Relazione telaio
Transcript of Relazione telaio
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 1/34
INDICE
DATI DI PROGETTO.................................................................................................................................................... ..2
METODO MATRICIALE...............................................................................................................................................3
MATRICI DI TRASFORMAZIONE..............................................................................................................................7
MATRICI DI RIGIDEZZA E MOMENTI DI INCASTRO PERFETTO............................................................ ......8
SPOSTAMENTI E SOLLECITAZIONI............................................................................................................. .........17
EQUILIBRIO..................................................................................................................................................................19
STUDIO DEFORMATA.................................................................................................................................................28
DIAGRAMMA SFORZI NORMALI............................................................................................................................29
DIAGRAMMA TAGLI...................................................................................................................................................30
DIAGRAMMA MOMENTI...........................................................................................................................................31
DEFORMATA QUALITATIVA......................................................................................................................... ........ ..32
CONSIDERAZIONI.......................................................................................................................................................33
1
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 2/34
DATI DI PROGETTO
x
y
O
0 , 5 1 . 0 0
3
3 , 5
2 2 , 5
q
M
1 , 5 1
1 , 5
D HE
FCB
GA
+ T
- T
+ T
F
DATI
Asta Sezione bxh (mm) Carico Caratteristiche materiale
AB 300x450 q = 20 KN/m Modulo elastico E = 40000 MPa
BD 300x300 ΔT = 20 °C Coeff. Di dilatazione termica α = 1,3x10-6 °C-1
BC 300x450 / Caratteristiche vincoli elastici
CD 300x450 / ε = 4x10-6 (kNm)-1
DE 300x350 ΔT = 25 °C Dati Fondazione
CF 300x350 M = 45 KNm Cost. di sottofondo K = 0.05 N/mm3
CG 300x350 / Larghezza = 1m
Fondazione rigida F1 = 40 kN
2
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 3/34
METODO MATRICIALE
Per la risoluzione del telaio è stato utilizzato il metodo matriciale. Il procedimento piuttostoarticolato, prevede come primo passo l’assunzione dei sistemi di riferimento, globale (X, Y)e locali (x, y), quindi la determinazione dei nodi iniziali (i) e finali (k) per ogni asta. Laconvenzione sui segni è la seguente:
- Sforzo normale positivo se concorde con l’asse x;- Taglio positivo se concorde con l’asse y;- Momento positivo se in senso orario.
A G
B C F
EHD
O
y
x ¯
¯ y
x ¯
¯ y
x
¯
¯ y
x ¯
¯ y
x
y ¯
x ¯
x ¯
y ¯
x ¯
x ¯
y ¯
1
2
3
4
5
6
7 8
¯ y
ASTA NODO i NODO k
1 B A2 B D3 B C4 D C5 C F6 C G7 D H8 H E
3
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 4/34
Si passa, poi, alla determinazione delle rigidezze assiali, flessionali e a taglio nonché deimomenti di trasporto.La rigidezza assiale, è definita come quella forza necessaria per ottenere unospostamento unitario di un estremo dell’asta rispetto all’altro:
l
EAik a =, ρ
La rigidezza flessionale rappresenta il momento che è necessario applicare in i per ottenere in i la rotazione unitaria.
2β α α ε α
α ε ρ
−+
+=
k ii
k
ik
La rigidezza a taglio rappresenta la forza verticale da applicare all’estremo i per produrreun cedimento unitario in i, quindi la rigidezza al taglio sarà espressa da:
2'2
l V
ik kiik
ik
ρ ρ ρ ++=
dove il termine ρ’ik esprime il momento di trasporto che rappresenta il momento che nasceall’estremo k per effetto del momento unitario applicato in i.
Determinate le rigidezze, si può scrivere la matrice di rigidezza (nel sistema di riferimentolocale)
Si procede quindi determinando i momenti d’incastro perfetto per ogni asta, cioè i momentiche si destano, per effetto dei carichi esterni, all’estremità di una trave, quando taliestremità sono impedite di ruotare e di subire cedimenti.
