ESERCITAZIONE 2_ Dimensionamento di un telaio in legno, calcestruzzo armato e acciaio

La prima parte dell'esercitazione consiste nel dimensionamento dei tre elementi strutturali principali di un telaio (trave, pilastro e sbalzo) in tre materiali differenti: legno, clacestruzzo armato e acciaio. 

Sono state progettati due tipi di strutture diverse, uno per il legno ed il calcestruzzo, l'altro per l'acciaio, entrambe destinate ad uno residenziale.

Quella per il legno/calcestruzzo presenta una luce per le travi principali di 4m, ed una luce per quelle secondarie di 5m; gli aggetti sono più contenuti, e si risolvono complessivamente in una luce di 2m. L'intero edificio si sviluppa su 4 piani, ma nei calcoli sono stati presi 5 per contare anche il solaio di copertura.

Quella per l'acciaio presenta una luce per le travi principali di 6m, ed una luce per quelle secondarie di 8m con gli sbalzi che arrivano a 3,50m. ANche in questo caso l'edificio si sviluppa su 4 piani, ma nei calcoli sono stati presi 5 per contare il solaio di copertura.

Durante il dimensionamento degli elementi, sono stati operate delle semplificazioni di calcolo e di schemi strutturali; infatti il dimensionamento non è avvenuto studiando lo schema strutturale di un trlaio, ma è avvenuto per i singoli elementi prendendo schemi statici semplificati: quello della trave doppiamente appoggiata per la trave, quello della mensola per lo sbalzo, e il pilastro come pilastrata soggetta a sforzo normale.

Sono state definite poi le tre tecnologie di solaio per la definizione dei calcoli strutturali, permanenti e variabili combinandoli alla SLU:

E' stato infine eseguito il dimensionamento di massima dei tre elementi, scegliendo quelli più sollecitati all'interno della struttura. Per ogni dimensionamento è stato usato un foglio di calcolo excel, e sono state eseguite le specifiche verifiche:

- TRAVE: nel clacestruzzo armato bisognava verificare che la sezione fosse idonea anche con l'aggiunta del peso             proprio dell'elemento

- SBALZO: in tutti e tre i materiali abbiamo dovuto verificare che la deformazione, e quindi l'abbassamento, non fosse eccessivo. Ricombinando i carichi alle SLE abbiamo perciò verificato che il rapporto tra luce/deformazione non fosse inferiore a 250. Per il calcestruzzo abbiamo nuovamente dovuto verificare che la sezione fosse idonea anche con l'aggiunta del peso proprio dell'elemento.

- PILASTRO: per tutti e tre i materiali abbiamo dovuto verificare la sezione all'instabilità euleriana, verificando di non progettare elementi troppo snelli e che quindi rispondessere in maniera corretta al carico critico. Per il calcestruzzo si è inoltre dovuta operare una verifica a pressoflessione, verificando la sezione anche a questo sforzo.

Dai calcoli svolti si è arrivati a queste sezioni:

LEGNO

- TRAVE di 30cm x 40cm

- MENSOLA 30cm x 35cm

- PILASTRO 30cm x 25cm

CALCESTRUZZO ARMATO:

- TRAVE di 30cm x 55cm

- MENSOLA 30cm x 45cm

- PILASTRO 30cm x 35cm

ACCIAIO:

- TRAVE IPE500

- MENSOLA IPE450

- PILASTRO HEA280

In allegato il file con tutta l'esercitazione in dettaglio.