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Costruzioni in Acciaio
Recaredo José Garcia Martínez Università Degli Studi di Genova
1
Costruzioni in Acciaio
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA
PROGETTO DI CAPANNONE E VIA DI CORSA
IN ACCIAIO
2017
AUTORE: Recaredo José García Martinez
Costruzioni in Acciaio
Recaredo José Garcia Martínez Università Degli Studi di Genova
2
INDICE:
1 INTRODUZIONE .......................................................................................................................................... 3
2 SCOPO ........................................................................................................................................................ 3
3 REFERENZE ................................................................................................................................................. 3
4 MATERIALI ................................................................................................................................................. 3
5 CRITERI DI DISEGNI .................................................................................................................................... 4
6 DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA .............................................................................................................. 4
7 CARICHI ...................................................................................................................................................... 5
8 COMBINAZIONI DI CARICO ........................................................................................................................ 6
9 CARICHI APPLICATI .................................................................................................................................... 9
10 SOLLECITAZIONI ....................................................................................................................................... 9
TELAIO PIÙ SOLLECITATO ............................................................................................................... 10
TASSI DI LAVORO ............................................................................................................................ 11
11 VERIFICA E DIMENSIONAMENTO .......................................................................................................... 14
CLASSI DI SEZIONI ........................................................................................................................... 14
11.1.1. CLASSE DI SEZIONE COLONNA INFERIORE ............................................................................. 15
11.1.2. CLASSE DI SEZIONE TRAVE PRINCIPALE ................................................................................. 17
11.1.1. CLASSE DI SEZIONE CONTROVENTO ...................................................................................... 18
VERIFICA ELEMENTI A RESISTENZA ................................................................................................ 20
11.2.1. SFORZO DI COMPRESIONE ..................................................................................................... 20
11.2.2. MOMENTO FLETTENTE .......................................................................................................... 20
11.2.3. TAGLIO ................................................................................................................................... 21
11.2.4. TORSIONE .............................................................................................................................. 22
11.2.5. FLESSIONE E TAGLIO .............................................................................................................. 22
11.2.6. VERIFICA COMBINATA ........................................................................................................... 22
VERIFICA ELEMENTI A STABILITÀ ................................................................................................... 22
11.3.1. VERIFICA A INSTABILITÀ PER COMPRESSIONE ....................................................................... 22
11.3.2. VERIFICA A INSTABILITÀ FLESSO-TORSIONALE ...................................................................... 24
DIMENSIONI BULLONI .................................................................................................................... 26
11.4.1. NODO TRAVE-COLONNA: ....................................................................................................... 26
11.4.2. NODO TRAVE PRINCIPAL-SECONDARIA: ................................................................................ 31
11.4.3. NODO CONTROVENTO-CONTROVENTO ................................................................................ 38
11.4.4. NODO COLONNA-CONTROVENTO ......................................................................................... 38
Costruzioni in Acciaio
Recaredo José Garcia Martínez Università Degli Studi di Genova
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1 INTRODUZIONE
Questa relazione fa referenzia alla esercitazione eseguita della materia Costruzioni in Acciaio,
nella quale si ha fatto un modello 3D in SAP2000 di un capannone in acciaio.
2 SCOPO
Il obiettivo di questa esercitazione è progettare un capannone in acciaio che ha nel suo interiore un carroponte. Si dovrà progettare anche la via di corsa partendo dei dati di reazioni che il carropontista deve fornire. Una volta si ha il modello fatto in SAP2000, si procede a una verifica di alcuni elementi e un dimensionamento dei nodi con la sua verifica.
3 REFERENZE
Questo progetto viene fatto seguendo la normativa attuale corrispondente a:
• Eurocodice UNIEN 1993-1
• NTC2008 “Norme tecniche per le costruzioni” D.M. 14 gennaio 2008
4 MATERIALI
I materiali che si hanno usati nella modellazione si possono dividere basicamente nei
seguenti:
• Acciaio
Caratteristici Acciaio (𝑁, 𝑚𝑚)
Tipo S275
Peso specifico 7,85 ∙ 105 E modulo di elasticità 210000
Poisson 0,3
Resistenza a snervamento Fy 275
Fu 430
• Bulloni
Caratteristici Bulloni (𝑁, 𝑚𝑚)
Classe 8.8
fyb 640
fub 800
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5 CRITERI DI DISEGNI
Per tutti calcoli si hanno usato usatto le seguenti unità:
• 𝑁, 𝑚𝑚
• 𝑘𝑁, 𝑚
6 DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA
La struttura progettata è un edificio industrial di acciaio o capannone pendolare equilibrato
con contraventi e incastrato alla base.
Sue dimensioni sono, 30 m di larghezza e 50 m di lunghezza. Si ha una luce libera pari alla
larghezza e una altezza massima è di 25 m.
I portali sono costruiti da colonne saldati in sezione H, una più grossa per la parte di sotto dove
è appoggiata la via di corsa (sulla quale si deve muovere il carroponte) e che ha una latezza di
16 m, e una più piccola che arriva ad una quota di 23,5 m di altezza e alla quale è collegata la
trave principale del tetto.
Si hanno un totale di 6 portali con una separazione di 10 m tra loro. Quelli che sono disposti
nei fronti hanno una sezione diversi, più grandi che quelli che sono interni, dovuto a che
sopportano le sollecitazioni direte dei vento e non hanno collegamento ad un lato.
Per evitare gli spostamenti e dare una maggiore rigidezza si hanno disposto controventi
verticali tra le colonne centrali. Il suo compito è cattare gli sforzi orizzontali (vento, sisma…) e
minorare suoi effetti.
Anche si hanno messo controventi su tutta la superficie delle falde di coperture come
mostra la seguente figura.
