Esercitazione 2: progettazione telaio strutturale legno, acciaio, cemento armato

L’esercitazione pone come obiettivo quello di progettare un telaio strutturale di un edificio su più piani. La struttura dovrà essere progettata in legno, cemento armato e acciaio. La prima constatazione che possiamo fare prima di scegliere la tecnologia con il quale progettare il nostro solaio, riguarda le luci che le travi devono coprire. Le travi in acciaio infatti sono più conformi a coprire grandi luci, poiché riescono a garantire un’ottima resistenza a flessione, con dimensioni delle sezioni non esageratamente estese, ciò può causare nei pilastri problemi dal punto di vista delle deformazioni dovute alle instabilità a compressione a cui gli elementi strutturali in acciaio sono propensi se eccessivamente snelli.

    Preso atto di questo, sono stati progettati 2 tipologie di telaio strutturale, conformi ai materiai, una idonea per il CLS ed il legno, l’altra per l’acciaio.

  1. Struttura in legno lamellare

Pianta: Prospetto:

La struttura è un telaio strutturale di 5 piani destinati ad uffici aperti al pubblico.

Travi più sollecitate:Stratigrafia:

Qs: Carichi strutturali

  • Travetti legno GL24H b=0,14 m h=0,16 m i=1,00m
  • Perlinato sp.: 0.03 m

Qp: Carichi permandenti

  • Massetto alleggerito: sp.: 0.04 m
  • Isolante acustico: sp.: 0.035 m
  • Strato di allettamento: sp.: 0.015 m
  • Pavimentazione: sp.: 0.02 m
  • Incidenza tramezzi: 1.2 KN/m^2
  • Incidenza impianti: 0.1 KN/m^2

Qa: Carichi accidentali

  • Destinazione struttura: Uffici aperti al pubblico: 3.0 KN/m^2

Dimensionamento travi più sollecitate e di bordo:

  • Interasse: distanza ricoperta dalle aree d’influenza
  • Carichi del solaio: Qs, Qp, Qa
  • Qu: carico totale lineare
  • Luce della trave da ricoprire
  • Mmax: momento massimo della trave (ql^2/8)
  • Fmk: resistenza caratterisrica legno lamellare
  • Kmod: coefficiente diminutivo dei valori di resistenza del materiale, che tiene in conto l’effetto della durata del carico e delle condizioni di umidità in cui la struttura si troverà ad operare.
  • γ m: è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale e i suoi valori sono riportati nella tabella sottostante.
  • Fd: resistenza di design;
  • Valori dimensionali della trave

Dimensionamento mensola:

  • Stesse costanti del caso precedente, cambia la formula del momento massimo (ql^2/2)

Deformabilità della mensola:

Dimensionamento pilastri più sollecitati e di bordo:

  • Il dimensionamento oltre alle solite costanti, introduce come problema, il concento del carico di punta che causa instabilità e deformazioni ad elementi compressi come i pilastri.

  1. Struttura in Cemento armato

Stessa struttura del legno lamellare:

Stratigrafia:

Qs: Carichi strutturali

  • Travetti C.A: b=0,12 m, h=0,20 m, i=0.5m
  • Pignatte: b= 0,38 m, h= 0,20 m, i= 0.5
  • Caldana C.A: sp.: 0.05 m

Qp: Carichi permandenti

  • Massetto alleggerito: sp.: 0.04 m
  • Isolante acustico: sp.: 0.035 m
  • Strato di allettamento: sp.: 0.015 m
  • Pavimentazione: sp.: 0.02 m
  • Incidenza tramezzi: 1.2 KN/m^2
  • Incidenza impianti: 0.1 KN/m^2

Qa: Carichi accidentali

  • Destinazione struttura: Uffici aperti al pubblico: 3.0 KN/m^2

Dimensionamento travi più sollecitate e di bordo: In ognuno dei 2 casi sono effettuati 2 dimensionamenti: uno calibrato solo con i carichi agenti, l’altro che tiene in considerazione anche il peso stesso della trave.

  • Interasse: distanza ricoperta dalle aree d’influenza
  • Carichi del solaio: Qs, Qp, Qa
  • Qu: carico totale lineare
  • Luce della trave da ricoprire
  • Mmax: momento massimo della trave (ql^2/8)
  • Fyk: resistenza caratteristica Acciaio d’armatura B450C
  • Fyd: resistenza di progetto acciaio
  • Fck: resistenza caratteristica calcestruzzo
  • Fcd: resistenza di progetto calcestruzzo
  • β: coefficiente dipendente dalla resistenza di progetto del calcestruzzo, dell’acciaio e dal loro coefficiente di omogeinizzazione
  • r: coefficiente dipendente dalla resistenza di progetto del calcestruzzo e dal calcolo del coefficiente β.
  • hu: Altezza utile della sezione
  • δ: copriferro (sp.: 5cm
  • Valori dimensionali della Trave

H/l: rapporto tra altezza totale della sezione e la luce della trave

Dimensionamento mensola:

  • Stesse costanti del caso precedente, cambia la formula del momento massimo (ql^2/2)Deformabilità della mensola:

Dimensionamento pilastri più sollecitati e di bordo:

  • Il dimensionamento oltre alle solite costanti, introduce come problema, il concento del carico di punta che causa instabilità e deformazioni ad elementi compressi come i pilastri.

Verifica a carico di punta:

  1. Struttura in Acciaio:

Prospetto

 

La struttura è un telaio strutturale di 5 piani destinati a civile abitazione

Travi più sollecitate:

Stratigrafia:

Qs: Carichi strutturali

  • Travetti Acciaio: IPE 120, i=0.8m
  • Lamiera Grecata: sp.: 0.005m h: 0.055 m
  • Caldana C.A: sp.: 0.065 m

Qp: Carichi permandenti

  • Massetto alleggerito: sp.: 0.04 m
  • Pavimentazione: sp.: 0.02 m
  • Incidenza tramezzi: 1.2 KN/m^2
  • Incidenza impianti: 0.1 KN/m^2

Qa: Carichi accidentali

  • Destinazione struttura: Uffici aperti al pubblico: 2.0 KN/m^2

Dimensionamento travi più sollecitate e di bordo:

  • Interasse: distanza ricoperta dalle aree d’influenza
  • Carichi del solaio: Qs, Qp, Qa
  • Qu: carico totale lineare
  • Luce della trave da ricoprire
  • Mmax: momento massimo della trave (ql^2/8)
  • Fyk: resistenza caratteristica Acciaio d’armatura B450C
  • Fyd: resistenza di progetto acciaio
  • Wxmin: modulo di resistenza minimo della sezione

Dimensionamento aggetto e verifica a deformabilità:

Dimensionamento Pilastri e verifica a carico di punta:

Commenti

Edoardo Salimbeni
Offline
Iscritto: 13/10/2017
Correzione

Correzione descrizione aggetto: (Mmax= ql^2/2)

Edoardo Salimbeni