ES.1_Dimensionamento di una travatura reticolare spaziale_Alessandro Lorenzi

La travatura reticolare spaziale da dimensionare sarà caratterizzata da moduli con dimensioni 5x5x5 m su una griglia in pianta di 45x30 m.

1. Creo il cubo di base 5x5x5 m 

2. Definisco il materiale, in questo caso acciaio S275

[Define-Materials-Add new materials]

3. Definisco le sezioni da prendere 

[Define-Section Properties-Frame section-Pipe]

In questo caso prendo:

-TUBO D244,5x5,4 in verde 

-TUBO D273x5,6 in grigio

4. Applico,disegnando,le mie sezioni:

[Draw-Frame]

Le aste verdi vengono assegnate per le aste verticali ed orizzontali.

Le aste grigie vengono assegnate per le aste diagonali.

5. Mostro le sezioni con i colori scelti ed i loro nomi per avere una visione più chiara del modello

[Display Options-General Options-View by colors-Sections]

[Assign-Frame-Frame sections]

                                                   

6. Copio il cubo  ed in seguito lo specchio per realizzare la struttura reticolare spaziale di Area= 40 m x 30 m= 1200 mq. 

[Edit-Replicate]

[Edit-Replicate- Disegno asse di simmetria-Apply]

7. Calcolo il carico da inserire 

AREA struttura= 45x30= 1440 mq

1440 mq x 12 KN/mq = 17280 KN

Moltiplico il risultato per i piani totali 

17.280 KN x 2 piani = 34.560 KNxpiano 

In base all'area di influenza dei singoli elementi strutturali procedo a ripartire i carichi che risultano essere:

- 4 nodi esterni 

- 24 nodi perimetrali 

- 35 nodi centrali

35 F + 24 F/2 + 4 F/4 = 48 F

F = 34.560 KNxpiano / 48 = 720 KN 

F/2 = 360 KN

F/4 = 180 KN

8. Creo nuovo carico Q 

[Define-Load Patterns-Inserisco nuovo carico]

9. Assegno i carichi calcolati in precedenza ai nodi corrispondenti 

[Assign-Joint Loads-Forces]

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                             

                                                                                                         

 

10. Inserisco i vincoli che dovranno contrapporsi alle forza inserite in precedenza

[Assign-Joint-Restraints]

11. Rilascio i vincoli che mi permettono di considerare le cerniere come un vincolo interno dove il momento non è presente.

[Assign-Frame-Releases]

12. Avvio l'analisi 

[Run Analysis-Q-Run Now]

13. Confronto la trave reticolare senza forze applicate e la deformata

[Display Deformed Shape-Q- Wire Shadow]

14. Controllo se effetivamente non ci sia momento e confermo la presenza dello sforzo assiale. 

[ Display Frame-Q- Axial Forces]

15. Apro le tabelle 

[Choose tables for display-Element Output- Frame Output-Element-Element Forces/Frames]

16. Esporto le tabelle su Excel

[File-Export current table-To excel]

17. Elimino i valori che non interessano all'analisi come v2,v3,T,M2,M3,Frame Element, Element Station

18.Riordino gli elementi in base ai valori dello sforzo normale (P)

Valori negativi (compressione)

Valori positivi  (trazione)

19. Divido i valori per gruppi e gli assegno una sezione per facilitare la conseguente scelta dei nuovi profili.

SEZIONE 1,2,3,4,5 Aste compresse

SEZIONE 6,7,8 Aste tese

                                    

20.Apro le tabelle che riguardano i profili scelti per le aste verticali,orizzontali e oblique.

[Frame Assignments-Frame Item Assignments-Table Frame Section Assignments]

21. Condivido la tabella degli sforzi normali nella tabella dei profili ed inserisco i valori P più alti di ogni gruppo nella tabella di calcolo per ricavare l'Amin dei nuovi profili.

Eseguo questa azione per i profili sollecitati a compressione e a trazione.

Incrociando i dati prodotti dal foglio di calcolo e il profilari5,6ho deciso di scegliere i seguenti profili:

SEZIONE 1 - 457,2x6,3               

SEZIONE 2 - 406,4x6,3

SEZIONE 3 - 273,0x5,6

SEZIONE 4 - 168,3x4,5

SEZIONE 5 - 88,9x3,6

SEZIONE 6 - 60,3x3,2

SEZIONE 7 139,7x4,5

SEZIONE 8 219,1x5,9

 

                                           

22. Creo i profili scelti sul profilario su SAP2000

[Define-Section Properties-Frame section-Add new Property]

Siccome i profili non appartengono alla libreria di SAP devo modificare le dimensioni e ne devo modificare il nome che deve combaciare perfettamente con quello dei fogli excel.

23. Importo le tabelle su SAP 

[File-Import]

24. Il programma legge le nuove sezioni e le distribuisce all'interno del modello

25. Eseguo l'analisi nuovamente 

26. Apro la tabella dei carichi  

[Joint Output-Reaction] 

27. Sommo i valori di F3 che rappresentano il peso proprio della struttura

F3 = 381, 625

28. Per la ridistribuzione dei carichi tenendo conto del peso proprio della struttura ricalcolo le forza in gioco

Ftot+F3 = 34.941,625

Divido il valore ottenuto per il numero di nodi 

F=34.941,625/48 = 727,95

F/2 =727,95/2= 363,975

F/4 = 727,95/4= 181,9875

29. Assegno i nuovi carichi ai nodi 

                                       

            

30. Eseguo l'analisi mettendo in evidenza il carico Q questa volta

31. A questo punto mandiamo l'analisi con la nuova forza F e controlliamo che i valori di deformazione massima della struttura siano inferiori a 1/200 della luce.

Nel caso in cui la struttura non venga verificata, dovremo ripetere il processo e ridimensionare la struttura.