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Per quanto riguarda i vincoli che si usano, questi sono incernierati intorno al asse X, mentre
che sono incastrati intorno al asse Y. Questo permette alla struttura di pendolare lungo la
sua lunghezza e trovare l’equilibrio con i controventi.
7 CARICHI
• Peso proprio
Questo carico SAP lo calcola con aiuto del peso specifico, che ha il acciaio che si usa
per modellare, e lo moltiplica per il volume.
• Carichi permanenti:
• Live load
I carichi mobili sono dovuti al movimento del carroponte e della sua portata, che
genera azioni orizzontali e verticali.
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• Carico Neve
• Vento
• Sisma
Qua si mettono in conto i carichi dovuti a la accelerazione orizzontale che agisce
sulla massa della struttura.
Nel caso ipotetico di sisma, i carichi dovuti alla portata del carroponte non ce
perché questo si ferma e si scarica.
8 COMBINAZIONI DI CARICO
Per tenere in conto tutti possibile casi di carico si fanno le seguenti combinazioni, maggiorando
o riducendo i suoi effetti in ogni caso attraverso coefficienti.
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DEAD DL_CLD DL_CR1 DL_CR2 LL_CR1 LL_CR2 LL_roof SL TL EWL_X EWL_Y EWL_roof IWL_1 IWL_2
SLU_01 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_02 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_03 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_04 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_05 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_06 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_07 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_08 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_09 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_10 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_11 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_12 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_13 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_14 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_15 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_16 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_17 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_18 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_19 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_20 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_21 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_22 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_23 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_24 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_25 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_26 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_27 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_28 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_29 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_30 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_31 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_32 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_33 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_34 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_35 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_36 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_37 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_38 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_39 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_40 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_41 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_42 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_43 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_44 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_45 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_46 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_47 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_48 1,3 1,3 1,3 1,5 1,05 0,75 -0,9 0,9 0,9 0,9
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SLU_49 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_50 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_51 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_52 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_53 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_54 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_55 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_56 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 1,5 -0,9 0,9 0,9 0,9
SLU_57 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_58 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_59 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_60 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_61 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_62 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_63 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_64 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -1,5 0,9 0,9 0,9
SLU_65 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_66 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_67 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_68 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_69 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_70 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_71 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_72 1,3 1,3 1,3 1,05 1,05 0,75 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_73 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_74 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_75 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_76 1 1 1 0 0 0 0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_77 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_78 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_79 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
SLU_80 1 1 1 0 0 0 -0,9 1,5 1,5 1,5
Costruzioni in Acciaio
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9
9 CARICHI APPLICATI
Nella seguente immagine si mostra come esempio il caso di carico per il vento Ex, però
esistono molti casi che si combinano per dare le sollecitazioni.
Come si può osservare, gli sforzi si trasmettono lungo la struttura. L’obbiettivo dei controventi
sarebbe cattare questi sforzi, e rigidizzare l’insieme della struttura.
Qua sotto si ha una figura dove si vedono le carichi vivi dovuti al carroponte e che attuano sulla
via di corsa.
10 SOLLECITAZIONI
Per determinare le sollecitazioni massime che si hanno nel capannone, si hanno messo tutti le
combinazioni di carico del punto anteriore in uno stato di carico denominato “Inviluppo”.
Questo permette avere il tutto il rango di sollecitazioni che agiscono sugli elementi.
Per dimensionare e per verificare si bisogna prendere quelli più grandi.
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10
TELAIO PIÙ SOLLECITATO
• Sforzo Assile
• Taglio
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• Momento Flettente
TASSI DI LAVORO
• Tassi di lavoro telaio più sollecitato
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• Tassi di lavoro del lato più sollecitato
• Tassi di lavoro copertura
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• Tassi di lavoro capannone
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11 VERIFICA E DIMENSIONAMENTO
CLASSI DI SEZIONI
Per determinare le classi di sezioni si hanno usato le seguenti tabelle del EC3.
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11.1.1. CLASSE DI SEZIONE COLONNA INFERIORE
Come si ha una colonna sogetta a flessione e compresione, per determinare la clase di sezione, si bisogna determinar il parametro α e ψ.
Come si evince dalla tabella, l’attenzione deve essere posta sul diagramma delle tensioni nell’anima, dipendente dal valore della sollecitazione assiale di progetto agente attraverso il parametro α per i profili che possono raggiungere il valore del momento plastico (classi 1 e 2) oppure attraverso il parametro ψ nel caso in cui si possa avere solo una distribuzione elastica delle tensioni.
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• Classe dell’anima
cw1
𝑡𝑤1≤ 42 ∙
𝜀
(0,67 + 0,33 ∙ ψ1) → 𝟔𝟓, 𝟐 ≤ 𝟕𝟗, 𝟔𝟓𝟖
Come si può vedere, si ha una classe 3 per l’anima della colonna.
• Classe delle ali
Per determinare le classi delle ali, dato che questi solo stano lavorando a trazione e
compressione, si guarda la parte di compressione nella tabella superiore:
cf1
𝑡𝑓1≤ 9 ∙ 𝜀 → 𝟖, 𝟐𝟏 ≤ 𝟖, 𝟐𝟖
Si ha una classe 1 per le ali della colonna.
Alla fine si deve prendere la classe più limitante. Quindi per la colonna si avrà una CLASSE 3,
che viene data per la classe dell’anima.
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11.1.2. CLASSE DI SEZIONE TRAVE PRINCIPALE
• Classe dell’anima
cw2
𝑡𝑤2≤ 42 ∙
𝜀
(0,67 + 0,33 ∙ ψ2) → 𝟗𝟒, 𝟓 ≤ 𝟏𝟏𝟎, 𝟏
Come si può vedere, si ha una classe 3 per l’anima della trave.
