Tettoia in acciaio

Materie:Appunti
Categoria:Costruzioni

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Testo

Un capannone industriale, avente le dimensioni in pianta di 33,16 x 15,00 m, deve essere realizzato con struttura in acciaio Fe 360 costituita di due allineamenti longitudinali di pilastri posti ad interasse di 5,50 m e copertura a doppia falda con pendenza di 10° e l'altezza libera è 6,50 m.
1. PROGETTO E CALCOLO DEI VARI ELEMENTI STRUTTURALI.
La struttura viene progettata con pilastri in acciaio serie HE, nei quali vengono vincolate a cerniera le capriate realizzate con profilati a L con lati e collegamenti bullonati. Le terzere di collegamento fra le capriate vengono eseguite con profilati HE posizionati in corrispondenza dei nodi, sulle quali viene posata la copertura in lamiera ondulata a doppio strato coibentato. In corrispondenza delle ultime campate laterali delle terzere e a livello verticale nelle campate prima, ultima e centrale verranno realizzate le diagonali di controventatura.
2. CALCOLO DELLE TERZERE.

2.1. Analisi dei carichi (in proiezione orizzontate).
Carico d'esercizio (neve + vento) =1,50 KN/ m²
Lamiera ondulata a doppio strato coibentato =0,40 KN/m²
Peso proprio terzere HE 120 B = =0,14 KN/m²
²
L'inclinazione è α = 10°
Lo schema statico di ogni terzera corrisponde a quello di una trave appoggiata alla estremità su due capriate consecutive, gravata da un carico ripartito di intensità;
q = 2,04 Kn/m2 x 1,904 = 3,88 KN/m.
Per effetto dell'inclinazione, l'asse di sollecitazione non coincide con uno degli assi principali d'inerzia e pertanto la terzera è sollecitata a flessione deviata, il momento flettente massimo che agisce nel piano verticale risulta:
Mmax = x q x l² = x 3,88 x 5,50² = 14,67 KN m
Il quale viene scomposto ottenendo i momenti nei piani aventi come traccia gli assi principali x e y della sezione:
Mx = Mmax x cos α = 14,67 x cos10° = 14,45 KN m
My = Mmax x sen α = 14,67 x sen10° =2,55 KN m

2.2. Progetto della sezione.
Assumendo il coefficiente
c = = 2,75
per sezioni sino a circa h=140mm si ha:
W = = = 94,69 cm2

Dalle tabelle si rileva la necessità di impiegare un profilo HE 120 B con:
Wx= 144cm³; Wy= 53cm³; Ix= 864cm; Iy= 318cm.
2.3. Verifica a flessione deviata.
σ = + = + = 14864,04 N/mm2
= 148,46 N/cm2 < 160N/cm2
2.4. Verifica a deformazione.
La freccia totale si può ottenere componendo la freccia fx per l’inflessione nel piano avente per traccia l’asse y con quella fy che si ha per l’inflessione nel piano con traccia l’asse x; è peraltro necessario scomporre il carico q secondo le direzioni dei suddetti assi:
qx = q x cos α = 3,88 x cos10° = 3,82 Kn/m= 38,20 N/cm
qy = q x senα = 3,88 x sen10° = 0,67Kn/m = 6,70N/cm

Si ha quindi:
fx = x = x = 2,51cm
fy = x = x = 1,19cm
ftot = f + f = fx x cos α + fy x sen α = 2,51 x cos10° + 1,19 x sen10° = 2,68cm
valore inferiore alla freccia massima ammissibile che per elementi ci copertura risulta:
famm = x l = x 550 = 2,75cm
2.5. Verifica a taglio.
La verifica viene effettuata solo per la componente dello sforzo di taglio con intensità maggiore dovuta al carico qx; applicando la formula approssimata si ha:
τm = = = = 16,49 N/mm 2< τadm
τadm = 0,577 x σadm = 0,577 x 160 = 92,32 N/mm2
2.6. Reazioni vincolari.
P = q x ic x it = 2,04 x 5,50 x 1,904 = 21,36 KN
Va = Vb = = = 96,12 KN
3. CALCOLO DELLA CAPRIATA.
Il calcolo della capriata viene effettuato utilizzando il Metodo Cremoniano ottenendo gli sforzi compiuti dalle rispettive aste:

Aste
Puntoni
Tiranti
a
-
-
b
-
-
c
171,3643
-
d
-
174,6582
e
45,0029
-
f
-
168,7609
g
210,1288
-
h
-
41,7537
i
16,9115
-
l
-
206,9364
m
204,4515
-
n
-
6,5764
o
3,4626
-
p
-
201,3454
q
178,5192
-
r
32,6357
-
s
178,5192
-
t
-
20,3195
Scala distanze 1cm = 1m
Scala forze 1cm = 1KN

3.1.1. Metodo di Ritter per verificare lo sforzo dell’asta d
Ra x xa – P1 x x1- Sd x xd = 0
96,12 x 2,84 – 21,36 x 2,84 – Sd x 1,215 = 0
Sd = = 174,75 KN
3.1.2 Metodo di Ritter per verificare lo sforzo dell’asta e
Ra x xa – P1 x x1- Se x xe = 0
96,12 x 2,84 – 21,36 x 2,84 – Se x 4,71 = 0
Se = = 45,08 KN
3.1.3 Metodo di Ritter per verificare lo sforzo dell’asta g
Ra x xa – P1 x x1- P2 x x2 - Sg x xg = 0
96,12 x 3,75 – 21,36 x 3,75 – 21,36 x 1,875 – Sg x 1,16 = 0
Sg = = 206,76 KN
3.1.4 Metodo di Ritter per verificare lo sforzo dell’asta l
Ra x xa – P1 x x1- P2 x x2 - Sl x xl = 0
96,12 x 3,75 – 21,36 x 3,75 – 21,36 x 1,875 – Sg x 1,16 = 0
Sl = = 206,76 KN
3.2. Calcolo di progetto delle aste.
3.2.1. ASTA D (saettone)
Questa asta è soggetta a compressione e viene realizzata con una sezione composta costituita da due angolari a lati uguali ed è dimensionata in funzione dello sforzo massimo:
Sd = 174,75 KN = 174750N
A = = = 10,92 cm²
Si impiega una sezione costituita da due angolari con lati uguali 45x45x7 disposti a T con A=11,7 cm²
3.2.2. ASTA E (monaco)
A differenza della precedente questa asta è soggetta a trazione con uno sforzo massimo:
Se = 45,08 KN = 45080 N
Per il predimensionamento adotteremo una σadm ridotta pari a 11500 N/cm². Le aste vengono realizzate con una sezione composta costituita da due angolari ad ali uguali applicati a T:
A = = = 3,92 cm²
L’asta ha una lunghezza:
l = 0,50 + (sen10° x 1,875) = 0,83 m
e viene realizzata con due angolari ad ali uguali 35x35x4 con le seguenti caratteristiche:

