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CORSO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI ESERCITAZIONE n° 3 del 15/11/2017

PARTE 1: PROGETTO DI UN CAPANNONE INDUSTRIALE Il tema delle prossime esercitazioni è il progetto di un capannone in acciaio per lavorazioni industriali da realizzare a Perugia, località Pian di Massiano, alla quota di 300 m. s.l.m., classe di rugosità B. Luce=25; Altezza=7; Passo colonne=6

1) MORFOLOGIA DELLA COSTRUZIONE

SEZIONE TRASVERSALE

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PIANTA DELLA COPERTURA 1.1) MANTO DI COPERTURA

Pannelli realizzati con una termo copertura costituita da una doppia lamiera grecata con interposto materassino di poliuretano espanso. Nota la luce del pannello (appoggiato in corrispondenza degli arcarecci) e il carico neve, si sceglie da catalogo uno spessore di 40 mm con un peso pari a 0.11 kN/m2.

1.2) ARCARECCI Sono realizzati con travi IPE. Lo schema statico è di trave semplicemente appoggiata con luce pari alla distanza tra le travi reticolari.

1.3) TRAVI RETICOLARI

Sono realizzate utilizzando profilati ad “L” accoppiati. Lo schema statico è di trave reticolare con aste incernierate ai nodi.

1.4) TRAVI DI SCORRIMENTO DEL CARROPONTE Sono costituite da profilati HEA con costolature. (mensole di sostegno in corrispondenza delle colonne).

1.5) COLONNE

Sono costituite da profilati HEA. Lo schema statico nel piano della trave reticolare è quello di trave incastrata a terra. Nel piano ortogonale alla trave reticolare lo schema statico è di cerniera-cerniera.

1.6) CONTROVENTI DI PARETE

Sono realizzati con profilati ad “L”. Lo schema statico è quello di trave reticolare.

1.7) CONTROVENTI DI FALDA Sono realizzati con tondi di acciaio pretensionati. Lo schema statico è quello di trave reticolare.

1.8) FONDAZIONI

Sono realizzate con plinti e soletta di collegamento in calcestruzzo armato.

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PARTE 2: ANALISI DEI CARICHI 2.1)AZIONI DOVUTE AL PESO PROPRIO Il peso proprio del manto di copertura (s=4 cm) è pari a gc =110 N/m2

Il peso proprio stimato degli arcarecci è assunto in prima approssimazione pari a pp = 200 N/m 2.2)CARICHI VARIABILI a) CARICO ACCIDENTALE COPERTURA Carico accidentale copertura per sola manutenzione (Tab.3.1.II) qc=.........N/m2

b) AZIONI AMBIENTALI Neve qs=….. N/m2 Pressione del vento sulla copertura p1=….. N/m2

Pressione del vento sulla copertura in prossimità dei bordi (C3.3.19.8 della Circolare) p2=….. N/m2

Pressione del vento sulle facce laterali (valutazione successiva) p =….. N/m2

Azione sismica Fh=…….N CALCOLO AZIONE DELLA NEVE:

=1

=1

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CALCOLO AZIONE DEL VENTO SULLA COPERTURA E SULLE FACCE LATERALI ZONA 3 [3.3]

Pressione del vento sulla copertura

Per la zona 3 possiamo ricavare dalla Tab. 3.3.I i seguenti valori:

,0

0

27

500

0.02

b b

a

mv v

s

a m

k

Poichè as<500 m , visto che la classe di rugosità è B, dalla figura 3.3.2 otteniamo la categoria di esposizione e quindi i valori della Tab.3.3.II;

kr=0.22 ; z0=0.3 ; zmin= 8 m dalla Tab.3.3.II

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Si considerano costruzioni aventi una parete con aperture di superficie < 33% di quella totale. Si farà quindi riferimento alla seguente figura:

=1

=1

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Si dovrà considerare la condizione più gravosa sulla copertura:

p pe pic c c

E' sempre opportuno considerare il fatto che, nel caso in cui agisca solo il carico permanente e sia assente quello accidentale (non c’è neve), la depressione dovuta al vento potrebbe sollevare la copertura. Secondo il punto C3.3.10.8 della Circolare nelle zone di discontinuità della forma esterna della costruzione nelle strutture secondarie nella fascia perimetrale ed in corrispondenza dei displuvi il coefficiente di pressione può subire sensibili incrementi per effetto di vorticosità locale (si veda la figura seguente). In tali zone si assume:

1.8pc

Si ha inoltre:

1min ,2

10

1min ,2

10

f d h

e b h

Si considera un telaio interno, quindi valutiamo solo "e". La lunghezza "L" del capannone è pari a 36 m

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CALCOLO AZIONE SISMICA Per quanto riguarda il sisma si farà riferimento all'analisi statica lineare [7.3.3.2] che si basa sul calcolo di forze statiche equivalenti al sisma.

