ES.2_Dimensionamento di un graticcio_ Inglisa_Messina

Lo scopo dell’esercitazione è dimensionare un graticcio di travi.

Inizialmente si procede a creare un nuovo modello, sfruttando il comando “grid only”, e considerando che il graticcio di progetto ha una forma poligonale assimilabile a un parallelogramma, è stata definita una griglia fitta in cui la figura fosse inscrivibile, in modo da poter individuare al suo interno i quattro vertici che andranno a definire il perimetro.

Successivamente con il comando “draw polyarea” si definisce l’area effettiva del graticcio; una volta ottenuta la geometria si attribuisce con il comando “assign – joint - restraints” il vincolo cerniera a tutti i punti desiderati.

L’oggetto va ora discretizzato per rendere l’analisi più accurata; eseguando “edit - edit areas – divide areas” e specificando di voler dividere l’area in elementi finiti di dimensione massima 50 cm, si ottiene una superficie divisa in quadrilateri di eguali dimensioni.

Per poter eseguire l’analisi è necessario attribuire una sezione, èbisogna quindi prima definire il materiale. Attraverso il comando “define - define new material - add new material” si va a definire il “calcestruzzo C40/50”; successivamente si definisce la sezione mediante “define - section properties - area section”, si imposta una sezione di tipo “shell- thick” (che tiene conto sia del comportamento flessionale che membranale, e anche della deformata a taglio) a cui si attribuisce il materiale prima definito.

In questa fase va dichiarato anche lo spessore della geometria in analisi, scelto di 1m. Completata la definizione tramite “assign – area – area section” si correlano la sezione e la struttura. Il modello sarà così visualizzato nella vista estrusa.

Ai fini dell’analisi va definito un nuovo “load patterns” ovvero il “carico shell” che permetterà di tener conto delle sollecitazioni senza considerare il peso proprio (impostato su 0) del guscio stesso. Ora selezionando tutta la piastra le si attribuisce il carico, tramite “assign – area loads – uniform (shell)” di un valore pari a
72 kN/m2, dato dai 6 piani poggiati sul graticcio (12 kN/m2 * 6 piani = 72 kN/m2).

Si fa partire ora l’analisi dei carichi sulla struttura tenendo conto solo del carico “shell”. Saranno visualizzabili i risultati dell’analisi sui momenti M 1-1 e M 2-2.

Si riportano nella tabella “dimensionamento a flessione travi” i risultati ottenuti.

Dopo aver analizzato i risultati si va a creare su SAP2000 una geometria del tutto analoga a quella studiata fin ora, che sarà quella di effettivo studio del graticcio. Si definisce la sezione che lo caratterizza seguendo le dimensioni emerse dalla tabella e si definisce la struttura attribuendole quest’ultima. Si procede poi ad attribuire nuovamente i vincoli cerniera.
Dopo ciò bisogna spezzare tutte le travi all’intersezione poiché tra ognuna di esse deve essere interposto un nodo rigido. Si esegue quindi il comando “edit – edit lines – divide frames” e per spezzare le travi all’intersezione.

Ottenuto il graticcio bisogna affidargli un carico distribuito, si definisce un nuovo load pattern per il peso proprio (PP) e uno per il carico del graticcio (carico GR). Ora si assegna alle travi interne un carico distribuito di tipo “carico GR” pari a 54 kN/m2 e alle travi di bordo sempre un carico distribuito di tipo “carico GR” di valore pari a 27 kN/m2.
Si può quindi far partire un’analisi che analizzi il carico GR e faccia visualizzare sia le reazioni vincolari che l’incidenza del peso proprio.

Di conseguenza va eseguita un’analisi che tenga conto anche del peso proprio della struttura ora emerso, come prevedibile, non trascurabile. Si definisce una combinazione di carichi tramite “define – load combination – add new combo” che permette di analizzare contemporaneamente il carico GR e il peso proprio PP (moltiplicato per il coefficiente di 1,3).

Si fa partire ora l’analisi considerando questa combinazione di carico. Da quest’analisi emergono i valori della torsione e dell’abbassamento. Inserendo i valori massimi nella tabella “verifica a torsione” si può notare come il dimensionamento sia verificato rispetto alla sezione precedentemente definita tramite la prima tabella.

Dai diagrammi invece, valutando il valore U3 è possibile verificare che l’abbassamento è effettivamente minore a 1/200 della luce totale della struttura.