Facoltà di Architettura - Università degli Studi Roma Tre
Esercitazione_01 Dimensionamento di una travatura reticolare spaziale
- Parto dalla base di un triangolo equilatero e con il comando RUOTA, e impostando la copia alla rotazione, mi creo l’esagono dalla quale sono partito per creare il modulo del mio arco.
- Con il comando OFFSET creo un secondo esagono ( di poco più grande della metà ) e lo RUOTO di 90°.
- Creo un ARCO di ampiezza a piacere e con il comando DIVIDI lo suddivido in 20 parti ( 10 per l’esagono più piccolo e 10 per quello più grande ).
- Sempre con il comando RUOTA ( e copia ), partendo dal centro dell’arco, ripeto gli esagoni nelle posizioni individuate dai punti.
- Eseguo la stessa operazione per l’esagono più piccolo ( per una sola volta in modo da creare il modulo che verrà ripetuto per tutto l’arco) e collego i vertici degli esagoni.
- Una volta uniti tutti i vertici utilizzando di nuovo COPIA con ROTAZIONE completo l’arco.
- Analizzo il modulo utilizzato selezionando un asta alla volta per individuare le lunghezze tipo di tutte le aste e ne cambio il colore trovando così 8 lunghezze diverse che mi serviranno per il dimensionamento successivo.
- Esporto il file in .DWG assicurandomi di aver creato tutte aste singole, lo apro con Autocad e lo salvo in .DXF; Apro Sap2000, importo il file e dichiaro il Layer al quale deve fare riferimento per le aste e imposto come unità di misura KN, m, C. Seleziono i punti delle due basi e assegno i vincoli nei Joint del tipo Cerniera.
- Seleziono tutte le aste e assegno i rilasci sia all’inizio che alla fine delle aste.
- Seleziono tutte le aste e assegno alle aste una sezione tubolare cava in acciaio.
- Imposto dei carichi puntuali “ f ” simmetrici tra loro (in questo caso senza considerare il peso del materiale) in modo da permettere al programma di calcolare gli sforzi alla quale sarà sottoposta la struttura.
- Avvio l’analisi e mi assicuro che la struttura abbia solo degli sforzi assiali.
- Con lo short-cut Ctrl+T si aprirà una finestra nella quale metterò la spunta sulla voce ANALYSIS RESULTS e su SELECT LOAD PATTERN imposto la visualizzazione solo della forza “ f “ per mettere in tabella l’analisi fatta dal programma che ci permetterà di effettuare il dimensionamento.
- Nel menù a tendina in alto a destra scelgo la voce Element Forces – Frames, la quale mi restituirà tutti i valori di sforzo per ogni singola asta e lo esporto in excel.
- Elimino tutte le colonne successive alla quinta avente indice P, la quale rappresenta gli sforzi assiali ( quelli che interessano a noi per questa analisi ); seleziono tutta la colonna STATION e la dispongo in ordine crescente ed elimino tutti i valori diversi da zero per isolare i le aste e i relativi valori di sforzo.
- Separo le aste che si comportano a trazione da quelle a compressione, scarico il file excel dal portale di meccanica riguardante il dimensionamento di pilastri, prelevo la tabella dalla sezione Acciaio, elimino le colonne precedenti alla voce N, la incollo di fianco alla tabella ottenuta da Sap2000.
- ASTE SOGGETE A TRAZIONE: Inserisco i valori della mia tabella superiori allo Zero, scelgo un tipo di acciaio (S275) con coefficiente di snervamento fyk = 275 MPa e coefficiente di sicurezza γm = 1.05; da questi troverò la tensione di progetto fyd = fgk/ym e Amin = N/fyd e scegliendo quindi un Adesign adatta.
- ASTE SOGGETTE A COMPRESSIONE: Effettuo le stesse operazioni delle aste soggette a trazione solo che per queste dovrò ricavarmi anche i valori Imin (momento di inerzia), ρmin (il raggio di inerzia minimo della sezione) e λ* (snellezza dell’asta) avendo come dati anche E = 210000 Mpa (modulo di elasticità) e un coefficiente β che dipende dalle condizioni di vincolo (β = 1). Da qui dovrò andare a scegliere sulla tabella dei profili dei ρdesin, Adesign e Idesign in modo che siano tutti superiori dei loro rispettivi minimi e trovare quindi λ.