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18
• Classe delle ali In questa trave si deve fare la classificazione per ambi due ali dovuto a che hanno diverse spessori.
cf2
𝑡𝑓2≤ 9 ∙ 𝜀 → 𝟏𝟏, 𝟓 ≤ 𝟏𝟐, 𝟖𝟖
cf2
𝑡𝑓𝑏2≤ 9 ∙ 𝜀 → 𝟖, 𝟐𝟏 ≤ 𝟖, 𝟐𝟖
Classe 3 per l’ala superiore della trave. Classe 1 per l’ala inferiore della trave
Alla fine per la trave si avrà una CLASSE 3, che viene data per l’anima e per l’ala superiore.
11.1.1. CLASSE DI SEZIONE CONTROVENTO
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• Classe dell’anima
Come α è più grande che 1, significa che tutta la sezione è lavorando a compressione.
La classificazione deve essere fata a compressione:
cw3
𝑡𝑤3≤ 72 ∙ 𝜀 → 𝟐𝟑, 𝟐𝟑𝟖 ≤ 𝟔𝟔, 𝟐𝟒
Si ha una classe 1 per l’anima del controvento.
• Classe delle ali
cf3
𝑡𝑓3≤ 9 ∙ 𝜀 → 𝟕, 𝟒𝟖𝟔 ≤ 𝟖, 𝟐𝟖
Si ha una classe 1 per le ali del controvento.
Alla fine per la sezione del controvento si avrà una CLASSE 1, che viene data per l’anima e
per le ali.
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VERIFICA ELEMENTI A RESISTENZA
Abbiamo due elementi che hanno sezione classe 3 e un altro classe 1, pertanto la verifica sarà
in campo elastico. Si fa la verifica di quelli elementi più sollecitati, concretamente della colonna
inferiore vicina ai controventi, un controvento, e la trave principale
11.2.1. SFORZO DI COMPRESIONE
Il valore del sforzo assile di compressione Ned, in ogni sezione trasversale deve soddisfare:
La resistenza di calcolo della sezione trasversale per un sforzo assile di compressione Nc,rd
deve essere determinato:
Il rapporto di calcolo è:
11.2.2. MOMENTO FLETTENTE
Il valore di calcolo del momento flettente Med, in ogni sezione trasversale deve soddisfare:
La resistenza di calcolo a flessione attorno a un asse principale di una sezione trasversale è
determinata come:
Sección Area (m^2) fy (kN(m^2) Sigma M0 Nc,rd (kN) NEd (kN) NEd/Nc,rd
Colomna inferiore 0,0828 275000 1 22770 5004,94 0,219804128
Trave di copertura 0,0454 275000 1 12485 169,757 0,013596876
Controvento 0,0131 275000 1 3602,5 757,45 0,210256766
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Il calcolo è realizzato attorno a le due asse di il elemento:
Momento flettente attorno al asse debole:
Momento flettente attorno al asse forte:
11.2.3. TAGLIO
Il valore di calcolo del taglio Ved, in ogni sezione trasversale deve soddisfare:
Per l’accertamento della resistenza elastica del calcolo a taglio Vc,rd possiamo utilizzare il
seguente criterio per qualcun punto critico della sezione trasversale:
Per sezioni in I la tensione tangenziale in l’anima posso essere ottenuta come:
Ove:
Af è l’area dell’ala
Aw è l’area dell’anima
Il calcolo de Af e Aw è:
Il rapporto finale di calcolo:
Sección Wel,min (m^3) fy (kN(m^2) Sigma M0 Mc,rd (kN·m) MEd (kN·m) MEd/Mc,rd
Colomna inferiore 0,004207 275000 1 1156,925 226,47 0,195751669
Trave di copertura 0,0036 275000 1 990 111,78 0,112909091
Controvento 0,0004711 275000 1 129,5525 7,4233 0,05729955
Sección Wel,max (m^3) fy (kN(m^2) Sigma M0 Mc,rd (kN·m) MEd (kN·m) MEd/Mc,rd
Colomna inferiore 0,0449 275000 1 12347,5 4303,55 0,348536141
Trave di copertura 0,016 275000 1 4400 991,4 0,225318182
Controvento 0,001376 275000 1 378,4 5,37 0,014191332
Sección h (m) tfThick (m) Altura anima (h-2tfThick) Base (tw) Aw (m^2)
Colomna inferiore 1,7 0,035 1,63 0,025 0,04075
Trave di copertura 1 0,025 0,95 0,01 0,0095
Controvento 0,28 0,018 0,244 0,0105 0,002562
Sección tfThick (m) tfwidth (m) Af (m^2)
Col inf + sol 0,035 0,6 0,021
Trave di copertura 0,025 0,6 0,015
Controvento 0,018 0,28 0,00504
Sección Ttang,Ed (kN/m^2) fy (kN(m^2) Raiz(3)·Sigma M0 Af / Aw Ved (kN) Ttang,Ed / Fy R3sigmaM0
Colomna inferiore 14081,69325 275000 1,732050808 0,620145698 573,829 0,088691666
Trave di copertura 16097,57895 275000 1,732050808 1,578947368 152,927 0,101388453
Controvento 1896,174863 275000 1,732050808 1,967213115 4,858 0,011942804
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11.2.4. TORSIONE
Il calcolo della torsione non si bisogna fare perché si considera trascurabile poiché abbiamo
valori quasi nulli come si può vedere nei diagrammi delle sollecitazioni.
11.2.5. FLESSIONE E TAGLIO
In queste caso non e necessario il calcolo perché il taglio è minore del 50% della resistenza
elastica a taglio per quello che possiamo trascurare il effetto del taglio sul flettente.
