Appunti Lez.5_Di Lorenzo
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Modulo II : Teoria delle strutture in acciaio Lezione 5 Membrature inflesse e pressoinflesse: progetto e verificaSommarioII.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU) II.5a.1Generalit II.5a.2 Membrature soggette a flessione sem. II.5a.3 Membrature soggette a puro taglio II.5a.4 Membrature soggette a pura torsione II.5a.5 Cenni sul calcolo delle membrature soggette a sollecitazioni composte
II.5b) Verifiche in esercizio (SLE) II.5b.1 Generalit II.5b.2 Verifica dello t t II 5b 2 V ifi d ll stato di spostamento t t II.5b.3 Verifica dello stato di vibrazione
Docente: Resp. scientifico: Coordinamento:
ing. Gianmaria Di Lorenzo prof. Raffaele Landolfo prof. Dante Galeota
Modulo II : Teoria delle strutture in acciaio Lezione 5 Membrature inflesse e pressoinflesse: progetto e verifica
Sommario II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)II.5a.1 II.5a.2 II.5a.3 II.5a.4 II 5a 4 II.5a.5 Generalit Membrature soggette a flessione semplice Membrature soggette a puro taglio Membrature soggette a pura torsione Cenni sul calcolo delle membrature soggette a sollecitazioni composte
II.5b) Verifiche in esercizio (SLE)II.5b.1 Generalit II.5b.2 Verifica dello stato di spostamento II.5b.3 Verifica dello t t II 5b 3 V ifi d ll stato di vibrazione ib iDocente: Resp. scientifico: Coordinamento: ing. Gianmaria Di Lorenzo prof. Raffaele Landolfo prof. Dante Galeota
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.1 Generalit II 5 1 G litSistema strutturaleCostruzione esistente Costruzione in prog.
DefinizioneIl controllo teorico il processo attraverso il quale si verifica che la risposta del sistema strutturale (Domanda=D) compatibile con determinati limiti prestazionali (Capacit=C) Deterministici o di Livello 0; Semiprobabilistici o di Livello I; P b bili ti i o di Livello II, III e IV Probabilistici Li ll II IV.SL
Identif.
1a
1b
TA
F Fasi operati ive
2
Modellazione
Metodi
3 no si 5
Analisi Controllo (teorico) o verifica Sintesi (S)
ControlloSd Rd Resistenza d lim Deformabilit
4
()
Realizzazione e Controllo sperimentale
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
2
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2 II 5a 2
Membrature soggette a flessione sempliceEsempi di membrature inflesse Dimensionamento rispetto alla resistenza Verifica agli SLU secondo EC3Verifica di resistenza Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
II.5a.2.1 II.5a.2.2 II.5a.2.3 II.5a.2.4
II.5a.2.3.1 II.5a.2.3.2
Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
II.5a.2.4.1 Verifica di resistenza II.5a.2.4.2 Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
3
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2.1 Flessione: E II 5 2 1 Fl i Esempi di membrature i fl i b t inflesseProfilati a doppio T (ad es. HE, IPE) M My z Ali larghe Ali strette
Edificio intelaiato multipiano
Travi secondarie
y
yTravi principali
x
z
z
Profilati a C (UPN, UPE) M y My z N.B. Le travi (per carichi verticali) sono (p ) soggette a flessione semplice in mezzeria
Edificio monopiano z
Travi secondarie
x
M
Tubolari e Cold-formd
M My Travi principali
My z
xz
x
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
4
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2 II 5a 2
Membrature soggette a flessione sempliceEsempi di membrature inflesse Dimensionamento rispetto alla resistenza Verifica agli SLU secondo EC3Verifica di resistenza Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
II.5a.2.1 II.5a.2.2 II.5a.2.3 II.5a.2.4
II.5a.2.3.1 II.5a.2.3.2
Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
II.5a.2.4.1 Verifica di resistenza II.5a.2.4.2 Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
5
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2.2 Flessione: Di II 5 2 2 Fl i Dimensionamento rispetto alla resistenza i t i tt ll i tM MN.B. Le travi progettate per reistenza (rispetto al W) vanno accuratamente verificate allo SLE ed d in i particolare nei confronti della deformabilit (rispetto ad I)
Fasi OperativeIPE
1
Scelta una tipologia di sezioneAd esempio IPE
y
y
z
xz
2
Scelta del tipo di acciaioAd esempio acciaio S275
Modulo di resistenza elastico teorico WYy dove: Mmax il max momento sollecitante fd la tensione di progetto pari: fy /M0 allo SLU adm alle T.A.
