ESERCITAZIONE ARCHI

L'esercitazione mira a verificare che un arco è "più arco" (cioè si configura come una struttura spingente) quando la propria freccia diminuisce in rapporto alla luce, questa variazione di dimensione fa sì che il carico applicato sull'arco si trasformi prevalentemente in sforzo assiale a discapito dello sforzo di taglio e del momento flettente all'interno delle sezioni che compongono l'arcata.

Per quanto riguarda la tipologia dell'arco parabolico, ci aspettiamo di ottenere risultati dai diagrammi di taglio e momento flettente nulli, in quanto questa tipologia di arco, per la sua particolare forma geoemetrica è ingrado di trasformare tutto il carico gravante sull'arco in sforzo assiale.

Cominciamo con l'arco a tutto sesto, luce 12m, freccia 6m.

Importiamo il file IGES della struttura all'interno dell'ambiente sap20014.

Assegniamo INCASTRO alle imposte dell'arco, e in chiave CERNIERA interna selezionando le due aste più vicine al nodo e assegnando che rilasci il momento da sinistra a destra.

Definiamo le sezioni rettangolari (0,4m x 0,3m) del concio che compone l'arco. 

[vista estrusa]

Definiamo il carico distribuito assegniamo 0 a peso proprio.

Selezioniamo tutte le aste.

Asseganiamo il carico distribuito con un valore di 10 KN in modalità Gravity Projected.

Selezioniamo la combinazione di carico, carico distribuito e lanciamo l'analisi.

Deformata dell'arco.

Reazioni vincolari, notiamo come la componente Y è perfettamente il doppio della componente X che rappresenta la forza di spinta(ql²/2f).

Sforzo assiale:

all'imposta 52,21 KN DI COMPRESSIONE.

Momento flettente.

Sforzo di taglio.

Vediamo come si comporta l'arco a sesto ribassato ricordando che la luce è la stessa, così come il carico distribuito e che invece la freccia è la metà dell'arco a tutto sesto.

Deformata dell'arco.

Reazioni vincolari, notiamo come la componente X (della spinta) comincia a crescere rispetto a quella Y pareggiandola essendo la freccia in questo caso la perfetta metà della luce.

Sforzo assiale:

all'imposta 84,75 KN DI COMPRESSIONE. Questo valore è aumentato considerevolmente rispetto all'arco a tutto sesto.

Momento di flettente.

Sforzo di taglio.

Infine studiamo il comportamento dell'arco parabolico.

Ci attendiamo che essendo un arco funicolare e non catenario lavori solo a sforzo normale.

Deformata dell'arco.

Reazioni vincolari.

Sforzo assiale.