a cura di: ing. Ernesto Grande
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- Raffaella Carlucci
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1 Università degli Studi di Cssino Progetto di Strutture Costruzioni i in Acciio i cur di: ing. Ernesto Grnde e.grnde@unics.it t it/ t d
2 Testi consigliti 1. G. Bllio, F.M. Mzzolni Strutture in cciio. 2. G. Bllio, C. bernuzzi Progettre costruzioni in cciio. Normtiv europe. Stti limite. Sgomrio. Softwre per il clcolo 3. E.F. Rdogn Tecnic delle costruzioni. Fondmenti delle costruzioni in cciio. Msson editorile ESA
3 Aspetti generli Il mterile : elevto rpporto resistenz / peso Strutture più leggere Problemi di stbilità
4 Aspetti generli VANTAGGI riciclbilità del mterile rpidità di esecuzione delle strutture l cpcità dissiptiv e l duttilità e molti ltri TSW-BCC10 WW-BCC d/h -10% -5% % 5% 10% [knm] M
5 Aspetti generli SVANTAGGI trttmenti delle superfici resistenz l fuoco l scrs cultur in Itli Stre ength t Higher Tempert ture mperture e ngth t Room Te Stre 1.0 Light Weight 0.8 Concrete Steel Norml 0.4 Weight Concrete oc o F oc
6 EDIFICI CON STRUTTURA IN ACCIAIO. Houston: First City Ntionl Bnk Building 6 pini Dley Center Building (31 pini)
7 EDIFICI CON STRUTTURA IN ACCIAIO. CBF K sui lti ngolo 45 (St.Louis Missouri) British Columbi Bldg. for EXPO 86 (Vncouver)
8 Aspetti generli Clssificzione dei sistemi strutturli: Principlmente si hnno le seguenti tipologie strutturli: Strutture telio ( nodi rigidi o mist) Strutture controventi ( nodi pendolri)
9 Aspetti generli Strutture controventi ( nodi pendolri)
10 Aspetti generli Strutture controventi ( nodi pendolri)
11 Aspetti generli Differente meccnismo resistente nei confronti delle zioni orizzontli
12 Mterili e Prodotti Gli ccii l crbonio sono leghe ferro-crbonio con percentule di crbonio inferiore l 2%. Accii d crpenteri contenuto di crbonio 0.17% % prove di qulificzione i eseguite su: Provette di form e dimensioni unificte Elementi strutturli o prti di elementi
13 Mterili e Prodotti Principli proprietà: TensioneT i di rottur trzione Tensione di snervmento Resilienz Allungmento percentule rottur
14 Mterili e Prodotti PROVA DI TRAZIONE Si esegue su provini di dimensioni normlizzte ricvti d profilti o lmiere. Fse 1. ndmento linere Fse 2. snervmento Fse 3. incrudimento e strizione Fse 4. trtto discendente D quest prov si ricv: l tensione di snervmento e di rottur, il modulo di elsticità, ità l llungmentoll rottur e l contrzione trsversle.
15 Mterili e Prodotti PROVA DI DUREZZA E un misur dll dell resistenz oppost ll penetrzione di un ltro corpo. E fornit dl rpporto tr l forz pplict è l re dell impront lscit dll oggetto bttente.
16 Mterili e Prodotti PROVA DI PIEGAMENTO E un prov di flessione in cmpo plstico. Consiste nell inflettere il provino in modo tle d relizzreuncernierplsticefrlruotrefino che l prte di destr e quell di sinistr rggiungno un ngolo prefissto. Non si devono vere né screpolture né cricche.
17 Mterili e Prodotti PROVA D URTO E necessri per scongiurre fenomeni frgili sotto determinte condizioni (stti plurissili, bsse temperture, urti). Gli ccii devono possedere un buon tencità che viene misurt trmite l resilienz, ovvero il rpporto tr l energi lenergidi rottur e l re lredelprovino. Prov con il pendolo di Chrpy
18 Mterili e Prodotti PROVADI FATICA Si può vere rottur del cmpione sotto un certo numero di cicli di crico e scrico tli d non cusre livelli di tensione preoccupnti p in cmpo sttico.
19 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Mterili e Prodotti
20 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Mterili e Prodotti sono nche funzione dell sezione!!