Successivamente si costruisce la matrice di trasformazione Λ, operatore necessario per ilpassaggio dal sistema di riferimento locale a quello globale.
=Λ
λ
λ
0
0
dove con λ viene indicata la matrice dei coseni direttori dell’asta:
4
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 5/34
Tramite la matrice di trasformazione, si determina la matrice di rigidezza e il vettore deitermini noti riferiti al sistema globale per ogni asta:
ΛΛ= k K T
f f T
λ =
L’equazione di equilibrio per il singolo nodo si può scrivere nella forma matriciale:0
f F K +=⋅δ
dove il vettore F indica eventuali carichi nodali, f 0 contiene le sollecitazioni d’incastroperfetto e la matrice K è formata dai blocchi di ordine 3x3 del tipo Kpp per ogni asta j checoncorre al nodo che vanno sommati tra di loro, e di blocchi del tipo K pq che vanno acostituire i coefficienti dei vettori spostamento relativi agli altri estremi delle aste.
kB B+kB B
+ kB B
kB C kB D 0
kH HkH H+
kC DkC C+kC B
kC C+kC C
kC C
kD D
kD D
1 2
3
3 2
33 4
5 6
4
0
2
kD B
4
kD C
7
7
4
K
0
0
0
kC G
6
kD D+2
0 0 06
kG C kfkG G+6
0
kD H
7
0 kH D
7 8
Quindi, si scrive il vettore dei carichi agenti sulle singole aste, detto vettore dei termini noti,e si ricavano gli spostamenti dei nodi tramite la formula inversa:
)(0
1 f F K +=
−
δ
Si trasforma nuovamente il vettore spostamento nel sistema di riferimento locale, al fine ditrovare le sollecitazioni agenti sul telaio.
δ λ δ ⋅=
Ottenuti gli spostamenti nel sistema locale si ottengono le sollecitazioni tramite:0
f K S +⋅= δ
Le sollecitazioni nel sistema globale, si ricavano dall’equazione:S S
T Λ=
5
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 6/34
Trovate le sollecitazioni, si possono determinare i diagrammi di sforzo normale, taglio emomento flettente e la deformata.
Di seguito viene riportato il procedimento e i calcoli ottenuti per ogni asta.
6
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 7/34
MATRICI DI TRASFORMAZIONE
Poiché il telaio è costituito da aste orizzontali, verticali e da una sola asta diversamenteinclinata (asta BD α=56,31°), le matrici di trasformazione sono solamente 3.
Aste orizzontali
1 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1
Aste verticali
0 1 0 0 0 0-1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 00 0 0 0 1 00 0 0 -1 0 00 0 0 0 0 1
Asta B-D
0,554785021 -0,83218 0 0 0 00,832177531 0,554785 0 0 0 0
0 0 1 0 0 00 0 0 0,554785021 -0,83218 00 0 0 0,832177531 0,554785 00 0 0 0 0 1
7
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 8/34
MATRICI DI RIGIDEZZA E MOMENTI DI INCASTRO PERFETTO
ASTA 1
q
B A
Calcolo delle rigidezze:
EI
l EI
l
l
EI ik
+
+⋅=
ε
ε
ρ
4
)3
(43
l
EI t ik ik ik ik
ε ρ ρ ρ
31
1
2
1'
+
⋅⋅=⋅=
EI
l ki
4
1
+
=
ε
ρ
l
EAa = ρ
MATRICE DI RIGIDEZZA nel sistema locale
1542857 0 0 -15 428 57 0 0
0 6824,5124 22839482,21 0 -6 82 4, 51 24 1046311,358
0 22839482 78717491149 0 -22839482 1220696584
-15 428 57 0 0 1542857 0 0
0 -6 82 4, 51 24 -22839482,21 0 6824,5124 -1 04 63 11 ,3 58
0 1046311,4 1220696584 0 -1 0 4 6 3 1 1 ,4 2441393168
MATRICE DI RIGIDEZZA nel sistema globale