3
Calcolo del momento flettente massimo alle T.A o SLUAd esempio con schemi semplificati o analisi di primo tentativo con mod. di Liv.0
Mmax
4
Calcolo dell modulo di resistenza W* elastico teoricoy
IPE
5
z ing. G. Di Lorenzo
Scelta della sezione dal sagomario con W maggiore di quello teoricoAd esempio altezza i lt 6
h
z
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.2 Flessione: Dimensionamento rispetto alla resistenzaSagomario HE
HEAsse forte y Iy > I z Asse debole z HEB 100 HEA 120Pag. 2
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
7
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2 II 5a 2
Membrature soggette a flessione sempliceEsempi di membrature inflesse Dimensionamento rispetto alla resistenza Verifica agli SLU secondo EC3Verifica di resistenza Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
II.5a.2.1 II.5a.2.2 II.5a.2.3 II.5a.2.4
II.5a.2.3.1 II.5a.2.3.2
Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
II.5a.2.4.1 Verifica di resistenza II.5a.2.4.2 Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
8
Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: cenni introduttiviHp Principio di conservazione delle sezioni piane (hp. Bernulli) e piccoli spostamenti Materiale elastico perfettamente plastico (hp. Prandtl) ed isoresistenete Assenza di qualunque fenomeno instabile
M Mpl My
fy
fy
fy
M
M
L prestazione a fl t i i La flessione t d a tende degradare a seguito di fenomeni instabilit locale e/o distorsionale (Vedi Lez.3 Classificazione)
y/2Fattori di forma Moduli di resistenza [L3]
pl180 , =1/RMomento plasticofy
Wel = I Y h / 22.37 2.00 1.70 1.50 1.27 Y
W pl = 2 SY
fy
Modello meccanico
Momento al limite elasticofy
=Z
M pl My
=
W pl Wel
Y
= y
1.14
Z
pl/y
M y = f y Wel
Fattore di forma geometrico a flessione
M pl = f y W pl9
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: Verifica di resistenza Sez. Classe 1ComportamentoSono quelle sezioni trasversali in grado di sviluppare una cerniera plastica avente la capacit rotazionale richiesta per lanalisi plastica senza che si verifichi riduzione di resistenza
M/MplMu/Mpl1.0 fy fy
fu
Classe 1 Duttile
Tipologia di sezioni ed applicazioni Profili IPE, UPN, HEB, HEM, HEA per h < 300 mm ed acciaio S 235 Sistemi strutturali sismoresistenti ad alta duttilit M
HE
1.0IPE
u/yC 3 (by DM.2008)
max/y
/y
Tensione di progetto fd allo SLU
M c ,Rd =M
W pl f y
Resistenza di progetto a flessione (per resistenza)
M0Tasso di lavoro
dove Wpl il modulo di res plastico M0 il coeff di sicurezza parziale per resistenza, pari a 1.05
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
10
Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: Verifica di resistenza Sez. Classe 2ComportamentoSono quelle sezioni trasversali in grado di sviluppare il proprio momento resistente plastico, ma che hanno una capacit rotazionale limitata per effetto dellinstabilit locale
M/Mpl
Classe 2 Compatta
fy
1.0
Tipologia di sezioni ed applicazioni Profili HEA con acciai S 355 e S 460 Strutture sismoresistenti a bassa duttilitHEA
1.0
u/yC 1.5 (by DM LL. PP. 2008)
/y
M
M c ,Rd =M
W pl f y
M0
Resistenza di progetto a flessione (per resistenza)
dove Wpl il modulo di res plastico M0 il coeff di sicurezza parziale pari per resistenza, pari a 1.05
Tasso di lavoro
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
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Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: Verifica di resistenza Sez. Classe 3ComportamentoSono quelle sezioni trasversali nelle quali le tensioni calcolate nelle fibre esterne compresse della membratura di acciaio, ipotizzando una distribuzione elastica di tensioni, possono raggiungere la resistenza di snervamento ma linstabilit locale pu impedire lo l instabilit sviluppo del momento resistente plastico
M/MplClasse 3 Semi-compattafy
1.0
My/Mpl
Tipologia di sezioni ed applicazioni Profili HEAA Strutture non dissipative MHEAA
1.0
/y
M c , Rd =M
Wel ,min f y
M0
Resistenza di progetto a flessione (per resistenza)
(*) Per sezioni non simmetriche si adotta il valore minimo t i due moduli di resistenza elastici corrispondenti alla d li i t l ti i i d ti ll tra d crisi della fibra superiore o inferiore
dove Wel,min il modulo di res elastico minimo(*) della sezione M0 il coeff di sicurezza parziale pari per resistenza, pari a 1.05
Tasso di lavoro
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
