Esercitazione 2: Dimensionamento Travatura Reticolare Spaziale

Esercitazione svolta con Francesca Di Gregorio.

Disegnata su SAP200 una travatura reticolare spaziale di dimensioni 24x16m, di modulo 2 m, abbiamo assegnato alle aste della struttura una sezione tubolare di acciaio di dimensioni arbitrarie.

Assegnata la sezione, abbiamo impostato che i nodi  fossero cerniere affinché le aste non trasmettano momento, assicurandoci che la travatura sia reticolare, ovvero che funzioni a solo sforzo normale. 

Abbiamo poi aggiunto le cerniere esterne, in corrispondenza di alcuni nodi, dove la travatura si poggierà alla struttura che scaricerà i carichi a terra.

Aggiungendo un carico con il moltiplicatore di peso proprio pari a 1, abbiamo fatto gravare sulla struttura il peso di essa, che abbiamo ricavato sommando le reazioni verticali delle cerniere esterne su Excel.

Supponendo che la travatura reggesse due solai, abbiamo calcolato il carico complessivo, compreso del peso proprio, e l'abbiamo applicato ai nodi.

Peso Proprio = 498,92 kN
q = 10 kN/m2
Area = 384 m2
Carico solai = 384 m2 x 10 kN x 2 = 7680 kN
Carico totale = 7680 + 498,92 = 8178,92 kN
Numero nodi = 117
F (carico concetrato sui nodi) = 8178,92 / 117 = 70 kN

Struttura deformata                                                                                                                             Sforzo Normale

Sforzo Normale

Abbiamo verificato che i momenti flettenti fossero nulli

Ed abbiamo esportato i valori dello sforzo normale su Excel, dividendo le aste compresse da quelle tirate e ordinandole per valore dello sforzo nomale.

Abbaimo poi calcolato la tensione di design fcd=fck/γm

Per le aste tirate abbiamo usato fcd per calcolare l'area minima data da: Amin = N/fcd. Sono così stati scelti due profilati di area maggiore di quella trovata, così non da non sovradimensionare troppo le aste. Abbiamo verificato che le tnsioni non superassero fd.

 

 

Le aste comrpesse invece sono state dimensionate non solo a rottura (A>Amin) ma anche tenendo conto dell'instabilità euleriana con ρ>ρmin. ρ è dato da l0/λ, con  λ=(πE/fcd)1/2 e l0=lxβ. Abbiamo scelto tre diversi profilati e e verificato che il valore delle tensioni non superasse fd.

 

Dimensionata e verificata la struttura allo Stato Limite Ultimo l'abbiamo verificata allo Stato Limite di Esercizio, calcolando l'abbassamento e controllando che esso sia inferiore al limite imposto dalla normativa δ < l/200.
Abbiamo quindi esportato da SAP i valori dell'abbassamento dei nodi ed estratto su Excel il valore massimo (corrispondente in tabella al valore minimo poiché di segno negativo).

Abbiamo individuato il nodo corrispondente al valore

 

E misurato la luce. l = 7,2 m

δ = 7,2 / 200 = 0,036
0,048 > 0,036.

La struttura non è quindi verificata allo SLE. Per ridurre l'abbassamento è necessario diminuire lo sbalzo (e di conseguenza la luce). Va considerato che con le nuove sezioni il peso proprio della travatura si ridurrà, per questo motivo andrà rifatto il calcolo delle forze applicate ai nodi che modificherà anche l'abbassamento.

ESERCITACIONE 2 - Dimensionamento de graticcio

Per questa esercitazione abbiamo fatto un graticcio 30x20m con maglia strutturale 2x2m.

Dopo esportiamo la struttura su Sap2000, e abbiamo messo i vincoli esterni dove corrispondono.

Consideriamo un carico de 10 KN*m e un altro de 2,5 KN*m, per i travi di bordo.

Dopo otteniamo la deformada della struttura, l'analisi di momenti  e la tabella de force e momenti. Questa ultima la esportiamo su excel, e troviamo il momento maggiore.

 

Con il momento maggiore facciamo il dimensionamiento della sezione dei travi. 

Ottenendo una sezione nella trave di 30x80 cm.

Dopo facciamo un cambiamento nella larghezza della nostra trave per ottenere un'altezza minore. 

Così miglioriamo la sezione di trave: 30x65 cm.

Esercitazione 1_Trave reticolare spaziale

1) Modellazione di una trave reticolare spaziale su SAP2000

2) Dimensionamento delle aste con il foglio Excel

 

 

 

ESERCITAZIONE 2_Trave reticolare spaziale

Per iniziare scelgo di prendere in considerazione una trave reticolare di modulo 4 m x 4 m appoggiata su due corpi scala e la modello su sap. 

Inserisco come appoggi delle cerniere esterne e decido di utilizzare come materiale l’acciaio S355 e come sezione un tubolare cavo circolare da 0.15 m di diametro

Nelle travi reticolari i nodi interni si comportano come cerniere interne per cui applico alla trave il rilascio dei momenti 

 

Dopo di che eseguo l’analisi della trave applicando soltanto il peso proprio della struttura. Poi esporto le tabelle su excel in modo da poter calcolare il peso proprio della struttura sommando tutti i valori F3.