A = 5 ,34 cm²; ix = i min = 1,05 cm; iy = i max = 1,75 cm; i min = 0,68 cm.
I due angolari vengono collegati con imbottiture disposte ad interasse:
l= l x β = 0,83 x 1 = 0,83 m
L = = = 20,75 cm 50 x i min = 34 cm
La sezione appartiene al gruppo II per cui la snellezza equivalente risulta:
λ= = = = 84,73 = 85
La snellezza del singolo profilato vale:
λy = = = 47,43 λ
Quindi il coefficiente ω viene ricavato in funzione della λ e risulta pari a 1,715.
La tensione massima è:
σ = = = 14477,94 N/cm² = 144,78 N/mm² σadm
Viene ancora effettuata la verifica del profilato singolo compreso fra due imbottiture successive, per cui risulta L= 20,75 cm con una snellezza:
λ = = = 30,51 = 31
Valore al quale corrisponde ω = 1,067 per cui si ha:
σ = = = 4503,78 N/cm² = 45,04 N/mm²σadm
3.2.3. ASTA G (montante)
Come la precedente anche questa asta è soggetta a trazione con uno sforzo massimo:
Sg = 210,13 KN = 210130 N
Come nel caso precedente per il predimensionamento adotteremo una σadm ridotta pari a 11500 N/cm². Le aste vengono realizzate con una sezione composta costituita da due angolari ad ali uguali applicati a T:
A = = = 17,51 cm²
L’asta ha una lunghezza:
l = = 1,904 m
e viene realizzata con due angolari ad ali uguali 70 x 70 x 11 con le seguenti caratteristiche:
A = 28,6 cm²; ix = i min = 2,08 cm; iy = i max = 3,27 cm; i min = 1,35 cm.
I due angolari vengono collegati con imbottiture disposte ad interasse:
l= l x β = 1,904 x 1 = 1,904 m
L = = = 47,6 cm 50 x i min = 67,5 cm
La sezione appartiene al gruppo II per cui la snellezza equivalente risulta:
λ= = = = 98,09 = 99
La snellezza del singolo profilato vale:
λy = = = 58,22 λ
Quindi il coefficiente ω viene ricavato in funzione della λ e risulta pari a 1,99 . La tensione massima è:
σ = = = 14633,46 N/cm² = 146,33 N/mm² σadm
Viene ancora effettuata la verifica del profilato singolo compreso fra due imbottiture successive, per cui risulta L= 47,6 cm con una snellezza:
λ = = = 35,26 = 36
Valore al quale corrisponde ω = 1,102 per cui si ha:
σ = = = 4051,77 N/cm² = 40,52 N/mm²σadm
3.2.4. ASTA L (catena)
Questa asta è soggetta a compressione e viene realizzata con il medesimo tipo di sezione composta delle aste precedenti ed è calcolata in funzione dello sforzo massimo:
Sl = 206,93 KN = 206930N
A = = = 12,93 cm²
Si impiega una sezione costituita da due angolari con lati uguali 60 x 60 x 6 disposti a T con A = 13,8 cm².
4. CALCOLO DEL PESO PROPRIO DELLA CAPRIATA.
MONTANTI
Asta c + Asta g + Asta m + Asta q = 0,112 x 2 x 7,62 x 2 = 3,414 KN
CATENA
Asta b + Asta f + Asta l + Asta p = 0,0542 x 2 x 15 = 1,626 KN
MONACI
Asta a = 0,0242 x 2 x 0,50 = 0,0242 KN
Asta e = 0,0242 x 2 x 0,83 = 0,0402 KN
Asta i = 0,0242 x 2 x 1,16 = 0,0562 KN
Asta o = 0,0242 x 2 x 1,49 = 0,0722 KN
Asta t = 0,0242 x 2 x 1,802 = 0,04882 KN
Tot monaci = 0,4738 KN
SAETTONI
Asta d = 0,0495 x 2 x 1,94 = 0,192 KN
Asta h = 0,0495 x 2 x 2,05 = 0,203 KN
Asta n = 0,0495 x 2 x 2,21 = 0,218 KN
Asta r = 0,0495 x 2 x 2,39 = 0,237 KN
Tot saettoni = 1,7002 KN
TOTALE CAPRIATA = 7,214 KN

5. CALCOLO DEL PILASTRO IN ACCIAIO.
5.1. Analisi dei carichi.
Peso Proprio Capriata
= 99,73 KN
Peso proprio presunto dei fazzoletti e dei collegamenti
= 0,90 KN
Peso proprio presunto pilastro HE 160 B
0,426 x 6,50 =2,80 KN

Per le eventuali controventature si adotta P = 105 KN. Si fissa ad arbitrio una snellezza λ = 150 e dalle tabelle si ricava ω = 3,46 per cui la sezione resistente risulta:
A = = = 22,71 cm²
La lunghezza libera di inflessione viene calcolata con β = 1 perché i vincoli dell’asta possono assimilarsi a cerniere:
lo = 6,50 x β = 6,50 x 1 = 6,50 m = 650 cm
utilizzeremo un profilato HE 160 B con raggio d’inerzia minimo imin = 4,05 che fornisce una snellezza reale:
= = 160,49 = 161
Con il valore di ω = 3.893 reale si procede alla verifica:
= = 7527,90 N/cm² = 75,28 N/mm²

Esempio



  


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    eewqertweywtywtrytryretytry

  2. .è.òèà

    èèlòl,òl,,okjuiug6g7yfuun8y75e6tfydr