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Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: Verifica di resistenza Sez. Classe 4ComportamentoSono quelle sezioni trasversali nelle quali linstabilit locale si verificher prima che in uno o pi elementi della sezione trasversale si raggiunga la tensione di snervamento
M/MplClasse 4 Snella
b
t
Metodo della tensione ridotta < fy
Metodo della larghezza efficaciefy
1.0
Cold-formed EN 1993 1 3 1993-1-3
Tipologia di sezioni ed applicazioni Lamiere grecate e p g profili cold-formed Strutture non dissipative e sistemi a seccoN.B. I cold-formed ben irrigiditi possono essere anche di classe superioreLamiere grecate
Meff/Mpl
Travi lami comp EN 1993-1-5
rid = ( p ) f yProfili a ZoC
beff = ( p ) b
1.0
/y
M M
M c , Rd =
Weff ,min f y
M0
Resistenza di progetto a flessione (per resistenza)
(*) La parzializzazione delle parti compresse, anche per sezioni lorde simmetriche, genera una asimmetrica per la quale occorre simmetriche considerare il W minimo (crisi delle fibre superiori o inferiori)
dove Weff ,min il modulo di res. efficacie minimo della sezione M0 il coeff di sicurezza parziale per resistenza, pari a 1.05
Tasso di lavoro
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
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Corso di Costruzioni in Acciaio - B
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
II.5a.2.3.1 Flessione: Comportamento sperimentaleClasse 1 Classe 4
i=1200 mm
L=5800 mm
Esempi di prove a flessione su travi vincolate torsionalmenteTravi cold-formed MH MLC H=300 mm t=2mm Acciaio S235
IPE 240 Acciaio S275
ing. G. Di Lorenzo
Unit II.1) Introduzione al calcolo delle strutture in acciaio
14
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2 II 5a 2
Membrature soggette a flessione sempliceEsempi di membrature inflesse Dimensionamento rispetto alla resistenza Verifica agli SLU secondo EC3Verifica di resistenza Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
II.5a.2.1 II.5a.2.2 II.5a.2.3 II.5a.2.4
II.5a.2.3.1 II.5a.2.3.2
Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
II.5a.2.4.1 Verifica di resistenza II.5a.2.4.2 Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
15
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2.3.2 Flessione: Verifica di instabilit laterale (svergolamento) by EC3Tipo curva imperfez. Fattore di imperfez
Vincoli b torsionali a c0.21 0 21 0.34 0 34 0.49 0 49
d0.76 0 76
Modelli di resistenza
EN 1993-1-1 Controllo SLU
N.B. Per valutare Mcr vedi EN1993-1-1, al par. 6.3.2.1 e Ann.F ENV 1993-1-3
Mcr
dove:
fy la tensione di snervamento
M1 il coefficiente di sicurezzainstabilit i 1.05 per i t bilit pari a 1 05 Wy il modulo di resistenza della sezione pari;Coefficiente h tiene conto della C ffi i t che ti t d ll distribuzione del momento flettente tra i ritegni torsionali (si parla in questo caso LT,mod) f=1 se MEd=cost
LT
=
Ry Rcr
1
Wy = Wpll per sezioni di clas 1 o 2 Wy = Wel per sezioni di classe 3 Wy = Weff per sezioni di classe 4
Mb,Rd Resistenza di progetto all R i t tt ll insabilit laterale (lateralbuckling)
0.4La curva dinstab. deve essere minorata da
LT
{1 e 1/(LT2f)} Resistenza Curva Eulero
LT
1 = f
1LT
LT {1
e 1/(LT2f)}Tasso di lavoro
+ LT LT2
2
Formula di Ayrton Perry
il coefficiente di riduzione della tensione resistente di progetto a g seguito dellinstabilit flesso torsionale
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
16
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2 II 5a 2
Membrature soggette a flessione sempliceEsempi di membrature inflesse Dimensionamento rispetto alla resistenza Verifica agli SLU secondo EC3Verifica di resistenza Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
II.5a.2.1 II.5a.2.2 II.5a.2.3 II.5a.2.4
II.5a.2.3.1 II.5a.2.3.2
Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
II.5a.2.4.1 Verifica di resistenza II.5a.2.4.2 Verifica di instabilit laterale (svergolamento)
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
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Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.2.4.1 Flessione: V ifi alle T A II 5 2 4 1 Fl i Verifica ll T.A.M M Verifiche di resistenza CNR UNI 10011 DM 1996 Controllo C t ll TA
Flessione retta
y
xz
dove: M il momento sollecitante
maxzn n
adm la tensione ammissibile dFormula di Navier
y
W il modulo di resistenzaelastico valutato rispetto allasse neutro coniugato allasse di sollecitazione ll ll it i considerato
