Facoltà di Architettura - Università degli Studi Roma Tre
Esercitazione 1 - Progettazione di una travatura reticolare spaziale in acciaio
La travatura spaziale reticolare, dimensionata tramite l'utilizzo del software SAP2000, è composta da moduli 2 x 2 x 2 m, per una superficie totale di 200 m2 (20 m x 10 m).
La struttura si posiziona su 6 appoggi, con sbalzo di 4 m sul lato lungo e 2m sul lato corto.
La struttura copre in tutto una luce di 20 m.
In seguito ,con la ripetizione dei moduli, abbiamo realizzato la trave reticolare assegnando a tutti i suoi nodi il rilascio dei momenti in modo da renderle di fatto delle cerniere interne con il comando ASSIGN->FRAME->RELEASE/PARTIAL FIXITY
Poi abbiamo assegnato:
la sezione circolare di default a tutte le aste formanti la struttura;
le cerniere esterne nei punti d'appoggio della travatura reticolare.
Assegnando il Load Pattern DEAD alla struttura e avviando l'analisi, abbiamo potuto calcolarne il peso proprio, verificandone la deformazione. La tabella JOINT REACTION ottenuta è stata esportata su EXCEL.
Una volta portati i valori su EXCEL abbiamo sommato tutti i valori della colonna "F3 KN", questi valori sono nient'altro che i carichi presenti su ogni appoggio, quindi sommandoli abbiamo ottenuto il peso complessivo della struttura (205,714 KN). Il valore ottenuto è stato poi sommato al peso totale che va ad appoggiarsi sulla struttura:
10 KN/m2 (peso standard di m2 di solaio compreso di pesi accidentali) x 200 m2 (superficie trave reticolare) = 2000 KN
2000 KN + 205,714 KN = 2205,714 KN
Per calcolare il carico puntuale su ogni nodo abbiamo diviso il peso complessivo della struttura per la sua superficie:
2205,714 KN / 200 m2 = 11,03 KN/m2
Visto che non su tutti i nodi della struttura giaceva la stessa area d'influenza di carico li abbiamo divisi in tre tipologie: nodi interni, nodi perimetrali, nodi angolari. Il valore di carico al m2 è stato poi moltipolicato per l'area d'influenza di ciascun tipo di nodo:
Carico su nodi interni: 11,03 KN/m2 x 4 m2 = 44,12 KN Carico su nodi perimetrali: 11,03 KN/m2 x 2 m2 = 22,06 KN Carico su nodi angolari: 11,03 KN/m2 x 1 m2 = 11,03 KN
Con questi valori abbiamo potuto assegnare il carico corretto ad ogni nodo, definendo un nuovo Load Pattern "F".
Abbiamo selezionato tutti i nodi della struttura (interni, perimetrali e angolari) e abbiamo assegnato a ciascuno il proprio valore di carico concentrato.
Si è ripetuta l'analisi e questa volta abbiamo visualizzato la tabella ELEMENT FORCES - FRAME, l'abbiamo esportata su EXCEL, ordinandola per "station" in ordine crescente legato a "P" in ordine descrescente, infine abbiamo eliminato tutti i valori della tabella lasciando solamenti quelli che avevano l'asta (station) uguale a 0.
Poi abbiamo preso i massimi valori di P e li abbiamo caricati nella tabella fornitaci per questa esercitazione nella colonna contentente i valori di sforzo normale.
Aste tese:
Una volta inseriti i valori massimi di carichi N, il foglio di calcolo ha presentato automaticamente l'area minima che avrebbe dovuto avere ogni sezione e tramite i sagomari le aree di progetto dei profilati.
Aste compresse:
Anche per queste aste sono stati eseguiti gli stessi passaggi, sono stati inseriti però oltre all'area ricavata dal sagomario anche i valori del momento d'inerzia (I) e del raggio d'inerzia (rho) della sezione scelta, in modo da ottenere la snellezza dell'asta e poterla confrontare con la lambda critica automaticamente calcolata dal foglio, tutte le nostre lamba sono risultate minori del lambda critico perciò le sezioni scelte sono adeguate
Infine abbiamo consultato il sagomario e abbiamo scelto il profilato dell'asta maggiormente compressa.