6824,512448 0 -22839482,21 -6824,512448 0 -1046311,3580 1542857,143 0 0 -1542857,143 0
-22839482,21 0 78717491149 22839482,21 0 1220696584-6824,512448 0 22839482,21 6824,512448 0 1046311,358
0 -1542857,143 0 0 1542857,143 0-1046311,358 0 1220696584 1046311,358 0 2441393168
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
8
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 9/34
22
30
1
20
1
22
1l ql q
EI
l ik +⋅+
=
ε
µ
l
EI
l q
ki ε µ
41
20
1 2
+=
)6( l
l
qT kiik
ik
µ µ +
+⋅−= l
l
qT kiik
ki
µ µ +
−= 3
0== kiik N N
ASTA 2
B D+ T
Calcolo delle rigidezze:
0' === ik kiik ρ ρ ρ
l
EAa = ρ
MATRICE DI RIGIDEZZA nel sistema locale
998613 0 0 -998613 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
-998613 0 0 998613 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
MATRICE DI RIGIDEZZA nel sistema globale
307359,5311 -461039,2966 0 -307359,5311 461039,2966 0-461039,2966 691558,9449 0 461039,2966 -691558,9449 0
0 0 0 0 0 0-307359,5311 461039,2966 0 307359,5311 -461039,2966 0461039,2966 -691558,9449 0 -461039,2966 691558,9449 0
0 0 0 0 0 0
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:l’asta è soggetta a carico termico assiale, quindi nasce solo uno sforzo normale
t EA N N DB BD ∆=−= α
ASTE 3-4-6
9
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 10/34
ki
Poiché le aste 3-4-6 sono aste canoniche, incastro-incastro, scariche, il calcolo dellerigidezze risulta uguale.
Calcolo delle rigidezze:
l
EI kiik
4== ρ ρ
l
EI ik
2' = ρ
l
EAa = ρ
MATRICI DI RIGIDEZZA nel sistema locale
Asta 32700000 0 0
-27000000 0
0 136687,5 136687500 0 -136687,5 1366875000 136687500 1,8225E+11 0 -136 68 75 00 91125000000
-2700000 0 0 2700000 0 00 -136687,5 -136687500 0 136687,5 -1366875000 136687500 91125000000 0 -136687500 1,8225E+11
Asta 41 8 0 0 0 0 0 0 0 -1800000 0 00 4 0 5 0 0 60750000 0 - 4 0 5 0 0 607500000 60750000 1,215E+11 0 -60750000 60750000000
-1800000 0 0 1 8 0 0 0 0 0 0 0
0 - 4 0 5 0 0 -60750000 0 4 0 5 0 0 -607500000 60750000 60750000000 0 -60750000 1,215E+11
Asta 61200000 0 0 -1200000 0 0
0 1 2 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 - 1 2 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 00 21000000 49000000000 0 -21000000 24500000000
-1200000 0 0 1200000 0 00 - 1 2 0 0 0 - 2 1 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 - 2 1 0 0 0 0 0 00 21000000 24500000000 0 -21000000 49000000000
MATRICI DI RIGIDEZZA nel sistema globale
Asta 4
10
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 11/34
40500 0 -60750000 -40500 0 -607500000 1800000 0 0 -1800000 0
-60750000 0 1,215E+11 60750000 0 60750000000-40500 0 60750000 40500 0 60750000
0 -1800000 0 0 1800000 0-60750000 0 60750000000 60750000 0 1,215E+11
Asta 612000 0 -21000000 -12000 0 -21000000
0 1200000 0 0 -1200000 0-21000000 0 49000000000 21000000 0 24500000000
-12000 0 21000000 12000 0 210000000 -1200000 0 0 1200000 0
-21000000 0 24500000000 21000000 0 49000000000
Poiché l’asta 3 è un’asta orizzontale, la sua matrice di trasformazione è una matriceidentità e quindi la matrice di rigidezza nel sistema globale rimane identica a quella nelsistema locale.