max massima tensione normale presente nella membratura
zmaxns
My
Flessione deviataMzn
ys
Luis Marie Navier (1785-1836)
Tasso di lavoro
z ing. G. Di Lorenzo II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU) 18
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
III.5a.2.4.2 Flessione: V ifi allo svergolamento alle T A III 5 2 4 2 Fl i Verifica ll l t ll T.A.LVincoli torsionali distanza tra vincoli torsionali Verifiche di instabilit CNR UNI 10011 DM 1996 Controllo C t ll TA
Metodo
dove:
Meq Mmax Mm momentomedio N.B. Tale espressione valida per travi laminate a doppio T con sezione doppiamente simmetricaMetodo di C Massonet C.
adm la tensione ammissibile
W il modulo di resistenza elasticoMeq il momento sollecitante equivalente, paria a Meq =1,3 Mmcon travi
max di collasso per instabilit presente nella membratura
Meq /Mmax [0.75 1]mensole
tf
b hz
Meq = Mm
con Meq /Mmax [0. 50 1]
y
1 1 un coefficiente
amplificativo fittizio delle sollecitazioni pari a
Tasso di lavoro
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
19
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.3 Membrature soggette a puro taglioII.5a.3.1 II.5a.3.2 Verifica agli SLU secondo EC3 g Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
20
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.3.1 Membrature a T li V ifi agli SLU secondo EC3 II 5 3 1 M b t Taglio: Verifica li dVEd VEdy
Modelli di resistenza Sezioni S i i con anime tozze i
EN 1993-1-1 Controllo SLU
xz
tf hw y
b
Per sezioni a doppio T
dove:
Tensione resistente a taglio (vedi Von Mises)
fy la tensione di snervamento
r tw z h
M0 il coefficiente di sicurezza per
Per tubolari
resistenza pari a 1.05
VRd Resistenza di progetto a p g taglio della membratura
Av larea di taglio Sezioni con anime snelleSnellezza adimensionalizzat a del pannello danima ( ed (vedi EN1993-1-5 993 5 o EN1993-1-3) Tensione tangenziale di collasso dellanima
Anime non irrigidite
VEd VEdy
hw > 72 tw
= 1 acc S460 = 1.2 altri
New
xz Tension field
w
V 1
dove:
Anime irrigidite trasversa
il coefficiente di riduzione della tensione resistente di progetto a seguito imbozzamento
hw > 31 k tw21
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.3 Membrature soggette a puro taglioII.5a.3.1 II.5a.3.2 Verifica agli SLU secondo EC3 g Verifica alle TA secondo CNRUNI 10011
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
22
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II 5 3 2 M b t T li Verifica ll T.A. II.5a.3.2 Membrature a Taglio: V ifi alle T AVEd VEdy
Verifiche di resistenza
CNR UNI 10011 DM 1996 Controllo C t ll TA
Metodo semplificato
xz
Iy(z) momento dinerzia di tutta la sez rispetto a y Sy(z) rappresenta il momento statico dellarea sottesa dalla curva valutato rispetto allasse baricentrico
dove: VEd il taglio sollecitante
Tensione tangenziale ammissibile a taglio (vedi Von Mises)
Av larea di taglio (vediverifica SLU)max
Metodo di Jourawsky(z)zn n
la massima tensione t i l tangenziale
h*
y
maxHp. Tensioni tangeziali ortogonali alla corda costanti
z ing. G. Di Lorenzo
dove: h* il braccio della coppia interna ovvero la distanza tra la risultante delle trazioni e compressioni (flessione associata)
Tasso di lavoro
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
23
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.4 Membrature soggette a torsione
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
24
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.4 II 5 4T
Membrature soggette a torsione: V ifi M b t tt t i VerificaVerifiche di resistenza ti CNR UNI 10011 DM 1996 Controllo C t ll TA
Sezioni ttili S i i sottili aperte thi
Ty z
maxx N.B. Sfruttando lanalogia idraulica (divergenza nulla del campo vettoriale delle ) possibile osservare che :Per Per le sezioni aperte (monoconnesse) le tensioni tangenziali da torsione primaria raggiungono il massimo valore in corrispondenza nella fibra estrema dellelemento pi spesso (ovvero torsione N.B. La rigido) Per secondaria fa chiuse le sezioni (biconnesse) lo stato nascere tensioni tensionale massimo si normali e raggiunge in tangenziali corrispondenza dellelemento pi sottile d ll l t i ttil
Torsione primaria o di St. Venant
dove: hi e ti sono rispettivamente laltezza e lo spessore del generico tratto che compone la sezione
T
Torsione secondaria o da warping
Sezioni sottili chiuse(formula di Bredt)
dove: fd la tensione di progetto pari: p fy /M0 allo SLU adm alle T.A.