21 Mterili e Prodotti I prodotti industrili in cciio si dividono in due ctegorie:. Lminti cldo (profilti, brre, pitti, lmiere e profilti cvi). b. Lmiere grecte e profilti formti freddo I primi sono di uso generle, mentre i secondi possono essere utilizzti nelle costruzioni correnti evitndo quelle zone in cui i crichi possono dr luogo deformzioni locli.
22 Mterili e Prodotti Accii lminti cldo prodotti in: 1) Profilti 2) Brre 3) Lrghi pitti 4) Lmiere 5) Profili cvi Tr i profilti più utilizzti negli edifici: 1) Profilti doppio T d li lrghe, serie legger (HEA) 2) Profilti fl doppio T d li lrghe, serie normle (HEB) 3) Profilti doppio T d li lrghe, serie pesnte (HEM) 4) Profilti doppio T d li stretteerstremte tt t t (IPN) 5) Profilti doppio T d li medie e prllele (IPE)
23 Mterili e Prodotti sgomrio
24 Mterili e Prodotti sgomrio
25 Mterili e Prodotti sgomrio
26 Aste semplici Sollecitzioni, Modelli e Verifiche
27 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA Aste snelle soggette forze normli di compressione Equzioni di equilibrio riferite ll configurzione deformt (teori del II ordine). E necessrio inoltre: Considerre l effetto leffettodelle imperfezioni Il comportmento non elstico dell cciio
28 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA L crisi dell elemento non vviene per formzione di un meccnismo legto lle cerniere plstiche m per instbilità dell equilibrio. Not: Illegmecrichi spostmenti non è linere; Le imperfezioni impediscono il fenomeno di biforczione dell equilibrio equilibrio che si h invece nel cso di st idele.
29 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA IMPERFEZIONI ASTE INDUSTRIALI Le imperfezioni che crtterizzno le ste reli dnno luogo vlori dei crichi critici minori di quelli reltivi l cso di st idele (Eulero). Imperfezioni geometriche: line d sse dsse pre deformt (L/2000 L/500) Imperfezioni del mterile: tensioni residue e dispersioni dei vlori dell tensione di snervmento.
30 Aste semplici Ast idele: Configurzione rettiline Sezione costnte Crico centrto Mterile elstico crico critico P = π EI / l cr 2 2 c P P dove l c èllunghezz liber di inflessione: Ast con due cerniere l c =l Ast con due incstri l c =0.5l Astconunincstrol c =2l
31 Aste semplici Ast idele: 2 2 cr, E = π / c P EI l σ 2 Pcr, E π E = = A λ cr, E 2 P P σ cr Non è più vlid l formul di Eulero f y λ y λ
32 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA Ast rele: effetto dell non elsticità Per λ<λy sono presenti differenti teorie T i di E K Teori di Engesser Krmn si consider un modulo ridotto che dipende dll form dell sezione oltreché dl modulo tngente e dl modulo elstico. Si continu però considerre l st rettiline.
33 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA Ast rele: effetto dell non elsticità Per λ<λy sono presenti differenti teorie Teori di Shnley Krmn si consider l st rettiline m con forz di compressione estern che ument senz ver rggiunto il crico critico. In questo cso come modulo ridotto viene considerto solo quello tngente.
34 Aste semplici Aste compresse Verifiche di STABILITA Ast rele: effetto dell non elsticità Le prove sperimentli condotte d Stussi (1953) provrono che l teori di Shnley Krmn fornisce il limite inferiore dell tensione critic, mentre l teori di Engesser Krmn fornisce il limite superiore difficilmente però rggiungibile ggu gb ed un st rele e cus delle imperfezioni geometriche.
