Reference

Per l’esercitazione ipotizzo un edificio multipiano adibito ad uffici il quale è sorretto da una struttura reticolare spaziale di modulo 2 × 2 x 2 collegata al suolo attraverso 4 appoggi puntuali.
L’idea progettuale è quella di avere uno spazio coperto al pianterreno quanto più privo di impedimenti fisici e visivi.
A tal proposito l’utilizzo della reticolare spaziare permettere di coprire una luce elevata attraverso un numero di appoggi limitati.

Immagino di progettare un edificio per uffici di 4 piani dove è necessaria una travatura reticolare per garantire al piano terra una luce libera di almeno 14m. La travatura si trova alla base dell’edificio ed è sorretta da 4 appoggi. 

L'esercitazione è stata svolta in gruppo con Masanotti A. e Musichini M..

Il fine dell'esercitazione è quello di studiare la struttura di un edificio, adibito a struttura ricettiva. La trave reticolare spaziale 20x16 m, con modulo 2x2x2m, funge da rifondazione per un edificio di due piani; i piani superiori, 320 mq, ospitano alloggi,  serviti da un corpo scala e ascensore. Il piano della reticolare è sorretto da tre pilasti e il blocco scala. E' stata ipotizzata questa scelta progettuale per ottenere uno spazio libero da elementi strutturali al piano terra, adibito ad hall e zona relax.

L'esercitazione è stata svolta in gruppo: Masanotti_Musichini_Pompili

La travatura reticolare spaziale presa in esame rappresenta un solaio di rifondazione per un edificio di due piani adibito ad abitazione. Nella progettazione è stato considerato l'inserimento di un vano scala in corrispondenza di un appoggio. Sono quindi presenti quattro appoggi, arretrati rispetto alla struttura di un modulo (2x2x2) e la superficie studiata è di 320 mq       ( 20x16m). Attraverso SAP2000 è stata analizzata sia la deformata dovuta al peso proprio, sia la deformata dovuta ai carichi complessivi, compresi quelli agenti sui nodi. Dopo un'analisi vengono poi individuate nel Profilario le sezioni metalliche delle aste per ogni categoria studiata (compressione,trazione).

L'esercitazione è stata svolta in gruppo: Masanotti_Musichini_Pompili

In fase di progettazione abbiamo ipotizzato una struttura che funga da rifondazione per un edificio di due piani (cosi da avere un piano terra libero), con la previsione di un corpo scala per l'accesso ai piani superiori. La posizione degli appoggi a sbalzo, di un modulo verso l'interno, è dovuta all'ipotesi di una struttura arretrata e all'involucro vetrato. L'edificio funge da abitazione.

Buongiorno
scriviamo per presentare una perplessità relativa al dimensionamento delle aste della travatura reticolare spaziale di progetto.

Avendo inserito una trave reticolare unica che sorregge più o meno piani in base alla posizione, abbiamo creato differenti casi di carico:
- una F con area d'interesse 36mq per 4 piani
- una F con area d'interesse 36mq per 3 piani
- una F con area d'interesse 18mq per 4 piani
-una F con area d'interesse 18mq per 3 piani

Una volta esportate le tabelle excel su una stessa asta risultano applicate 4 Forze differenti.

L'errore sta nell'applicare 4 F distinte con 4 valori distinti anzichè 1 unica F con valori differenti in base alla posizione?

Grazie 
Beatrice Taiariol e Serena Mariucci 

ESERCITAZIONE 3_ CENTRO DELLE RIGIDEZZE

Lo scopo dell’esercitazione è quello di verificare che l’impalcato resista alle forze sismiche, le quali agiscono nel centro di massa dell’edificio. Affinché ciò accada è fondamentale che il centro di massa coincida il più possibile con il centro delle rigidezze della struttura.

E’ possibile irrigidire una struttura attraverso l’utilizzo di controventi, ovvero elementi verticali che portano il carico fino a terra, come può essere un telaio, vani ascensori o il blocco scale.

L’implacato in questione è composto da una semplice e regolare struttura a telaio, di travi e pilastri. Si può cercare il centro delle masse dalla geometria dell’edificio. Con questa esercitazione si andrà a verificare che i due punti coincidano e che quindi la struttura resista alle forze sismiche, ma si presume già che i due centri non coincidano in quanto sono presenti due elementi rigidi (due gabbie scala/ascensore) agli angoli dell’impalcato.