max
Ty z
x
tmin lo spessore minimo dellasezione media
A larea sottesa dalla linea
Controllo SLU EN 1993-1-1 25
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.5 Cenni sul calcolo delle membrature soggette a sollecitazioni composteII.5a.5.1 II.5a.5.2 II.5a.5.3 II 5 5 3 Verifica elementi presso-inflessi M-N Verifica travi soggette a flessione e taglio M-V Analogie formali t le verifiche M N e M V A l i f li tra l ifi h M-N M-V
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
26
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.5.1 Verifica l II 5 5 1 V ifi elementi presso-inflessi M-N: G ti i fl i M N Generalit litProfilati a doppio T M My z
Tubolari
EsempiM
Edificio intelaiato a nodi rigidiColonne
N x
y z
N
x
x
eN.B. Nel caso di piccola eccentricit (inferiore allimperfezione longitudinale e non necessariamente contenuto al nocciolo centrale) lasta si considera soggetta a sola compressione (vedi par par. II.3 e II.4)
Differenze di comportamento strutturaleM M
=0
LCompressione Colonne
Edificio monopiano
Travi di controventi
N Compressione
N
1. Dominio simmetrico per =0 (isoresistente) 2. Dominio poco arrotondato verso lasse delle ordinate (basso fattore di forma 1.14) 3. Dominio in zona compressa degradato dai fenomeni di instabilit globali e/o locali (dominio convesso) ing. G. Di Lorenzo
z y
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
27
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.5.1 Le t II 5 5 1 L aste presso-inflesse: V ifi agli SLU b EC3 i fl Verifica li byx N M
Dominio di interazione N-Mm=MEd/MRd 1Sez. rett Sez. doppio T Asse forte Sez. doppio T Asse debole m*
Veridiche di resistenza Se o p ast ca dopp a e te Sezioni plastica doppiamente simmetrica Espressione generale
EN 1993-1-1 Controllo SLU
N.B.Le ipotesi sono le stesse introdotte per il momento plastico (vedi par. II.1.3)
n=NEd/NRd
LAceny np
|n|>a
|n|a
n*
1 fy
Comp
AG d d np
MN= Mpl - Mpl,cen N
MN,Rd Momento resistente ridotto per effetto dello sforzo normaleConfrontando il momento plastico C f d l i della sezione pressoinflessa MN con il momento plastico per sola flessione semplice Mpl, si evince che il primo risulta ridotto per effetto della plasticizzazione della zona centrale Scaturisce d ci che nelle sezioni a S t i da i h ll i i doppio T il momento resistente MN,Rd dipenda dal rapporto tra larea dellanima (A-2btf) che ne modifica la forma
y
=
+MN
MplInflessione intorno allasse forte
z yAsse forte y-y
Sezione rettangolare
Sezioni a doppio T di classe 1-2
M N ,Rd = M pl ,Rd 1 n2
[
]M N ,Rd = M pl ,Rd
dove: n=NEd /Npl,Rd pari al tasso di lavoro per solo sforzo normale (sforzo normale adimensionalizzato)Asse debole z-z
Per n a
Inflessione intorno allasse debole
a=(A-2btf )/A il rapporto tra larea dell anima l area dellanima e larea totale
Rd il dominio dinterazionePer n >a
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
28
Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
II.5a.5.1 Le t II 5 5 1 L aste presso-inflesse: V ifi agli SLU b EC3 i fl Verifica li byx N1
M
Dominio di interazione N-Mm=MEd/MRdSez. rett Sez. doppio T Asse forte Sez. doppio T Asse debole m*
Veridiche di resistenza Sezioni di classe 1-2Sez a doppio T asse forte
EN 1993-1-1 Controllo SLU
n=NEd/NRd
L
dove:
|n|>a
|n|a
n*
1
Comp
n=NEd /Npl,Rd pari al tasso di lavoroper solo sforzo normale (sforzo normale adimensionalizzato)
