LEZIONE 4. PROGETTO DI COSTRUZIONI IN ACCIAIO Sistemi strutturali. Corso di TECNICA DELLE COSTRUZIONI Chiara CALDERINI A.A.
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1 Corso di TECNICA DELLE COSTRUZIONI Chiara CALDERINI A.A Facoltà di Architettura Università degli Studi di Genova LEZIONE 4 PROGETTO DI COSTRUZIONI IN ACCIAIO Sistemi strutturali
2 PRINCIPI GENERALI LA STRUTTURA IN ACCIAIO NASCE DALL ASSEMBLAGGIO DI PEZZI MONODIMENSIONALI (PROFILATI) O BIDIMENSIONALI (LAMIERE) PRODOTTI PER LO PIU IN UN LUOGO DIVERSO DA QUELLO DI FABBRICAZIONE DELLA STRUTTURA FASI DI COSTRUZIONE: PRODUZIONE (DI PROFILATI E LAMIERE IN ACCIAIERIA) TRASFORMAZIONE (DI PROFILATI E DI LAMIERE IN ELEMENTI STRUTTURALI O COMPLESSI STRUTTURALI PREASSEBLATI IN CARPENTERIA METALLICA) TRASPORTO MONTAGGIO (DEI COMPLESSI STRUTTURALI IN CANTIERE) INFLUENZA SULLA TIPOLOGIA STRUTTURALE
3 DUALITA ACCIAIO CEMENTO ARMATO STRUTTURA IN ACCIAIO STRUTTURA IN CEMENTO ARMATO COSTRUZIONE: PER ASSEMBLAGGIO DI PEZZI COSTRUZIONE: PER GETTO MONOLITICO. VINCOLI: TENDENZIALMENTE CERNIERE VINCOLI: TENDENZIALMENTE INCASTRI. STRUTTURA: RISCHIO DI LABILITA STRUTTURA: RISCHIO ECCESSO DI IPERSTATICITA ONERE TECNICO ED ECONOMICO SEMPLICE E POCO DISPENDIOSO CERNIERA INCASTRO INCASTRO CERNIERA
4 I CONTROVENTI LO SCARSO GRADO DI VINCOLO CHE SI RIESCE A INSTAURARE TRA GLI ELEMENTI STRUTTURALI (A MENO DI LAVORAZIONI TECNICAMENTE E ECONOMICAMENTE COSTOSE) RICHIEDE DI SCONGIURARE IL RISCHIO DI IPOSTATICITA O LABILITA MEDIANTE INTERVENTI OPPORTUNI. INTRODUZIONE DI CONTROVENTI STRUTTURA LABILE STRUTTURA ISOSTATICA
5 STABILITA E CONCEZIONE STRUTTURALE LEGAME COSTITUTIVO SIMMETRICO A TRAZIONE E COMPRESSIONE PERDITA DI SIMMETRIA A CAUSA DELLA STABILITA
6 LA CONCEZIONE STRUTTURALE RISCHIO DI LABILITA RISCHIO DI PERDITA DI STABILITA IMPORTANZA DI UNA CONCEZIONE DELLA STRUTTURA NELLO SPAZIO TRIDIMENSIONALE (ANCHE SE QUESTA E ORDITA IN MODO TALE DA ESSERE CONSIDERATA COME COMPOSTA DA PIU SOTTOSTRUTTURE RAPPRESENTABILI ED ANALIZZABILI NEL PIANO)
7 LA CONCEZIONE STRUTTURALE STRUTTURA TRIDIMENSIONALE SOTTOSTRUTTURA BIDIMENSIONALE TELAIO BASE VERIFICA RESISTENZA (NEL PIANO) TELAIO BASE VERIFICA STABILITA (FUORI PIANO)
8 DUALITA ACCIAIO CEMENTO ARMATO STRUTTURA IN ACCIAIO STRUTTURA IN CEMENTO ARMATO RAPPORTO PESO SPEC./RESISTENZA: ~ % RAPPORTO PESO SPEC./RESISTENZA: ~ EFFETTO PESO PROPRIO: POCO RILEVANTE RISPETTO AGLI ALTRI CARICHI APPLICATI EFFETTO PESO PROPRIO: PARAGONABILE AGLI ALTRI CARICHI APPLICATI Es: UNA COPERTURA PIANA HA UN PESO DELL ORDINE DI kn/m 2. UN CARICO DI 0.9 kn/m 2 DI NEVE COSTITUTISCE IL 70 90% DEL TOTALE. Es: UNA COPERTURA PIANA HA UN PESO DELL ORDINE DI 2 3 kn/m 2. UN CARICO DI 0.9 kn/m 2 DI NEVE COSTITUTISCE IL 20 30% DEL TOTALE.