L’impalcato viene riportato su SAP2000. Si compone di una struttura in cemento armato con travi 30x70cm, pilastri 30x30 cm e blocchi scala con uno spessore di 25 cm.
Viene individuato in maniera geometrica, tramite il disegno di due diagonali, il centro delle masse dell’edificio. (baricentro). La struttura viene vincolata a terra tramite incastri.

Viene poi assegnata la condizione di corpo rigido a tutti i punti degli elementi che si trovano alla stessa quota delle travi (+3 m) compreso il centro di massa (altrimenti non si sposterebbe l’intera struttura) in questo modo tutti i punti fanno parte dell’impalcato e non possono esserci spostamenti o rotazioni relative al suo interno. 

Per calcolare l’entità della forza sismica è necessario calcolare il peso proprio della struttura, si lancia quindi l’analisi con una combinazione di carico che considera solo il PP della struttura; tramite le tabelle delle reazioni vincolari si sommano tutte le forze verticali (F3) ottenendo così il peso totale della struttura. La forza sismica si ottiene dal prodotto tra il peso proprio ed un coefficiente di intensità sismica pari a 0.2 (coefficiente di riferimento per zone a basso rischio sismico come Roma)

Si ottiene cosi una forza sismica pari a 3443,67 KN.

SI assegna la forza concentrata sul centro di massa, prima in direzione X e poi in direzione Y, in due distinti momenti. 

Avviando l’analisi si nota che la forza applicata in direzione X non genera nessuna rotazione dell’impalcato ma solo una traslazione.

Applicando la forza in direzione Y l’impalcato invece subisce un’importante rotazione. Come si supponeva, il centro delle rigidezze non coincide con il centro di massa.

 Infatti soltanto spostando il centro delle rigidezze di 12 m l’impalcato non subisce una rotazione. 

Sarà pertanto necessario intervenire sulla geometria della struttura, spostando gli elementi rigidi, o considerando i blocchi scale come una struttura autonoma, collegandola al telaio attraverso un giunto strutturale.

DIMENSIONAMENTO TRAVE VIERENDEEL

Si consideri una trave Vierendeel con un estremo incastrato e uno libero con il seguente schema strutturale:

La trave è costituita da due correnti, uno superiore che lavora a trazione ed uno inferiore che lavora a compressione, assimilabili a travi, e da montanti assimilabili a pilastri.

Caricando la trave con un carico ultimo Qu e moltiplicandolo per l’interasse troviamo le forze assiali sui montanti da cui risulta lo schema dei diagrammi di sollecitazione.

Qu dato di progetto= 59.14 KN/m

F= Qu*i= -147.87 KN

Dove i = 2.5 m

Avendo i valori massimi del momento e dello sforzo normale sui correnti e sui montanti, poiché non dipendono dal materiale e dalla sezione ma solo dalla geometria della struttura e dalle forze agenti, possiamo procedere a ritroso per dimensionare gli elementi che costituiscono la struttura.

Correnti

Mmax= 1806.37 KNm

Nmax= 1632 KN

W= M/fyd = 8100.31 cm3            dove fyd= 22.3 KN/cm2

A= N/fyd= 73.18 cm2

Quindi scegliamo HEA 900 con W=9480 cm3

Quindi scegliamo HEA 240 con A= 76.80 cm2

Montanti

Mmax= 1491.65 KNm

Nmax= 408.67 KN

W= M/fyd = 6689.01 cm3         dove fyd= 22.3 KN/cm2

A= N/fyd= 18.32 cm2

Quindi scegliamo HEA 800 con W=7680 cm3

Quindi scegliamo HEA 100 con A= 21.20 cm2

Verifichiamo ora l’abbassamento della struttura nel punto che si deforma maggiormente:

l’abbassamento v deve essere minore di 1/200 della luce, in questo modo la struttura risulta verificata.

V< 1/200 x 15 m = 0.075 m = 7.5 cm

Procediamo per tentativi e osserviamo che dimensionando la struttura per i valori minimi, ovvero sia i correnti che i montanti per sforzo normale, l’abbassamento non è verificato.

Quindi dimensioniamo le componenti a flessione che richiedono sezioni maggiori ovvero

Correnti HEA 900

Montanti HEA 800

e otteniamo un abbassamento massimo di

v= 0.0461 m = -4.61 cm minore di 7.5 cm quindi risulta verificato.

DEFORMATA

MOMENTO

FORZE ASSIALI

Prima Esercitazione

ESERCITAZIONE 1: DIMENSIONAMENTO TRAVE E PILASTRO (CLS-ACCIAIO-LEGNO) E VERIFICA SAP

(gruppo di lavoro Gabrielli-Rocchi)