11.2.6. VERIFICA COMBINATA
Si può utilizzare per tutti classe di sezione trasversale il criterio basato in una soma lineale di
effetti risultante per ogni tensione. Per sezioni di classe 1, 2 e 3 soggette alla combinazione di
Ned, My,ed e Mz,ed si applica:
Come si può vedere è verificato, perché tutti valore sono minori di 1.
VERIFICA ELEMENTI A STABILITÀ
11.3.1. VERIFICA A INSTABILITÀ PER COMPRESSIONE
Un elemento compresso deve essere comprovato a instabilità per compressione come:
La resistenza Nb,rd deve essere determinata come:
Per il calcolo de X, coefficiente di riduzione per il modo de instabilità considerato,
corrispondente alla snellezza con le curve di instabilità appropriata.
Sección NEd/Nc,rd MEd/Mc,rd MEd/Mc,rd 2 Soma totale
Colomna inferiore 0,219804128 0,195751669 0,348536141 0,764091938
Trave di copertura 0,013596876 0,112909091 0,225318182 0,351824149
Controvento 0,210256766 0,05729955 0,014191332 0,281747648
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Dove:
Snellezza:
coefficiente di imperfezione
Il valore del coefficiente α deve essere ottenuto della seguente tabella:
tabella 6.1 UNE-EN 1993-1-1
Tabella 6.2 UNE-EN 1993-1-1
Il valore Fi è:
Sección Fi Landa X
Colomna inferiore 0,871732508 0,746714249 0,756687467
Trave di copertura 1,394858427 1,203541719 0,476207726
Controvento 1,898080072 1,530899804 0,331108755
Sección Area (m^2) fy (kN(m^2) Ncr (kN) Landa
Colomna inferiore 0,0828 275000 40837,03034 0,746714249
Trave di copertura 0,0454 275000 8619,185915 1,203541719
Controvento 0,0131 275000 1537,12949 1,530899804
Sección Alfa Landa Fi
Colomna inferiore 0,34 0,746714249 0,871732508
Trave di copertura 0,34 1,203541719 1,394858427
Controvento 0,34 1,530899804 1,898080072
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Ncr sforzo assile critico elastico per il modo di instabilità considerato, può essere calcolato:
Sección Pi^2 E (KN/m^2) Imin (m^4) Lb^2 (m^2) Ncr (kN)
Colomna inferiore 9,869604401 210000000 0,001261 64 40837,0303
Trave di copertura 9,869604401 210000000 0,0009901 238,0849 8619,18592
Controvento 9,869604401 210000000 0,00006595 88,9249 1537,12949
Per tanto Nb,rd è:
Così si vede come è verificata la instabilità a compressione.
11.3.2. VERIFICA A INSTABILITÀ FLESSO-TORSIONALE
Il momento resistente di progetto Mb,Rd della trave non vincolata lateralmente attorno al asse forte
deve verificare :
La resistenza di calcolo instabilità laterale è:
Dove:
Sección X Area (m^2) fy (kN(m^2) Sigma M1 Nb,Rd (kN) NEd (kN) NEd/Nb,Rd
Colomna inferiore 0,756687467 0,0828 275000 1 17229,7736 5004,94 0,290482052
Trave di copertura 0,476207726 0,0454 275000 1 5945,45347 169,757 0,028552406
Controvento 0,331108755 0,0131 275000 1 1192,81929 757,45 0,635008174
Sección Fi Landa X
Colomna inferiore 0,64405676 0,450079262 0,905182612
Trave di copertura 0,74548218 0,654581295 0,90725397
Sección Alfa Landa Fi
Col inf frontone 0,76 0,450079262 0,644056757
Trave di copertura 0,21 0,654581295 0,745482179
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Tabella 6.3 UNE-EN 1993-1-1
Tabella 6.4 UNE-EN 1993-1-1
Il calcolo del momento critico Mcr viene dato:
Il parametro C1 e ottenuto
Tabella 41. Libro Ballio
Per tanto la verifica della flessione laterale è:
Con lo che e verificato.
Come si vede non bisogna fare la verifica per flessione nel caso del controvento, perché non è
disegnato per lavorare a flessione
Sección Wy (m^3) fy (kN(m^2) Mcr (kN) Landa
Colomna inferiore 0,0449 275000 60953,83423 0,450079262
Trave di copertura 0,0188 275000 12066,00113 0,654581295
Sección C1 E (kN/m^2) I (debbole) Lb^2 (m^2) Iw G It PI^2 Mcr(Kn·m)
Colomna inferiore 1,739 210000000 0,001262 64 0,000874637 80769231 2,14967E-05 9,8696044 60953,83423
Trave di copertura 1,739 210000000 0,00108 238,0849 0,000256669 80769231 3,57333E-05 9,8696044 12066,00113
Sección X Wy (m^3) fy (kN(m^2) Sigma M1 Mb,Rd (Kn·m) MEd MEd/Mb,Rd
Colomna inferiore 0,90518261 0,0449 275000 1 11176,74231 4303,55 0,385045113
Trave di copertura 0,90725397 0,0188 275000 1 4690,503024 991,4 0,211363258
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DIMENSIONI BULLONI
11.4.1. NODO TRAVE-COLONNA:
Si deve dimensionare un nodo rigido bullonato. Per darle una rigidezza maggiore si ha messo
un cuneo di altezza nella connessione con la colonna pari a la metà della trave.
Questo cuneo trasforma il momento in una forza di trazione, che si può considerare F, e la
quale sarà considerata per un primo approccio a dimensionare i bulloni.
