramma dello sforzo assiale con i valori riportati relativi ai vari tratti della struttura (che confermano le soluzioni iniziali dell’esercizio calcolato a mano).

Una volta assegnata una numerazione per le aste della trave si possono facilmente individuare nella tabella  Excel di sintesi dei risultati ottenuti dall’analisi

Come evidente anche dalla configurazione deformata della trave, nei valori in tabella si può osservare che:

- l’asta più sollecitata è la centrale inferiore

- i valori di taglio sono nulli e l’unica sollecitazione è di sforzo normale N (che nella tabella corrisponde alla colonna F1)

-dove N è positivo si hanno tiranti, dove è negativo puntoni

Inoltre si nota anche la simmetria della struttura già definita precedentemente a livello geometrico e qui confermata anche a livello di carico e sollecitazioni;

Il modello di trave utilizzato non corrisponde in realtà ad una realistica trave reticolare, che infatti prevede una luce molto più grande rispetto a questa data dal modello predefinito utilizzato, pertanto nella seguente  modellazione 3D la struttura sarà sempre reticolare ma dimensionalmente realistica.

3D

Per la modellazione tridimensionale si è scelta una struttura reticolare di un solaio 15x30 m.

Seguendo le stesse procedure del 2D (inserimento dei vincoli, rilascio momento alle cerniere interne, determinazione del materiale e della sezione, distribuzione dei carichi) si effettua l’analisi delle sollecitazioni.

La distribuzione dei carichi prevede quindi una porzione della struttura in aggetto, e si nota inoltre dalla deformata che i vari tratti se presi singolarmente si comportano come modello di mensola o come trave appoggiata.