Esercitazione 1_Dimensionamento telaio (cls,acciaio,legno)

Esercitazione 1

La prima esercitazione consiste nel progetto e nella verifica di un telaio, realizzato prima in calcestruzzo armato, poi in acciaio e infine in legno.

Calcestruzzo armato

Per prima cosa ho effettuato un'analisi dei carichi, calcolandomi qs (carico strutturale permanente), qp (carico portato) e qa (carico accidentale, preso dalla normativa). A questo punto ho ottenuto il carico ultimo qu con la combinazione di carichi:

qu= (1,3*qs+1,5*qp+1,5*qa)*i

Dopodichè ho calcolato il momento massimo con la formula (ql^2)/8.A questo punto scelgo fyk delle armature e fck del calcestruzzo e posso iniziare con il progetto della trave. Mi trovo le tensioni di progetto fyd e fcd, da cui posso ricavare l'altezza utile hu, ponendo come dato una base b. Aggiungo all'altezza utile la distanza tra l'armatura e il bordo della sezione (δ) e trovo l'altezza minima Hmin, che poi devo ingegnerizzare arrotondandola per eccesso, tenendo conto che per una buona resistenza a flessione l'altezza deve essere abbastanza più grande della base. 

Infine devo effettuare la verifica:

mi calcolo l'area della trave e mi trovo il suo peso proprio, che poi va aggiunto al carico ultimo. A questo punto mi calcolo di nuovo il momento massimo e da qui mi ricalcolo l'altezza utile e quella minima con lo stesso procedimento svolto prima. Se l'altezza minima è minore dell'altezza di design scelta da noi nel progetto allora è verificata.

Una volta progettate e verificate le travi passo al progetto dei pilastri. Mi calcolo l'area di influenza del pilastro più sollecitato nel mio telaio. Calcolo il peso delle travi e il carico del solaio che influisce sul pilastro, da qui mi calcolo lo sforzo normale N che agisce sul pilastro in un piano, lo moltiplico per il numero di piani e trovo Nmax

Ora posso progettare la sezione del pilastro. Scelgo fck da cui ricavo la tensione di progetto fcd e trovo l'area minima. Calcolo ρ min (valore minimo del raggio d'inerzia minimo) da cui ricavo la base minima b e avendo l'area l'altezza minima h. Ingegnerizzo la base e ricalcolo l'altezza, arrotondando poi anche questa, tenendo conto del fatto che i pilastri sono più funzionali se con una sezione quadrata o circolare. 

Per la verifica dei pilastri calcolo l'area di design e il momento d'inerzia minimo. Calcolo poi il modulo di resistenza a flessione Wmax e utilizzando il carico mi trovo il momento massimo. Da questo ricavo la tensione massima σmax e verifico che sia inferiore alla mia tensione di progetto fcd. 

Acciaio

Anche qui bisogna effettuare innanzitutto un'analisi dei carichi e una volta trovato qu ottengo il momento massimo.

Scelgo fyk e mi calcolo la tensione di progetto dell'acciaio fyd. Da qui mi ricavo il modulo di resistenza a flessione Wmin e a questo punto devo utilizzare le tabelle dei profilati metallici. Scelgo l'IPE con il Wmin subito maggiore del valore ottenuto da noi. In questo caso ho scelto un IPE400.

Per i pilastri in acciaio, così come già fatto per quelli in cemento armato, mi calcolo Nmax. Scelgo fyk e trovo la tensione di progetto fyd. Mi calcolo l'area minima, la snellezza e il valore minimo del raggio d'inerzia minimo (ρ min). Da questo mi ricavo il momento d'inerzia minimo Imin. Prendo di nuovo la tabella dei profilati metallici e scelgo l'HE con il momento d'inerzia più grande di quello ottenuto (HEA260).  

Legno

Per il calcolo della struttura in legno si procede allo stesso modo, effettuo l'analisi dei carichi e ottengo il momento massimo Mmax.

Scelgo fmk, e prendo dalla normativa kmod, da cui ottengo la tensione di progetto fd. Scelgo una base b e trovo l'altezza minima con la formula hmin= radq(Mmax/b)*radq(6/fd). Ingegnerizzo l'altezza e ottengo quindi la sezione della trave.

Per quanto riguarda il progetto del pilastro procedo allo stesso modo dei precedenti materiali e calcolo Nmax. Scelgo fc0k e kmod e calcolo la tensione di progetto fc0d. Calcolo l'area minima e il valore minimo del raggio d'inerzia minimo (ρmin). Calcolo poi la base minima bmin e la ignegnerizzo. Dopodichè calcolo l'altezza minima hmin e ingegnerizzo anche questa. Infine mi calcolo l'area di design (con la base e l'altezza ignegnerizzati) e il momento di inerzia minimo.