𝑀 = 𝐹 ∙ 𝑒
M=970 KN.m
e=1,31 m
Come si vede nella figura, i momenti nella colonna e nella trave, nel nodo sono quasi eguali
dovuto a la rigidezza della union
𝐹 =𝑀
𝑒= 740458 𝑁
𝐹 =𝑀
𝑒= 740458 𝑁
𝐹𝑡,𝑅𝑑 =𝑘2 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2
Ove:
Tensione ultima del bullone 𝑓𝑢𝑏:
Categoria bullone Collegamenti Note esplicative Classi ad usare
A A taglio Non richiesto precarico Viti da 4.6 a 10.9
D A trazione Non richiesto precarico Viti da 4.6 a 10.9
Bulloni che si hanno scelto per le unioni Classe 8.8 fub= 800 N/mm2
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Per la realizzazione delle unioni di questo tipo di struttura, si bisognano bulloni ad alta resistenza
come quelli che si hanno scelto, che danno una sufficiente sicurezza, e garantiscono che non si
produce una rottura fragile.
𝑓𝑢𝑏=800 N/mm2
𝑘2=0,9 per vite normale
As: Area della sezione resistente del bullone, che sarà quella filettata
n: Numero di bulloni
𝛾𝑀2=1,25
𝐹𝑡,𝑅𝑑 =0,9 ∙ 800 ∙ 𝑛𝐴𝑠
1,25
La forma di attuare è, a partire di quella forza F, che si produce per il momento e si ripartisce tra
un numero n di bulloni, che si considerano sufficientemente vicini e compartono tutta la trazione
tra loro.
𝐹
𝐹𝑡,𝑅𝑑≤ 1
𝐹 ≤0,9 ∙ 800 ∙ 𝑛𝐴𝑠
1,25
𝑛𝐴𝑠 ≥740458 ∙ 1,25
0,9 ∙ 800= 1285
Si devono trovare un numero n di bulloni di una certa dimensione, che sodisfano la relazione di
sopra.
Diametro (mm)
Area (mm2)
Area Resistente o filettata (As)
12 113 84
14 154 115
16 201 157
18 254 192
20 314 245
22 380 303
24 452 353
27 572 459
30 700 581
Se si prende bulloni di diametro eguale a 20 mm:
𝑛 ≥1285
245= 5,24 = 6 𝐵𝑢𝑙𝑙𝑜𝑛𝑖 𝑑𝑖 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 20 𝑚𝑚
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Con questi 6 bulloni sta verificata la trazione dovuta al momento, ma ancora si devono
mettere almeno altri 2 bulloni dello stesso diametro nella parte inferiore, per garantire che la
trave non si stacca della colonna.
Area totale di bulloni:
n= 8 BULLONI DI DIAMETRO 20 mm
𝑛𝐴𝑠 = 8 ∙ 245 = 1960 𝑚𝑚2
Una volta si ha fatto quello, si devono verificare tutti bulloni insieme a taglio e trazione come
segue.
• VERIFICA A TAGLIO E TRAZIONE
Quando sui bulloni agisce forza di trazione e di taglio si deve verificare la seguente relazione:
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑+
𝐹𝑡,𝐸𝑑
1,4 ∙ 𝐹𝑡,𝑅𝑑≤ 1
Se bisogna prima determinare la resistenza a taglio di tutti bulloni insieme:
Se il piano di taglio pasa attraverso la superficie filettata As del bullone, la resistenza a taglio
nel bullone di classe 8.8 è:
𝐹𝑣,𝑅𝑑 =0,6 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2=
0,6 ∙ 800 ∙ 1960
1,25= 752640 𝑁
Resistenza a trazione dei bulloni:
𝐹𝑡,𝑅𝑑 =0,9 ∙ 800 ∙ 8 ∙ 245
1,25= 1128960 𝑁
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𝐹𝑣,𝐸𝑑 =152920 𝑁
𝐹𝑡,𝐸𝑑 = 𝐹 = 740458 𝑁
Si mettono nella formula di prima e si verifica:
152920
752640+
740458
1,4 ∙ 1128960= 𝟎, 𝟔𝟕 ≤ 𝟏
• DIMENSIONAMENTO DELLA PIASTRA TRAVE-COLONNA
𝑀𝐸𝑑 = 𝑇 ∙ 𝑑
𝑀𝑅𝑑 =1/4 ∙ 𝑎 ∙ 𝑡2 ∙ 𝑓𝑦
𝛾𝑀0
𝑀𝐸𝑑
𝑀𝑅𝑑≤ 1
Ove:
T= Forza di trazione su ogni bullone = F/n=740458/6= 123409 N/bullone
fy= Resistenza a snervamento della piastra= 275 N/mm2
t= spessore della piastra
𝛾𝑀0= 1,05
Se abbiamo che a= 300 mm e per tanto d=212 mm, lo spessore della piastra t risulta:
𝑀𝐸𝑑 = 123409 ∙ 212 = 26.162.708 𝑁. 𝑚
𝑡 = √26.162.708 ∙ 1,05
300 ∙ 1/4 ∙ 275= 34,2 = 35 𝑚𝑚
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• VERIFICA A RIFOLLAMENTO
La resistenza a rifollamento 𝐹𝑏,𝑅𝑑
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑≤ 1
𝐹𝑏,𝐸𝑑 =𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝑛𝑏𝑢𝑙𝑙𝑜𝑛𝑖=
152920
8= 19115 𝑁
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2
Ove:
𝑓𝑢 = 430 𝑁
𝑚𝑚2 = Tensione di rottura della piastra di acciaio S275
d= diametro del bullone
t= spessore della piastra
𝛼𝑏
Per bulloni di bordo: Per bulloni interni:
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑒1
3 ∙ 𝑑0;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1} 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
𝑝1
3 ∙ 𝑑0−
1
4;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1}
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {75
3∙22;
800
430; 1} = 1 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
100
3∙22−
1
4;
800
430; 1} = 1
𝑘1
Per bulloni di bordo: Per bulloni interni:
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 𝑒2
𝑑0− 1,7; 2,5} 𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {
1,4 ∙ 𝑝2
𝑑0− 1,7; 2,5}
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 150
22− 1,7; 2,5} = 2,5
Prendendo i valori minimi per 𝛼𝑏 e 𝑘1, si ottiene il valore resistente minimo a rifollamento:
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
2,5 ∙ 0,75 ∙ 430 ∙ 20 ∙ 35
1,25= 451500 𝑁
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑=
19115
451500= 𝟎, 𝟎𝟒𝟐𝟑 ≤ 𝟏
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• VERIFICA DISTANZA INTERASSI E BORDO
11.4.2. NODO TRAVE PRINCIPAL-SECONDARIA:
11.4.2.1 BULLONI PIASTRA TRAVE PRINCIPALE-SECONDARIA
Il primo approccio che si ha eseguito per determinare i bulloni della piastra di collegamento tra
trave principale e secondaria, è stato fatto tenendo in conto la trazione, che è la sollecitazione
più restrittiva in questo nodo.