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
Le aste sono tutte scariche, quindi il vettore di incastro perfetto è nullo.
ASTA 5
11
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 12/34
M
FC
a b
Calcolo delle rigidezze:
l
EI ik
3= ρ 0' == ik ki ρ ρ
l
EAa = ρ
MATRICE DI RIGIDEZZA
1680000 0 0 -1680000 0 00 8232 20580000 0 -8232 00 20580000 51450000000 0 -20580000 0
-1680000 0 0 1680000 0 00 -8232 -20580000 0 8232 00 0 0 0 0 0
Poiché l’asta 5 è un’asta orizzontale, la sua matrice di trasformazione è una matriceidentità e quindi la matrice di rigidezza nel sistema globale rimane identica a quella nelsistema locale.
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
)452(2
2233
3abbaab
l
M ik ++−−= µ 0=ki µ
l
M
T T
ik
kiik
µ +=−=
0== kiik N N
ASTA 7
12
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 13/34
D H
+ T
- T
Calcolo delle rigidezze:
l
EI kiik
4== ρ ρ
l EI
ik 2' = ρ
l
EAa = ρ
MATRICE DI RIGIDEZZA
2800000 0 0 -2800000 0 00 152444,44 114333333,3 0 -152444,44 114333333,30 114333333 1,14333E+11 0 -114 33 33 33 57166666667
-2800000 0 0 2800000 0 0
0 -152444,44 -114333333,3 0 152444,44 -114333333,30 114333333 57166666667 0 -114 33 33 33 1,14333E+11
Poiché l’asta 7 è un’asta orizzontale, la sua matrice di trasformazione è una matriceidentità e quindi la matrice di rigidezza nel sistema globale rimane identica a quella nelsistema locale.
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
h
tEI kiik
∆==
α µ µ
2
0== kiik T T
0== kiik N N
13
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 14/34
ASTA 8
H E
Calcolo delle rigidezze:
l
EI ki
3= ρ 0' == ik ik ρ ρ
l
EAa = ρ
MATRICE DI RIGIDEZZA
4200000 0 0 -4200000 0 0
0 128625 0 0 -128625 1286250000 0 0 0 0 0
-4200000 0 0 4200000 0 00 -128625 0 0 128625 -1286250000 128625000 0 0 -128625000 1,28625E+11
Poiché l’asta 8 è un’asta orizzontale, la sua matrice di trasformazione è una matriceidentità e quindi la matrice di rigidezza nel sistema globale rimane identica a quella nelsistema locale.
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
Poiché l’ asta è scarica il vettore di incastro perfetto è nullo.
14
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 15/34
ASTA DI FONDAZIONE
G
F
Calcolo delle rigidezze:
3
)( 33 bakd f
+= ρ
)( bakd r +=
La matrice di rigidezza tipo per la fondazione è:
−−
−+
∞
=
)(3
)(2
0
)(2)(0
00
3322
22
bakd
abkd
ab
kd
bakd k f
MATRICE DI RIGIDEZZA
1,00E+30 0 00 75000 187500000 18750000 18750000000
Anche l’asta di fondazione è un’asta orizzontale, la sua matrice di trasformazione è una
matrice identità e quindi la matrice di rigidezza nel sistema globale rimane identica aquella nel sistema locale.
Calcolo del vettore d’incastro perfetto:
b F f 1= µ
1 F T f −=
0= f N
È adesso possibile ricavare gli spostamenti dei nodi nel sistema globale.
15
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 16/34
δB
0,0219929850,006312839-8,14671E-05
δC
0,01732907
-0,117920986-0,00010279
δD
-0,002412136-0,1203692616,07377E-06
δH
-0,0009648540,022324564
0,0002093
δG
-1,14443E-26-0,0892833490,000657658
Dopo aver trasformato nuovamente gli spostamenti nel sistema locale, si ricavano lesollecitazioni nello stesso sistema.Si riportano di seguito i risultati ricavati asta, per asta.
