Esercitazione 1 - Progetto di una Travatura Reticolare Spaziale in Acciaio

Progetto di una trave reticolare spaziale in acciaio atta a coprire un'aula quadrata di lato 27,00 m e sostenere quattro piani sovrastanti

In questa prima esercitazione (allegata al post) abbiamo dimensionato una trave reticolare tridimensionale effettuando dapprima un'ipotesi progettuale, per poi andare a ridisegnare la struttura ipotizzata mediante il programma SAP2000 così da poter effettuare delle analisi su di essa, traendo informazioni relative agli sforzi assiali agenti sulle singole aste e al mondo in cui questa si deforma.

Mediante i dati ricavati dalla progettazione virtuale della reticolare abbiamo potuto effettuare dei calcoli per il dimensionamento degli elementi, suddividendoli in tesi e compressi e distribuendoli in più classi (4 a trazione e 4 a compressione) così da avere in totale 8 aste di cui determinare il profilo (la maggiore per ogni classe in termini di sforzo assiale), così da ottimizzare le sezioni e ridurre l'impiego di acciaio (abbiamo fatto riferimento al profilario di Fondazione Promozione Acciaio).

Una volta effettuato il dimensionamento attraverso un foglio excel, abbiamo provato a formulare delle ipotesi per cambiare la reticolare in modo tale da ridurre i valori degli sforzi assiali sulle aste (e di conseguenza anche i profili a esse attribuibili), e capire come/quanto le sollecitazioni possano cambiare al variare delle scelte strutturali sul medesimo progetto. 

 

Dati relativi alla struttura e ai carichi sovrastanti la reticolare:

n. piani 4
Dimensione piano 27,00 m x 27,00 m
Superificie piano (mq) 729,00
Carichi per piano 10 kN/mq
Carico Totale dei Piani 29.160 kN

 

Immagini della trave reticolare spaziale progettata su SAP2000, alla relativa consigurazione deformata e ai diagrammi degli sforzi assiali sulle aste della struttura:

Tabelle relative ai dimensionamenti delle aste in trazione:

Calcolo dell'area minima da sforzo normale di trazione Dimensioni Profili
fyk γ m fd A_min A_design D t
kN Mpa   Mpa cm2 cm2 (mm) (mm)
               
116,92 275,00 1,05 261,90 4,46 4,53 48,30 3,20
327,87 275,00 1,05 261,90 12,52 13,20 88,90 5,00
777,12 275,00 1,05 261,90 29,67 32,80 114,30 10,00
2892,37 275,00 1,05 261,90 110,44 125,00 219,10 20,00

 

Tabelle relative ai dimensionamenti delle aste in compressione:

Calcolo dell'area minima da sforzo di compressione (resistenza materiale) Calcolo dell'inerzia minima per sforzo di compressione (instabilità euleriana) Ingegnerizzazione sezione e verifica snellezza per una membratura principale (< 200) Dimensioni Profili
N fyk γ m0 fyd A_min beta l Lam* rho_min I_min A_design I_design rho_min lam D t
kN N/mm2   N/mm2 cm2 Mpa   m   cm cm4 cm2 cm4 cm   (mm) (mm)
                                 
-4195,28 275,00 1,05 261,90 160,18 210000,00 1,00 3,00 88,96 3,37 1822 172,0 10517 7,81 38,41 244,50 25,00
-885,91 275,00 1,05 261,90 33,83 210000,00 1,00 3,00 88,96 3,37 385 40,7 862 4,60 65,22 139,70 10,00
-443,08 275,00 1,05 261,90 16,92 210000,00 1,00 3,00 88,96 3,37 192 18,0 207 3,39 88,50 101,60 6,00
-174,92 275,00 1,05 261,90 6,68 210000,00 1,00 3,00 88,96 3,37 76 9,9 120 3,48 86,21 101,60 3,20