Come si hanno tante combinazione di carico si producono diversi tipi di sollecitazione:
- Un controvento a trazione, l’altro a compressione.
- Ambi due a compressione.
- Ambi due a trazione.
Il caso più peggiorativo è quello in qui abbiamo la trave e i due controventi lavorando in trazione.
Quindi si hanno presso i massimi valori di trazione per ogni elemento, e così si ottiene une
dimensioni dei bulloni che sono abbastanza del lato di sicurezza.
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 75 1,2do=26,4 4t + 40 mm=180 SI
e2 150 1,2do=26,4 4t + 40 mm=180 SI
p1 100 2,2do=48,4 Minimo tra 14t o 200=200 SI
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𝐹𝑡,𝐸𝑑
𝐹𝑡,𝑅𝑑≤ 𝟏
𝐹𝑡,𝑅𝑑 =0,9 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2
Elemento Trazione (N) Trazione in Direzione Y (N)
Controvento1 77151 54553
Controvento2 74959 53004
Trave 14487 14487
𝐹𝑡,𝐸𝑑 122044
122044 ≤0,9 ∙ 800 ∙ 𝑛𝐴𝑠
1,25
𝑛𝐴𝑠 ≥122044 ∙ 1,25
0,9 ∙ 800= 211 𝑚𝑚2
𝑛 ≥211
84= 2,51 = 𝟒 𝑩𝒖𝒍𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒅𝒊 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝟏𝟐 𝒎𝒎
Della relazione anteriore si ottiene un numero di bulloni pari a 3, ma deve avere simmetria e
per quello si prendono 4.
𝑛𝐴𝑠 = 4 ∙ 84 = 336 𝑚𝑚2
• VERIFICA A TAGLIO
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑≤ 1
Se bisogna prima determinare la resistenza a taglio di tutti bulloni insieme:
Se il piano di taglio pasa attraverso la superficie filettata As del bullone, la resistenza a taglio
nel bullone di classe 8.8 è:
𝐹𝑣,𝑅𝑑 =0,6 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2=
0,6 ∙ 800 ∙ 336
1,25= 129024 𝑁
Resistenza a trazione dei bulloni:
𝐹𝑣,𝐸𝑑 = √903792 + 297182 = 95139 𝑁
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑=
95139
129024= 0,73 ≤ 1
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• DIMENSIONAMENTO DELLA PIASTRA TRAVE PRINCIPALE-SECONDARIA
𝑀𝐸𝑑 = 𝑇 ∙ 𝑑
𝑀𝑅𝑑 =1/4 ∙ 𝑎 ∙ 𝑡2 ∙ 𝑓𝑦
𝛾𝑀0
𝑀𝐸𝑑
𝑀𝑅𝑑≤ 1
Ove:
T= Forza di trazione su ogni bullone = F/n=122044/4= 30511 N/bullone
fy= Resistenza a snervamento della piastra= 275 N/mm2
t= spessore della piastra
𝛾𝑀0= 1,05
Se abbiamo che a= 300 mm e per tanto d=212 mm, lo spessore della piastra t risulta:
𝑀𝐸𝑑 = 30511 ∙ 212 = 6.468.332 𝑁. 𝑚
𝑡 = √6.468.332 ∙ 1,05
300 ∙ 1/4 ∙ 275= 18,13 𝑚𝑚 => 𝑺𝒊 𝒎𝒆𝒕𝒕𝒆 𝒖𝒏𝒂 𝒑𝒊𝒂𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒅𝒊 𝟐𝟎 𝒎𝒎
Si prende uno spessore t di piastra pari a 20 mm, per essere del lato di sicurezza.
Una volta si ha verificato, si può dire che con 4 bulloni di diametro 12 mm è sufficiente per
avere queste collegamento sicuro.
𝒏 = 𝟒 𝑩𝑼𝑳𝑳𝑶𝑵𝑰 𝝓𝟏𝟐
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• VERIFICA A RIFOLLAMENTO
La resistenza a rifollamento 𝐹𝑏,𝑅𝑑
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑≤ 1
𝐹𝑏,𝐸𝑑 =𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝑛𝑏𝑢𝑙𝑙𝑜𝑛𝑖=
95139
4= 23784 𝑁
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2
Ove:
𝑓𝑢 = 430 𝑁
𝑚𝑚2 = Tensione di rottura della piastra di acciaio S275
d= diametro del bullone=12 mm
t= spessore della piastra
𝛼𝑏
Per bulloni di bordo:
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑒1
3∙𝑑0;
𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1}
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {100
3∙14;
800
430; 1} = 1
𝑘1
Per bulloni di bordo:
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 𝑒2
𝑑0− 1,7; 2,5}
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 120
14− 1,7; 2,5} = 2,5
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Prendendo i valori minimi per 𝛼𝑏 e 𝑘1, si ottiene il valore resistente minimo a rifollamento:
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
2,5 ∙ 1 ∙ 430 ∙ 12 ∙ 20
1,25= 206400 𝑁
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑=
23784
206400= 𝟎, 𝟏𝟏 ≤ 𝟏
• VERIFICA E INTERASSI DI NODI
Se abbiamo do=14 mm e t= 20 mm:
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 100 1,2do=16,8 4t + 40 mm=120 SI
e2 120 1,2do=16,8 4t + 40 mm=120 SI
11.4.2.2. BULLONI PIASTRA TRAVE PRINCIPALE-SECONDARIA
I sforzi più limitanti che si hanno nei controventi, sono lungo il suo asse, quindi si dimensiona
attraverso le sollecitazioni di trazione o compressione più forti.