35 Aste semplici Ast rele: effetto delle imperfezioni geometriche In questo cso si è in presenz di un sollecitzione compost (sforzo normle e flessione) L equzioni Lequzioni di equilibrio non è più omogene N σ mx = + A W el M N 1 N, cr E \ \ Dove: M è il momento del primo ordine 1 N/Ncr,EèuncoefficienteperpssrelmomentodiII ordine
36 Aste semplici Ast rele: effetto delle imperfezioni geometriche Per costruire le curve di stbilità: N M N e A 1 fissimo : σ mx = σ y = + = 1+ y mx A N A I N W 1 1 el N N cr, E cr, E E σ y σm 1 m σ = + σ σ 2 m E m σ cr σ Cσ m + D= 0 dove : σ m = N / A f 2 m= e/( ρ / y ) mx 2 2 σe = π E / λ C = σ y σe (1 + m ) D σ σ E y f y = λ y λ
37 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici APPROCCIO DELLE NORMATIVE A f yk λ λ = λ = N λ dove : λ y = π N cr, E y E f y
38 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici APPROCCIO DELLE NORMATIVE
39 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici APPROCCIO DELLE NORMATIVE
40 Aste semplici Aste TESE Verifiche di RESISTENZA Aste non forte relord dellsezione Aste forte re nett dell sezione Bisogn individure l sezione critic in funzione del percorso delle tensioni
41 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici Aste TESE Verifiche di RESISTENZA Assumendo qule resistenz trzione Il minore dei seguenti vlori Qundo si progett in ccordo l criterio di gerrchi delle resistenze deve risultre:
42 Aste semplici Aste INFLESSE Verifiche di RESISTENZA ANALISI ELASTICA DELLA SEZIONE M M x y σ = + W W M x = σ W e y el y ANALISI ELASTO PLASTICA DELLA SEZIONE Mu = σ y Wpl M u M e dipende d dll form dell sezione
43 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici Aste INFLESSE Verifiche di RESISTENZA Flessione monossile rett
44 N o r m t PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici Cpcità di rotzione dell sezione comptte Clsse 1: C θ 3 i Clsse 2: C θ 1.5 v Clsse 3: solo le fibre estreme rggiungono lo snerv. Clsse 4: instbilità locli in cmpo elstico snelle Modertmente snelle
45 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici
46 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Aste semplici TAGLIO Resistenz di clcolo tglio in ssenz di torsione
47 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Verifiche gli stti limite di esercizio spostmenti SLE
48 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE SLE Verifiche gli stti limite i di esercizio ii spostmenti
49 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Verifiche gli stti limite di esercizio spostmenti SLE
50 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Meccnismo resistente dell struttur tipologi i strutturle tt
51 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Duttilità livello di sezione
52 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Qundo entrno in gioco sollecitzioni ssili
53 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Preservimo i collegmenti
54 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Duttilità livello di struttur colonne forti trvi deboli
55 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Duttilità livello di struttur qulità dell duttilità
56 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Duttilità livello di struttur
57 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Duttilità livello di struttur
58 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze e per l tipologi controventi?
59 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze L gerrchi delle resistenze è bst su un differente meccnismo ultimo digonli deboli colonne,trvi, collegmenti forti
60 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze L gerrchi delle resistenze è bst su un differente meccnismo ultimo sollecitzioni di progetto mplificte tenendo sollecitzioni di progetto mplificte tenendo conto del tsso di lvoro delle digonli
61 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze evitndo concentrzioni di richieste di deformzione plstic (dnno) grntendo buoni livelli di dissipzione
62 N o r m t i v PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE Gerrchi delle resistenze Degrdo di resistenz e di dissipzione mggiore per elementi snelli
VANTAGGI riciclabilità del materiale rapidità di esecuzione delle strutture la capacità dissipativa e la duttilità e molti altri...