16
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 17/34
SPOSTAMENTI E SOLLECITAZIONI
spostamento globale
ASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(mm) 0.021992985 0.021992985 0.021992985 -0.002412136 0.017329070.006312839 0.006312839 0.006312839 -0.120369261 -0.117920986-8.14671E-05 -8.14671E-05 -8.14671E-05 6.07377E-06 -0.00010279
0 -0.002412136 0.01732907 0.01732907 00 -0.120369261 -0.117920986 -0.117920986 00 6.07377E-06 -0.00010279 -0.00010279 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
0.01732907 -0.002412136 -0.000964854 -1.14443E-26-0.117920986 -0.120369261 0.022324564 -0.089283349-0.00010279 6.07377E-06 0.0002093 0.000657658
-1.14443E-26 -0.000964854 0-0.089283349 0.022324564 00.000657658 0.0002093 0
spostamento locale
ASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(mm) 0.006312839 0.006947975 0.021992985 -0.120369261 0.01732907-0.021992985 0.021804337 0.006312839 0.002412136 -0.117920986-8.14671E-05 -8.14671E-05 -8.14671E-05 6.07377E-06 -0.00010279
0 0.098830377 0.01732907 -0.117920986 00 -0.068786388 -0.117920986 -0.01732907 00 6.07377E-06 -0.00010279 -0.00010279 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
-0.117920986 -0.002412136 -0.000964854 -1.14443E-26-0.01732907 -0.120369261 0.022324564 -0.089283349-0.00010279 6.07377E-06 0.0002093 0.000657658
-0.089283349 -0.000964854 01.14443E-26 0.022324564 00.000657658 0.0002093 0
17
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 18/34
sollecitazioniCross
ASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(KN, KNm) 9.73980948 1.845035636 12.59257084 -4.406894232 29.1128373813.61616897 0 -8.204412279 -5.075986545 21.753858127.232889607 0 -7.232889607 -4.307245547 9.384645296-9.73980948 -1.845035636 -12.59257084 4.406894232 -29.1128373821.38383103 0 8.204412279 5.075986545 -21.75385812
-0.409631538 0 -9.175934951 -10.92071409 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
-34.36516463 -4.052388412 -4.052388412 -11.4442811.44428 2.871497031 2.871497031 -34.36516463
10.71200374 4.307245547 0 -29.3429762534.36516463 4.052388412 4.052388412
-11.44428 -2.871497031 -2.87149703129.34297625 0 2.871497031
sollecitazioni
SdcASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(KN, KNm) -9.73980948 -1.845035636 -12.59257084 4.406894232 -29.11283738-13.61616897 0 8.204412279 5.075986545 -21.753858127.232889607 0 -7.232889607 -4.307245547 9.384645296-9.73980948 -1.845035636 -12.59257084 4.406894232 -29.1128373821.38383103 0 8.204412279 5.075986545 -21.753858120.409631538 0 9.175934951 10.92071409 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
34.36516463 4.052388412 4.052388412 11.44428-11.44428 -2.871497031 -2.871497031 34.36516463
10.71200374 4.307245547 0 -29.3429762534.36516463 4.052388412 4.052388412
-11.44428 -2.871497031 -2.871497031-29.34297625 0 -2.871497031
18
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 19/34
EQUILIBRIO
Determinate le sollecitazioni finali, si procede alla verifica dell’equilibrio di ogni asta, diogni nodo, dell’equilibrio globale della struttura e successivamente al disegno deidiagrammi di sollecitazione.