• DIMENSIONAMENTO A TAGLIO
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑≤ 1
Se bisogna prima determinare la resistenza a taglio di tutti bulloni insieme:
Se il piano di taglio pasa attraverso la superficie filettata As del bullone, la resistenza a taglio nel
bullone di classe 8.8 è:
Il massimo sforzo assile è di trazione:
𝐹𝑣,𝐸𝑑 = 77152 𝑁
Ma come si hanno due piani di taglio si deve dividere tra 2:
𝐹𝑣,𝐸𝑑/2 = 38576 𝑁
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𝐹𝑣,𝑅𝑑 =0,6 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝑚𝛾𝑀2=
0,6 ∙ 800 ∙ 𝑛𝐴𝑠
1,25
𝑛𝐴𝑠 ≥38576 ∙ 1,25
0,6 ∙ 800= 100 𝑚𝑚2
𝑛 ≥100
84= 1,19 = 𝟐 𝑩𝒖𝒍𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒅𝒊 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝟏𝟐 𝒎𝒎
• DIMENSIONAMENTO SPESSORE DELLA PIASTRA CON RESISTENZA RIFOLLAMENTO
La resistenza a rifollamento 𝐹𝑏,𝑅𝑑
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑≤ 1
𝐹𝑏,𝐸𝑑 =𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝑛𝑏𝑢𝑙𝑙𝑜𝑛𝑖=
77152
2= 38576 𝑁
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2
Ove:
𝑓𝑢 = 430 𝑁
𝑚𝑚2 = Tensione di rottura della piastra di acciaio S275
d= diametro del bullone= 12 mm
t= spessore della piastra
𝛼𝑏
Per bulloni di bordo: Per bulloni interni:
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑒1
3 ∙ 𝑑0;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1} 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
𝑝1
3 ∙ 𝑑0−
1
4;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1}
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𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {50
3∙14;
800
430; 1} = 1 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
50
3∙14−
1
4;
800
430; 1} = 0,94
𝑘1
Per bulloni di bordo:
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 𝑒2
𝑑0− 1,7; 2,5}
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 120
14− 1,7; 2,5} = 2,5
Prendendo i valori minimi per 𝛼𝑏 e 𝑘1, si ottiene il valore resistente minimo a rifollamento:
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
2,5 ∙ 0,94 ∙ 430 ∙ 12 ∙ 𝑡
1,25
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑≤ 1
𝑡 ≥𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
38576 ∙ 1,25
2,5 ∙ 0,94 ∙ 430 ∙ 12
𝑡 ≥ 3,97 𝑚𝑚 => 𝑺𝒊 𝒑𝒓𝒆𝒏𝒅𝒆 𝒖𝒏𝒂 𝒑𝒊𝒂𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒅𝒊 𝟏𝟎 𝒎𝒎
Alla fine si prende una piastra di 10 mm, per dare continuità con gli UPN240 che hanno piati di
9,5 mm in contatto con la piastra.
• VERIFICA E INTERASSI DI NODI
Se abbiamo do=14 mm e t= 10 mm:
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 50 1,2do=16,8 4t + 40 mm=80 SI
p1 50 2,2do=30,8 Minimo tra 14t o 200=140 SI
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11.4.3. NODO CONTROVENTO-CONTROVENTO
Questo nodo sarà fatto con una piastra tra gli UPN240 che si intersecano. Si usa la stessa piastra
che nel nodo di prima, perché si hanno gli stessi sollecitazioni. Questa piastra ad usare ha uno
spessore di 10 mm.
Come si ha visto nel nodo anteriore si devono usare 2 bulloni di diametro 12 mm, forniti della
verifica a taglio già fatta:
𝑛 ≥100
84= 1,19 = 𝟐 𝑩𝒖𝒍𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒅𝒊 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝟏𝟐 𝒎𝒎
11.4.4. NODO COLONNA-CONTROVENTO
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11.4.4.1. DIMENSIONAMENTO BULLONI DELLA TRAVE
La sollecitazione più gravosa che agisce nella trave, è la trazione, mentre che il momento e il
taglio sono più piccoli
𝑇 = 𝐹𝑣,𝐸𝑑 = 400000 𝑁
Per dimensionare a taglio si deve sodisfare:
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑≤ 1
La resistenza a taglio di tutti bulloni insieme sarà:
Se il piano di taglio pasa attraverso la superficie filettata As del bullone, la resistenza a taglio
nel bullone di classe 8.8 è:
𝐹𝑣,𝑅𝑑 =0,6 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2
Quindi il area resistente a taglio (somma di tutti bulloni) dovrà essere:
𝑛𝐴𝑠 ≥400000 ∙ 1,25
0,6 ∙ 800= 1041 𝑚𝑚2
Se si considerano bulloni di diametro 14 mm, e As= 115 mm2 si ha:
𝑛 ≥ 9,04 = 𝟏𝟎 𝑩𝒖𝒍𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒅𝒊 𝑫𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝟏𝟒 𝒎𝒎
Alla fine si decidono di mettere 4 bulloni su ogni lato delle piastre che collegano le ali e 2
bulloni su ogni lato della piastra che collega l’anima come si può vedere nella immagine di
sopra.
