TRAVE RETICOLARE 3D

La travatura reticolare (o struttura reticolare) è una struttura composta da un insieme di aste vincolate ai nodi in modo da costituire un elemento resistente e indeformabile. La travatura reticolare ha tratto la propria origine dalla necessità di impiegare strutture sempre più leggere per superare luci sempre più grandi.

Nella seconda esercitazione ho dimensionato e analizzato una struttura reticolare tridimensionale con l’ausilio del software SAP2000 e di un foglio Excel.

In particolare, SAP2000 mi ha permesso di modellare una struttura reticolare e di ottenere, alla fine, i dati relativi agli sforzi assiali sulle singole aste; non troveremo, infatti, sollecitazioni di taglio e momento.

1. Avviato il programma, ho aperto un file New model, impostato l'unità di misura KN, m, C e scelto come spazio di lavoro Grid Only.

Ho creato una maglia rettangolare 6m x 8m composta da 12 campate 2m x 2m. Ho iniziato a modellare la mia struttura a base cubica collegando i vari vertici tra loro e controventando ogni singola faccia del cubo 

2.  il risultato è una struttura reticolare composta da 12 cubi di dimensioni 2m x 2m X 2m

3.  Ho completato la mia struttura assegnando, come vincolo esterno, una cerniera ai quattro spigoli inferiori e, tramite il comando Assign > Frame > Release partial fixity, ho trasformato tutti i nodi in cerniere interne.

4.  Successivamente ho assegnato il materiale (acciaio) alle aste della struttura, scegliendo un profilato a sezione circolare cava (Pipe)

5. cliccando su Define > Load pattern definisco un nuovo sistema di carichi inserendo un nuovo paramentro F con un Self Weight Multiplier uguale a 0.

6. Cliccando su Assigne > Joint loads > Forces assegno i carichi alla struttura, dopo aver selezionato esclusivamente i nodi superiori; la forza è pari a 100 kN (-100 kN in quanto è diretta verso il basso)

7.  Conclusa la prima fase di modellazione, si può procedere con l’analisi dei carichi selezionando esclusivamente la forza F

8. Ottengo così la struttura deformata e posso visualizzare i diagrammi (e i valori) dello sforzo assiale

9.  Cliccando su  Display > Show tables posso controllare i dati dell'analisi spuntando Analisys Results e selezionando il valore F

10. Infine esporto la tabella Element Forces - Frames in un file Excel per ottenere i dati utili al dimensionamento delle aste

Dopo un’operazione di “pulizia del file”, in cui ho eliminato i dati duplicati, ho ordinato i valori relativi allo sforzo normale dal più piccolo al più grande ed ho evidenziato i valori delle aste diagonali;  ora posso trasferirli nelle tabelle Excel preimpostate per trazione e compressione.

TRAZIONE

Prendo tutti i valori positivi dalla tabella esportata da Sap2000 e li incollo nel foglio Excel preimpostato nella sezione “acciao trazione”.

Per il dimensionamento delle aste, prendo in considerazione il valore massimo dello sforzo di trazione ed, in base a questo valore, il foglio Excel mi da un’area minima della sezione; quindi, dalla tabella dei profilati metallici circolari, scelgo una sezione con area maggiore rispetto all’area minima indicata.  

COMPRESSIONE

Prendo tutti i valori negativi dalla tabella esportata da Sap2000 e li incollo nel foglio Excel preimpostato nella sezione “acciao compressione”.

Per il dimensionamento delle aste compresse, prendo in considerazione:

1.    Valore massimo dello sforzo di compressione

2.    Area minima relativa all’asta soggetta allo sforzo di compressione maggiore

3.    Il valore massimo del momento d’inerzia minimo

Ingegnerizzando, verifico che il valore di lambda sia < 200.

In base a questi valori, per la mia struttura reticolare ho scelto un profilato metallico a sezione circolare cava di dimensioni 114,3 X 4,5 mm.