ASTA 1
B A
¯
¯ y
x
-
+
-
+
-
q
MA BTA B
NA B
MB A
NB A
TB A
N
V
M
NBA – NAB = 0
TBA + q lAB / 2 – TAB = 0
MBA – MAB – q lAB2 / 6= 0
19
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 20/34
ASTA 2
B D
+ T
TD B
ND BNB D
TB D
¯
¯ y
x
N
V
M
-
NBD – NDB = 0
TBD – TDB = 0
MBD – MDB = 0
ASTA 3
CBMB C
NB C
TB C M C B
TC B
NC B
N
V
M
-
y
x
+
+-
NBC – NCB = 0
TBC – TCB = 0
MBC – MCB + TCB lBC = 0
20
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 21/34
ASTA 4
CDMD C
ND C
TD C
MC D
TC D
NC D ¯
y
x
N
V
M
+
+
- +
NDC – NCD = 0
TDC – TCD = 0
MDC – MCD + TCD lDC = 0
ASTA 5
M FCMC F
NC F
TC F TF C
NF C ¯
y
x
N
V
M
-
-
-
++
NFC – NCF = 0
TFC – TCF = 0
MCF + M + TFC lCF = 0
21
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 22/34
ASTA 6
C GMC G
NC G
TC G MG CTG C
NG C ¯
y
x
N
V
M
+
-
+
-
NGC – NCG = 0
TGC – TCG = 0
MCG – MGC + TGC lCG = 0
ASTA 7
D H+ T
- T
MD H
ND H
TD H
MH DTH D
NH D
N
V
M
¯
¯ y
x
+
-
+
NDH – NHD = 0
TDH – THD = 0
MDH – MHD + THD lHD = 0
ASTA 8
22
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 23/34
H E
NH E
TH EME HTE H
NE H
N
V
M
¯
¯ y
x
+
-
-
NEH – NHE = 0
TEH – THE = 0
MEH – TEH lHE = 0
FONDAZIONE
Mf
Tf
a b
k d b
k d a
k d y
R2
R1
R3
F
Tf + F + R2 – R1 – R3= 0
Mf + Fb – R12b/3 – R22a/3 – R3(b - a)/2 =0
NODO B
23
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 24/34
B
MBD
MBC
MBA
NBD
TBD
NBC
NBA
TBC
TBA
NBC – TBA + NBD cosα + TBD senα = 0
TBC + NBA + TBD cosα - NBD senα = 0
MBC + MBA - MBD = 0
NODO C
C
MCD
MCFMCB
MCG
NCD
NCFNCB
NCG
TCD
TCB TCF
TCG
TCD + NCF – NCB - TCB = 0
NCD + TBA – TCF + NCG = 0
MCB + MCD – MCF – MCG = 0
NODO D
24
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 25/34
DMDH
MDC
MDB
NDH
NDC
NDB
TDH
TDCTDB
NDH – TDC – NDB cosα – TDB senα = 0
TDH + NDC – TDB cosα – NDB senα = 0
MDC + MBDH = 0
NODO H
HNHENHD
THETHD
NHE – NHD = 0
THE – THD = 0
NODO G
25
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 26/34
G
MCG
NCG
TCG
Mf
Nf
Tf
TCG – Nf = 0
NCG + Tf = 0
MCG + Mf = 0
26
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 27/34
EQUILIBRIO GLOBALE
x
y
O
q
M
D HE
FCB
GA
ME HTE H
NE H
MF CTF C
NF C
MA BTA B
NA B
MG CTG C
NG C
NEH + NFG + qlAB/2 – TAB – TGC = 0
NAB + NGC + TEH + TFC = 0
NGClGC+ NFClFC + (TEH + TFC) (lBC+lCF)+ MEH + MFC+ M + (ql2AB)/6+ MGC + NGClBC + MAB= 0
27
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 28/34
STUDIO DEFORMATA
Dalla risoluzione del telaio, si trovano gli spostamenti di tutti i nodi interni, sulla base deiquali si costruisce la deformata.Si procede come di seguito:
- Si riportano gli spostamenti dei nodi;- Tramite il diagramma del momento si determinano flessi e curvature delle aste.
Sono da segnalare due casi particolari, la rotazione del nodo esterno A dell’asta 1 e lacurvatura dell’asta 7.
Per quanto riguarda il nodo A, a causa della presenza del vincolo cedevole, si ha unarotazione proporzionale al momento flettente, data dalla formula
γA = -ε
MA Poiché il momento è positivo, la rotazione risulta negativa.
