CORSO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI ESERCITAZIONE n 10 del 13/03/2018 PROGETTO DI UN CAPANNONE INDUSTRIALE PROGETTO DEI CONTROVENTI DI PARETE E DI FALDA 1) PROGETTO DEI CONTROVENTI DI PARETE Si impiega una controventatura a croce di Sant Andrea, come mostrato in figura. 1
SEZIONE LONGITUDINALE 1.1) SCHEMA STATICO E ANALISI DEI CARICHI E Lo schema statico adottato è quello di MENSOLA RETICOLARE con diagonali tese (si trascurano le diagonali che, nella combinazione di carico in esame, risultano compresse). In particolare, le aste verticali sono le colonne, l asta 5 è la trave utilizzata per gli arcarecci, l asta 2 è la trave di scorrimento del carroponte e le aste 7 e 8 sono i controventi di parete, costituite da profilati ad L semplici. Le forze da considerare nell analisi dei carichi sono: a) Vento ortogonale alla parete frontale:.n b) Azione sismica orizzontale...n c) Forza di frenatura del carroponte.n Si dovranno quindi effettuare le due combinazioni: fondamentale e sismica considerando che al carroponte è associato un coefficiente di combinazione pari a 1. NB: Per il calcolo del vento ortogonale alla parete frontale si farà riferimento : V p A /2 p q c c c b e p d n.b. cp 1.2 da C.3.3.10.3.2 " Elementi con spioventi aventi iclinazione sull ' orizzontale 0 o " A si calcola considerando una superficie rettangolare equivalente (area campita in rosso): 2
1.2) CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI E VERIFICHE DI SICUREZZA Il calcolo delle forze assiali sulle aste si esegue con il metodo delle sezioni di Ritter. Una volta valutate le sollecitazioni, esse si moltiplicano secondo le combinazioni di carico opportune. Per la combinazione fondamentale avremo: 1) 1.5 V + 1 1.5 HL 2) 1.5 HL + 0.6 1.5 V Per la combinazione sismica si farà riferimento alle prescrizioni del paragrafo 7.3.5 delle NTC che dice che gli effetti della struttura (sollecitazioni, deformazioni, spostamenti, ecc) sono combinati successivamente, applicando la seguente espressione: 1 Ex 0.3 E y 0.3 E z con rotazione dei coefficienti moltiplicativi e conseguente individuazione degli effetti più gravosi. Si ricorda che nella presente esercitazione sono indicati con x e z le direzioni orizzontali e con y quella verticale. Considerando E x E z E e trascurando la componente verticale avremo quindi due combinazioni sismiche da analizzare: 1) E 1 H L 2) 0.3 E 1 H L Il vento nella combinazione sismica ha coefficiente parziale di sicurezza pari a 0. In totale avremo quindi 4 combinazioni. È quindi necessario fare un passo indietro e calcolare le sollecitazioni che agiscono sulla colonna (Esercitazione 8) considerando l azione sismica pari a 0.3 E., utili in seguito. 1.2.1) PROGETTO DEI CONTROVENTI Si progettano le aste tese (aste 7 e 8) calcolando l area minima necessaria affinché sia soddisfatta la verifica a trazione (vedere il progetto della trave reticolare). 1.2.2) VERIFICA DEGLI ARCARECCI Ricordando l esercitazione 4 è necessario fare una verifica in più per gli arcarecci che sono stati progettati solo per i carichi verticali mentre ora stiamo considerando E e V. Bisognerà qui di effettuare una verifica a pressoflessione biassiale (come quella già effettuata per la colonna) considerando le seguenti combinazioni per i carichi verticali: 1) Vento dominante che fornisce lo sforzo di compressione massimo sia in combinazione fondamentale che sismica. Lo sforzo di compressione sarà quello massimo valutato per il comportamento a trave reticolare considerando le combinazioni fondamentale e sismica. 2) Carico accidentale da copertura dominante che fornisce il momento flettente massimo sia in combinazione fondamentale che sismica. Per la combinazione fondamentale il momento flettente è già stato valutato. È necessario quindi calcolare il momento flettente massimo in mezzeria considerando la combinazione sismica. 1.2.3) VERIFICA DELLE COLONNE Si deve controllare la verifica di stabilità della colonna adiacente ai controventi, a causa del fatto che la colonna collabora al meccanismo resistente di mensola reticolare e presenta quindi un aumentata compressione rispetto alle colonne lontane dai controventi. 3
Le azioni da considerare per determinare le condizioni di carico sono: carichi permanenti; carichi del carroponte; neve; vento in direzione longitudinale V. Le combinazioni con carichi permanenti, carichi del carroponte, neve e vento in direzione trasversale sono già stati considerate in fase di progetto delle colonne. È necessario quindi considerare la combinazione con vento longitudinale dominante V (vento longitudinale e trasversale non possono coesistere). Si prescinde dal caso con neve dominante, meno gravoso e si trascura, a vantaggio di sicurezza, il contributo dato dal vento ortogonale alla copertura. Per trovare la coppia N/M con cui fare la verifica a pressoflessione sarà necessario aggiungere alla sollecitazione N già calcolata nell esercitazione 8 il valore di N più gravoso per le colonne calcolato nel meccanismo a trave reticolare separatamente per le due combinazioni (fondamentale e sismica). Per quanto riguarda M questo andrà calcolato separatamente per le due combinazioni (fondamentale con vento longitudinale V dominante e sismica). 2) PROGETTO DEI CONTROVENTI DI FALDA Si impiega una controventatura avente lo schema mostrato in figura. PIANTA DELLA COPERTURA 4
2.1) SCHEMA STATICO E ANALISI DEI CARICHI Lo schema statico adottato è quello di trave reticolare con carichi applicati ai nodi. I correnti inferiore e superiore sono costituiti dai correnti superiori delle travi reticolari verticali. I montanti sono gli arcarecci e i diagonali sono i controventi di falda. Per i controventi di falda si adottano tondi pieni di acciaio. Si procede in maniera analoga a quanto visto per i controventi di parete. In prima ipotesi si possono adottare tondi pieni diametro Ø22.. I carichi concentrati ai nodi sono dovuti al vento sulla parete frontale. 2.2) CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI E VERIFICHE DI SICUREZZA Il calcolo delle forze assiali nelle aste si esegue con il metodo delle sezioni di Ritter. La combinazione di carico per il progetto dei controventi è quella fondamentale con vento dominante. Si deve inoltre controllare la verifica a stabilità degli arcarecci e la verifica a stabilità del corrente superiore della trave reticolare, tenendo conto dell aggravio di sollecitazione che deriva dal funzionamento all interno del sistema di controventatura. In questi casi si considerano le due combinazioni di carico con neve dominante o vento dominante e la combinazione sismica. Quindi le sollecitazioni valutate per il meccanismo a trave reticolare vanno ad integrare le sollecitazioni già calcolate nelle precedenti esercitazioni. 5