MN,Rd Momento resistente ridotto per effetto dello sforzo normaleN.B. Per le espressioni dei coefficienti di interazione kij vedi lappendice A e B della EN 1993-1-1. In prima approssima ione per approssimazione profili a doppio T ad ali larghe:
N.B. Per sezioni di classe 3 si usa lo stesso la formula di Navier generalizzata per valutare
a=(A-2btf )/A il rapporto tra larea dellanima e larea totale
Sezioni di classe 3 Veridiche di stabilitdove:
z y Sezioni di classe 1-2-3Asse forte y-y
kij1.5 ed LT1
y e z sono I coeff
di riduzione per instabilita flessionale (vedi aste comp)
LT coeff di riduzioneAsse debole z-z
p per instabilita flessiotors
Rd il dominio dinterazione
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
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Modulo II: Teoria delle strutture in acciaio
Corso in progettare con l'acciaio in zona sismica
III.5a.5.1 L III 5 5 1 Le aste presso-inflesse: V ifi alle TA t i fl Verifica llx N y Mz
M(z) N(z)
(z)
Veridiche di resistenzaSez. doppiamente simmetrica
CNR UNI 10011 DM 1996 Controllo C t ll TA
+z
=dove:
max =
N My Mz + + adm A Wy Wz
L
Formula di Navier generalizzata
M ed N sono rispettivamente sforzo normale e momento flettente agente nella sezione considerata Wy e Wz sono il modulo di resistenza elasticoi della sezione valutati rispettivamente rispetto ad y e z Veridiche di stabilit
z y
N.B. Tale verifica si utilizza nel caso di aste tozze
max massima tensione normale presente nella membratura
dove:Asse forte y-y
Meq il momento equivalente Ncr.i lo sforzo normale critico di Eulero per inflessione intorno allasse (i-i)
adm
la tensione ammissibile
un coefficiente di sicurezza posto pariSez. Simmetrica sollecitata secondo l asse lasse forte ( i y) i=y)
a 1.5 per condizioni di carico di tipo I e 1.33 per condizioni di carico di tipo II 30
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II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
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II.5a.5 Cenni sul calcolo delle membrature soggette a sollecitazioni composteII.5a.5.1 II.5a.5.2 II.5a.5.3 II 5 5 3 Verifica elementi presso-inflessi M-N Verifica travi soggette a flessione e taglio M-V Analogie formali t le verifiche M N e M V A l i f li tra l ifi h M-N M-V
ing. G. Di Lorenzo
II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU)
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II.2.8.2 Verifica elementi inflessi V-M: GeneralitProfilati a doppio T M My z Ali larghe Ali strette
Edificio intelaiato multipiano
Travi secondarie
y
yTravi principali
x V
z
z
Profilati a C M y My z
N.B. In zona sismica laccoppiamento tra taglio e flessione (V-M) risulta sensibile nelle zone di estremit delle travi z Edificio monopiano iTravi secondarie
x V
M
Tubolari e Cold-formdTravi principali
My z
x V II.5a) Verifiche sulla capacit portante (SLU) 32
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II.2.8.2 Verifica elementi inflessi V-M: Verifica agli SLU by EC3MEdModello di resistenza EN 1993-1-1 Controllo SLU
VEd
MEd
Sezioni S i i di classe 1-2 l 12Sez a doppio T inflesse secondo lasse forte
y z
VEd Dominio di interazione V-M
x
dove:
m=MEd/MRd
Wpl,y il modulo di resistenza plastico rispetto allasse forte Aw larea dell anima (twhw) l area dellanima
MV.Rd=Mc.Rd per v0,5 1 MV.Rd per v>0,5m*
MV,Rd Momento resistente ridotto per effetto del taglio ff tt d l t li per VEd>50% Vpl,Rd MV Rd=Mc,Rd V,Rd M Rd Momento resistente per VEd50% Vpl,Rd
il coefficiente di riduzione delmomento resistente per linterazione con lo sforzo di taglio definito nellintervallo 0 5