Calcolato il peso proprio della struttura devo stabilire il carico che grava su ogni nodo della struttura portato dai solai appesi.

Decido di analizzare un edificio alto 4 piani. Il peso del solaio è di 6,37 kN/m^2 e lo moltiplico per la superficie di un piano per trovare il carico di un singolo piano Q= 6,37 kN/m^2 x 288 m^2 = 1834,56 kN

Moltiplico Q per il numero dei piani e trovo il carico totale, a cui devo sommare il peso della struttura

F = Q x 4 =( 1834,56 kN x 4) + F3  = 7546,85 kN

Per trovare il carico da applicare ad ogni nodo divido F per il numero dei nodi   f= F/28 = 269,54 kN

Eseguo di nuovo l’analisi stavolta però facendo partire soltanto il carico puntuale sui nodi. Poi estraggo le tabelle e nella colonna P troverò i valori relativi allo sforzo normale, con cui poi andrò a dimensionare le aste tese e le aste compresse

    

Con questi valori vado a dimensionare le aste tese e le aste compresso su excel

ASTE COMPRESSE

ASTE TESE

 

ESERCITAZIONE 2 - Dimensionamento graticcio

Per questa esercitazione si è preso in esame un graticcio 16x32m con maglia strutturale 2x2m.

 

 

E riportato la struttura su Rhinoceros creando 4 diversi layer per semplificarci il successivo lavoro su SAP

 

 

Abbiamo esportato il graticcio nel formato dfx e importato ogni layer su SAP2000

 

 

Il solaio in cemento armato è stato pensato come quello della prima esercitazione, ma ipotizzando un carico accidentale di 3 KN/m² (uffici aperti al pubblico), interasse di 2 m (1 m per le travi di bordo) e luce di 2 m.

 

 

Si è quindi ricavato il carico al metro lineare e assegnato alle travi del modello di SAP, in modo differente per le travi di bordo e le travi centrale, dopo aver assegnato i vincoli di incastro nei punti in cui si ipotizzano dei pilastri

 

 

Abbiamo poi assegnato sezione e materiale delle travi e avviato l’analisi

 

 

 

Ed esportato le tabelle dei risultati delle analisi su Excel

 

 

 

Trovando i valori massimi e minimi del momento che corrispondono rispettivamente alle travi 76 e 211

 

 

 

 

Su SAP

 

 

 

I valori del momento sono stati infine riportati e verificati nella tabella excel

 

Lavoro svolto con Antonella Melia

 

 

 

 

ESERCITAZIONE 2- Graticcio.

ESERCITAZIONE 2. Dimensionamiento gradiccio.

Javier Torres-Adrian Sempere.

 

 

Abbiamo fatto la struttura de un gradiccio in AutoCad, de 20x15 m e con un interasse di 1 m.

 

Dopo abbiamo esportato la struttura sull Sap2000, e abbiamo messo i vincoli esterni dove corrispondono. Allora, abbiamo considerato un peso de 10 KN*m, ciò fa che si definisca un carico de 5 KN*m per i trami di  travi interne e un carico de 2,5 KN*m, per i travi di bordo.

 

 

 

 

 

 

Adesso, otteniamo, la deformada del gradiccio,l'analisi di momenti  e la tabella seguente: 

Questa tabella la esportiamo su excel, e troviamo il momento maggiore.

 

Con questo momento dobbiamo, fare il dimensionamiento della sezione dei travi, come si può osservare nella tabella seguente.

Di questa forma, la sezione delle tutti i segmenti di trave è di 30x60 cm.

 

 

 

 

 

ESERCITAZIONE 2 - GRATICCIO

Per questa esercitazione si è preso in esame un graticcio 16x32m con maglia strutturale 2x2m.

 

E riportato la struttura su Rhinoceros creando 4 diversi layer per semplificarci il successivo lavoro su SAP

Abbiamo esportato il graticcio nel formato dfx e importato ogni layer su SAP2000

Il solaio in cemento armato è stato pensato come quello della prima esercitazione, ma ipotizzando un carico accidentale di 3 KN/m² (uffici aperti al pubblico), interasse di 2 m (1 m per le travi di bordo) e luce di 2 m.

Si è quindi ricavato il carico al metro lineare e assegnato alle travi del modello di SAP, in modo differente per le travi di bordo e le travi centrale, dopo aver assegnato i vincoli di incastro nei punti in cui si ipotizzano dei pilastri

Abbiamo poi assegnato sezione e materiale delle travi e avviato l’analisi

Ed esportato le tabelle dei risultati delle analisi su Excel

Trovando i valori massimi e minimi del momento che corrispondono rispettivamente alle travi 76 e 211

Su SAP

I valori del momento sono stati infine riportati e verificati nella tabella excel

 

 

Lavoro svolto con Lara Roco

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