9 DEFORMABILITA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI L f q σ = f max 1 N = ql h 8 J 2 4 ql EJ f/l max f 5 σ N L = L 24 E h L/h
10 DUALITA ACCIAIO CEMENTO ARMATO STRUTTURA IN ACCIAIO STRUTTURA IN CEMENTO ARMATO INTERAZIONE FRA MOMENTO FLETTENTE E SFORZI ASSIALI INTERAZIONE FRA MOMENTO FLETTENTE E SFORZI ASSIALI PER INSTABILITA MAX MAX EFFETTO BENEFICO DEGLI SFORZI DI COMPRESSIONE
11 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO
12 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO AZIONI VERTICALI F
13 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO AZIONI ORIZZONTALI F F SOLAIO n
14 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO A. B.
15 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO AZIONI VERTICALI A. IPERSTATICA TRAVI: INFLESSE PILASTRI: PRESSOINFLESSI + PROBLEMA GIUNZIONI B. ISOSTATICA (AD AZIONI VERTICALI) TRAVI: INFLESSE PILASTRI: SOLO COMPRESSI
16 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO AZIONI ORIZZONTALI A. IPERSTATICA TRAVI: INFLESSE PILASTRI: PRESSOINFLESSI O TENSO INFLESSI + PROBLEMA GIUNZIONI B. LABILE (AD AZIONI ORIZZONTALI) A MENO DI NON INSERIRE CONTRONVENTI!
17 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO E POSSIBILE CONCEPIRE UNA STRUTTURA CAPACE DI RESISTERE AGLI EFFETTI DELLE AZIONI VERTICALI ED ORIZZONTALI MEDIANTE UNA RIPARTIZIONE DEI COMPITI TRA LE VARIE MEMBRATURE. + = CONTROVENTO TRAVI INFLESSE NEL PIANO VERTICALE COLONNE SEMPLICEMENTE COMPRESSE GIUNZIONI A CERNIERA SOGGETTE SOLO A SFORZI DI TAGLIO TUTTE LE AZIONI ORIZZONTALI SONO ASSORBITE DAL CONTROVENTO
18 SCHEMI STRUTTURALI EDIFICIO MULTIPIANO E POSSIBILE CONCEPIRE UNA STRUTTURA CAPACE DI RESISTERE AGLI EFFETTI DELLE AZIONI VERTICALI ED ORIZZONTALI MEDIANTE UNA RIPARTIZIONE DEI COMPITI TRA LE VARIE MEMBRATURE. + = CONTROVENTO VANTAGGI: FACILITA REALIZZATIVA DEI GIUNTI TRAVI INFLESSE NEL PIANO VERTICALE COLONNE SEMPLICEMENTE COMPRESSE GIUNZIONI A CERNIERA SOGGETTE SOLO A TAGLIO SVANTAGGI: INGOMBRO DELLE STRUTTURE DI CONTROVENTO FONDAZIONE STRUTTURE DI CONTROVENTO
19 SCHEMI STRUTTURALI CON SISTEMI RETICOLARI CONTROVENTI A NUCLEO
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