1( )h eF S T Wg

è un coefficiente pari a 0.85 se la costruzione ha almeno tre orizzontamenti e se T1 < 2TC, pari a 1.0 in tutti gli altri casi; W è il peso complessivo della costruzione in KN.

3/41 1T C H

Lo Spettro elastico Se(T1) si calcola con il programma Excel fornito secondo la seguente procedura: Fase 1: Specificare la città.

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Fase 2: Specificare i seguenti parametri

: Fase 3: Specificare i seguenti parametri

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Cliccare su Parametri e punti spettri di risposta e dalla tabella di punti dello spettro elastico prendere il valore corrispondente a T1.

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3) ARCARECCI La condizione di carico degli arcarecci è rappresentata in figura.

Inoltre considerando che nelle zone di discontinuità della forma esterna della costruzione nelle strutture secondarie nella fascia perimetrale ed in corrispondenza dei displuvi il coefficiente di pressione può subire

sensibili incrementi, come abbiamo visto 1.8pc . Bisogna quindi distinguere tra:

A. ARCARECCI INTERNI B. ARCARECCI DI BORDO C. 2° ARCARECCIO INTERNO (nel caso in cui l'area di influenza del secondo arcareccio interno, per

motivi geometrici, cada nella zona in cui il coefficiente di pressione è più alto). Per le tipologie A e B bisognerà quindi calcolare: Pannello con doppia lamiera grecata e interposto poliuretano (s = 4 cm) gc x t =…...N/m Peso proprio pp = 200 N/m --------------------------------

Totale carico permanente ga =….. N/m Neve qS x i =…...N/m Carico accidentale copertura Tab.3.1.II qc x t =.......N/m Vento p x t = .... N/m

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Per la tipologia C l'azione del vento si calcola come segue: Vento p1 x t+ + p2 x t- = .... N/m

Dove 1 2( )p t p t è il carico totale considerando eventualmente i diversi coefficienti di forma che

competono a questo arcareccio. t+ e t- sono le lunghezze corrispondenti rappresentate in figura.

PARTE 3: COMBINAZIONE DEI CARICHI SUGLI ARCARECCI Ai fini delle verifiche agli SLU si considera la combinazione “fondamentale” in cui come sovraccarico accidentale principale Qk1 si considera alternativamente il vento, la neve e la destinazione d'uso copertura:

1 1 2 2 1 1 2 02 2 3 03 3 ...G G P Q k Q k Q kG G P Q Q Q

I valori dei coefficienti di combinazione 0 j sono riportati nella tabella 2.5.I, mentre quelli dei Gi e Qj sono

riportati nella Tabella 2.6.I del DM 14/01/08.

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COMBINAZIONE DI CARICO 1: neve come azione variabile principale Poiché l’azione della neve è contraria a quella del vento, i carichi permanenti verticali vengono combinati con la neve e la copertura con coefficienti γi rispettivamente di 1.3 e 1.5, mentre il carico vento viene combinato con coefficiente parziale 0. Il coefficiente di combinazione della copertura è pari a 0. ARCARECCI INTERNI

[1.3 1.3 ( ) 1.5 ( ) 1.5 ( ) 0 0 ( ) 0.6] ....... /ni c s cp pp g t q i q t p t N m

ARCARECCI DI BORDO

[1.3 1.3 ( / 2) 1.5 ( / 2) 1.5 ( / 2) 0 0 ( / 2) 0.6] ....... /ni c s cp pp g t q i q t p t N m

COMBINAZIONE DI CARICO 2: copertura come azione variabile principale Poiché l’azione della copertura è contraria a quella del vento, i carichi permanenti verticali vengono combinati con la neve e la copertura con coefficienti γi rispettivamente di 1.3 e 1.5, mentre il carico vento viene combinato con coefficiente parziale 0. Il coefficiente di combinazione della neve è pari a 0.5. ARCARECCI INTERNI

[1.3 1.3 ( ) 1.5 ( ) 1.5 ( ) 0.5 0 ( ) 0.6] ....... /ni c c sp pp g t q t q i p t N m

ARCARECCI DI BORDO

[1.3 1.3 ( / 2) 1.5 ( / 2) 1.5 ( / 2) 0.5 0 ( / 2) 0.6] ....... /ni c c sp pp g t q t q i p t N m

COMBINAZIONE DI CARICO 3: vento come azione variabile principale Poiché l’azione del vento tende a sollevare la copertura, i carichi permanenti verticali vengono combinati con coefficiente parziale 1 (perché favorevoli), mentre il carico neve e il carico copertura vengono combinati con coefficienti parziale 0. ARCARECCI INTERNI

1 1 ( ) 1.5 ( ) ......... /vi cp pp g t p t N m

ARCARECCI DI BORDO

1 1 ( / 2) 1.5 ( / 2) ......... /vi cp pp g t p t N m

2° ARCARECCIO INTERNO

1 1 ( ) 1.5 ( ) ......... /vi cp pp g t p t p t N m

. Nota: il valore di p assumerà valore diversi a seconda del coefficiente di forma adottato.