Anche si verificano questi bulloni per la forza generata per il momento M
M=22000 N.m= Fm∙ e= Fm∙ 0,39
𝐹𝑣,𝐸𝑑 = 𝐹𝑚 = 56410 𝑁
Per n=4 Bulloni φ14 con As=115, perché si hanno in conto solo quelli delle ali per il momento:
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𝐹𝑣,𝑅𝑑 =0,6 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2= 176640
𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝐹𝑣,𝑅𝑑=
56410
176640= 0,31 ≤ 1
• VERIFICA A RIFOLLAMENTO
Si deve fare la verifica a rifollamento dei piatti che si usano per collegare:
La resistenza a rifollamento 𝐹𝑏,𝑅𝑑
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑≤ 1
𝐹𝑏,𝐸𝑑 =𝐹𝑣,𝐸𝑑
𝑛𝑏𝑢𝑙𝑙𝑜𝑛𝑖=
400000
10= 40000 𝑁
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2
Rifollamento piastra di ali:
Ove:
𝑓𝑢 = 430 𝑁
𝑚𝑚2 = Tensione di rottura della piastra di acciaio S275
d= diametro del bullone=14 mm
t= spessore della piastra superiore= 19 mm. Si ha presso lo stesso spessore degli ali che si
collegano.
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𝛼𝑏
Per bulloni di bordo: Per bulloni interni:
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {𝑒1
3 ∙ 𝑑0;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1} 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
𝑝1
3 ∙ 𝑑0−
1
4;𝑓𝑢𝑏
𝑓𝑢; 1}
𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {62,5
3∙16;
800
430; 1} = 1 𝛼𝑏 = 𝑚𝑖𝑛 {
75
3∙16−
1
4;
800
430; 1} = 1
𝑘1
Per bulloni di bordo: Per bulloni interni:
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 𝑒2
𝑑0− 1,7; 2,5} 𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {
1,4 ∙ 𝑝2
𝑑0− 1,7; 2,5}
𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {2,8 ∙ 75
16− 1,7; 2,5} = 2,5 𝑘1 = 𝑚𝑖𝑛 {
2,8 ∙ 150
16− 1,7; 2,5} = 2,5
Prendendo i valori minimi per 𝛼𝑏 e 𝑘1, si ottiene il valore resistente minimo a rifollamento:
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
2,5 ∙ 1 ∙ 430 ∙ 14 ∙ 19
1,25= 228760 𝑁
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑=
40000
228760= 𝟎, 𝟏𝟕 ≤ 𝟏
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 62,5 1,2do=16,8 4t + 40 mm=116 SI
e2 75 1,2do=16,8 4t + 40 mm=116 SI
p1 125 2,2do=30,8 Minimo tra 14t o 200=200 SI
p2 150 2,2do=30,8 Minimo tra 14t o 200=200 SI
Rifollamento piastra di anima:
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Seguendo la stessa procedura che nel caso di prima:
t= spessore della piastra e dell’anima= 11 mm. Si ha presso lo stesso spessore dell’anima che si
collega.
𝛼𝑏=1
𝑘1=2,5
𝐹𝑏,𝑅𝑑 =𝑘1 ∙ 𝛼𝑏 ∙ 𝑓𝑢 ∙ 𝑑 ∙ 𝑡
𝛾𝑀2=
2,5 ∙ 1 ∙ 430 ∙ 14 ∙ 11
1,25= 132440 𝑁
𝐹𝑏,𝐸𝑑
𝐹𝑏,𝑅𝑑=
40000
132440 = 𝟎, 𝟑 ≤ 𝟏
11.4.4.2. DIMENSIONAMENTO BULLONI DEL CONTROVENTO
𝐹𝑡,𝐸𝑑 = 𝐹 = 540000𝑁
La forma di attuare è, a partire di quella forza F, che si produce per il momento e si ripartisce
tra un numero n di bulloni, che si considerano sufficientemente vicini e compartono tutta la
trazione tra loro.
𝐹𝑡,𝐸𝑑
𝐹𝑡,𝑅𝑑≤ 1
𝐹𝑡,𝑅𝑑 =𝑘2 ∙ 𝑓𝑢𝑏 ∙ 𝑛𝐴𝑠
𝛾𝑀2
𝐹𝑡,𝐸𝑑 ≤0,9 ∙ 800 ∙ 𝑛𝐴𝑠
1,25
𝑛𝐴𝑠 ≥540000 ∙ 1,25
0,9 ∙ 800= 937,3 𝑚𝑚2
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 38 1,2do=16,8 4t + 40 mm=116 SI
e2 80 1,2do=16,8 4t + 40 mm=116 SI
p1 124 2,2do=30,8 Minimo tra 14t o 200=154 SI
p2 140 2,2do=30,8 Minimo tra 14t o 200=154 SI
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Se si considerano bulloni di diametro 20 mm, e As= 245 mm2 si ha:
𝑛 ≥ 3,8 = 𝟒 𝑩𝒖𝒍𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒅𝒊 𝑫𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝟐𝟎 𝒎𝒎
Per do=22 mm e una piastra di collegamento t=18 mm
Distanza e interassi (mm) Minima distanza (mm) Massima Distanza (mm) Verifica
e1 70 1,2do=26,4 4t + 40 mm=112 SI
e2 70 1,2do=26,4 4t + 40 mm=112 SI
p1 140 2,2do=48,4 Minimo tra 14t o 200=200 SI
p2 140 2,2do=48,4 Minimo tra 14t o 200=200 SI