A
MA B
La curvatura dell’asta 7 deve tenere conto della deformazione subita a causa del caricotermico.La curvatura dovuta al carico termico risulta negativa poiché le fibre tese sono quellesuperiori, e si calcola dall’espressione seguente:ρ1 = - 2α Δt / hQuesta curvatura va sommata a quella dovuta al momento, ricavata dell’espressione:ρ2 = M/(EI)essendo questa ultima positiva, in quanto le fibre tese sono quelle inferiori.La curvatura totale è data dalla somma delle due:
ρtot = ρ1 + ρ2 = - 1.857*10-7 + 1.004*10-10≈ - 1.857*10-7
+
-
-
28
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 29/34
DIAGRAMMA SFORZI NORMALI
A G
B C F
E
1 00 3 0 K N m2 0
-
-
-
-
+
+
+
HD
29
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 30/34
DIAGRAMMA TAGLI
A G
B CF
EHD
1 00 3 0 K N m2 0
+
+
+
-
-
-
-
30
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 31/34
DIAGRAMMA MOMENTI
A G
B C F
EHD
1 00 3 0 K N m2 0
+
+
-
-
-
-
-
+++
+
-
31
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 32/34
DEFORMATA QUALITATIVA
A G
B C F
EHD
O
y
x
32
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 33/34
CONSIDERAZIONI
Da una prima analisi della deformata del telaio, si evince che la fondazione subisce unospostamento verso l’alto; risultato che potrebbe apparire non coerente. In realtà ciò èdovuto al fatto che non entrano in gioco forze esterne verticali in grado di contrastare ilsuddetto innalzamento.Per verificare la fondatezza di questa tesi, si riportano di seguito gli spostamenti ottenutieliminando dai carichi esterni, una volta il carico termico sull’asta 2, e un’altra voltaeliminando il momento M applicato sull’asta 5.
• SENZA Δt
spostamentoglobale
ASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(mm) 0.029722827 0.029722827 0.029722827 -0.006805448 0.0220886490.001556123 0.001556123 0.001556123 -0.036243882 -0.039162898-4.42994E-05 -4.42994E-05 -4.42994E-05 -2.33832E-05 -8.20224E-05
0 -0.006805448 0.022088649 0.022088649 00 -0.036243882 -0.039162898 -0.039162898 00 -2.33832E-05 -8.20224E-05 -8.20224E-05 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
0.022088649 -0.006805448 -0.002722179 -1.12635E-26-0.039162898 -0.036243882 0.031453703 -0.014766066-8.20224E-05 -2.33832E-05 0.000149032 0.000631
-1.12635E-26 -0.002722179 0-0.014766066 0.031453703 00.000631 0.000149032 0
• SENZA M
spostamentoglobale
ASTA 1 ASTA 2 ASTA 3 ASTA 4 ASTA 5
(mm) 0.008406622 0.008406622 0.008406622 0.006643269 0.0087306420.018295957 0.018295957 0.018295957 -0.063616177 -0.049549515-7.61514E-05 -7.61514E-05 -7.61514E-05 -2.29006E-05 -3.68359E-05
0 0.006643269 0.008730642 0.008730642 00 -0.063616177 -0.049549515 -0.049549515 00 -2.29006E-05 -3.68359E-05 -3.68359E-05 0
ASTA 6 ASTA 7 ASTA 8 Fondazione
0.008730642 0.006643269 0.002657308 -1.19979E-26-0.049549515 -0.063616177 0.025362621 -0.024279232-3.68359E-05 -2.29006E-05 0.000170072 0.000613152-1.19979E-26 0.002657308 0-0.024279232 0.025362621 0
0.000613152 0.000170072 0
33
5/11/2018 Relazione telaio - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/relazione-telaio 34/34
Come si evince dalle tabelle riportate, la fondazione continua ad alzarsi anche nei due casiparticolari, risultato che giustifica la particolare deformata, ottenuta per il telaio speciale inesame.
34