VANTAGGI riciclabilità del materiale rapidità di esecuzione delle strutture la capacità dissipativa e la duttilità e molti altri... M [knm] TSW-BCC10 400 300 200 100 0-10% -5% -1000% 5% 10% -200-300 -400
Problemi di collegamento delle strutture in acciaio
1 Problemi di collegmento delle strutture in cciio Unioni con bulloni soggette tglio Le unioni tglio vengono generlmente utilizzte negli elementi compressi, quli esempio le unioni colonn-colonn soggette
IL FENOMENO FATICA. approccio microscopico: analizza i motivi del fenomeno e studia i cambiamenti metallurgici e strutturali del materiale;
IL FENOMENO FATICA L ppliczione di crichi non costnti nel tempo, in prticolre con ndmento temporle ciclico, comport l possibile rottur dei componenti nche qundo l sollecitzione mssim è inferiore l crico
Cenni di meccanica della frattura. Intagli e meccanica della frattura
ntgli e meccnic dell frttur l problem Stto di sollecitzione ll pice di un intglio Verific di componenti con difetti Determinzione del fttore di intensità delle tensioni Determinzione dell tencità ll frttur
La saldatura: Pregi e difetti dei collegamenti saldati:
L sldtur: Pregi e difetti dei collegmenti sldti: Vntggi: sono di rpid esecuzione permettono strutture più leggere consentono l perfett tenut richiedono poche lvorzioni meccniche hnno un bsso costo complessivo
BOZZA. 1 2a S/2 S/2. Lezione n. 27. Le strutture in acciaio Le unioni bullonate Le unioni saldate
Lezione n. 7 Le strutture in cciio Le unioni bullonte Le unioni sldte Unioni Le unioni nelle strutture in cciio devono grntire un buon funzionmento dell struttur e l derenz dell stess llo schem sttico
ELEMENTI COSTRUTTIVI DELLE MACCHINE
EEMENTI COSTRUTTIVI DEE MCCHINE ESERCITZIONE 1 ppliczioni Numeriche e Teoriche per l Costruzione di Mcchine SOMMRIO Equzione fondmentle delle teori dell trve Clcolo del momento sttico e d inerzi per diverse
--- durezza --- trazione -- resilienza
Proprietà meccaniche Necessità di conoscere il comportamento meccanico di un certo componente di una certa forma in una certa applicazione prove di laboratorio analisi del comportamento del componente
CORSO DI COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI MODULO DI MECCANICA DEI MATERIALI Prova scritta 16 gennaio 2017
Prov scritt 16 gennio 2017 Nome N mtricol 1) L struttur di figur è soggett due forze ( = 4 kn) genti nel pino dell struttur. Si richiede di: ) trccire i digrmmi delle zioni interne, b) effetture l verific
ovviamente uguale al caso delle due cricche laterali. Nel caso di larghezza finita W:
Vengono riportte nel seguito lcune tbelle per il clcolo dei fttori di intensità delle tensioni in modo I utili per eseguire gli esercizi di quest lezione, trtte, con il permesso dell editore, dl testo:
Titolazione Acido Debole Base Forte. La reazione che avviene nella titolazione di un acido debole HA con una base forte NaOH è:
Titolzione Acido Debole Bse Forte L rezione che vviene nell titolzione di un cido debole HA con un bse forte NOH è: HA(q) NOH(q) N (q) A (q) HO Per quest rezione l costnte di equilibrio è: 1 = = >>1 w
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29/11/2012 M F F EJ. b 2 b 1. Instabilità elastica: carico di punta
b b 1 f 0 C1 sin C cos C1 cos C sin C1 sin C cos C C cos 1 sin 1 b b 1 f 0 C1 sen C cos per =0 =0 0 C1 sen 0 C cos0 C 0 C sen per = =0 C sen 1 0 1 C 1 0 trve non si inflette sen 0 n b b 1 f 0 C1 sen C
F σ. max. min. max. med. min. Y max. a K min. K max F BW. max. Y min. K K max. Y a. min
σ 2 mx min w mx BW B mx min med min K mx Y mx K min Y min t K K mx K min Y 1 σ Pur essendo i vlori di σ mx e di σ min costnti nel tempo, i vlori di K mx e K min sono crescenti, perché, con l ccumulrsi
Acidi Deboli. Si definisce acido debole un acido con K a < 1 che risulta perciò solo parzialmente dissociato in soluzione. Esempi di acidi deboli:
Acidi Deboli Si definisce cido debole un cido con < 1 che risult perciò solo przilmente dissocito in soluzione. Esempi di cidi deboli: Acido cetico (H OOH) 1.75 1-5 Acido scorbico (vitmin ) 1 6.76 1-5.5
Profondità di ancoraggio s g < 4 * d 1 (con d 1 = diametro esterno della filettatura della vite) non possono essere considerate per il calcolo.
Generle Sperimo che il presente Mnule Tecnico sperimo poss essere di iuto per l ottimle selezione delle viti d dottre per i vostri lvori e come informzione sui crichi mmissibili trzione e tglio si per
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N.B.: E consentito, se ritenuto opportuno, mantenere il numero dei bulloni indicato nel disegno e le dimensioni delle squadrette.
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Figura 47: i ponti termici possono essere causati da discontinuità dei materiali o da discontinuità geometriche.
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