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La Progettazione delle Costruzioni in Acciaio per la Sicurezza in caso di IncendioLa Progettazione Strutturale degli Edifici in Acciaio

Costruzioni in Acciaioprof. ing. Claudio Bernuzzi - Dipartimento di Ingegneria Strutturale Politecnico di Milano

La Progettazione delle Costruzioni in Acciaio per la Sicurezza in caso di Incendio

La Progettazione Strutturale degli Edifici in Acciaio

Prof. ing. Claudio BernuzziDipartimento di Ingegneria Strutturale

Politecnico di Milano

Costruzioni in Acciaio & Composte in Acciaio-Clsmateriale, prodotti e costruzioni

valutazione della sicurezza e metodi dellanalisi strutturale

verifiche agli stati limite

unioni, dettagli costruttivi ed assemblaggio

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IL MATERIALE ACCIAIOLEGHE FERRO-CARBONIO: GHISE: tenore di carbonio non superiore all1.7% (in letteratura si trova a volte indicato

come limite il valore del 2%);

ACCIAI: tenore di carbonio inferiore (extra-dolci(C0.75%)

ACCIAI DACARPENTERIA: tenore di carbonio tra 0.1% e 0.2%.

Il CARBONIOeleva le caratteristiche di resistenza, ma riduce sensibilmente la duttilite la saldabilit.

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Gli acciai secondo DM 9/1/1996

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Gli acciai secondo le NTC e EC3- parte 1-1

NORME TECNICHE per le COSTRUZIONI (1/2)

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Gli acciai secondo le NTC e EC3- parte 1-1

NORME TECNICHE per le COSTRUZIONI (2/2)

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RIFERIMENTI NORMATIVI SUL MATERIALEUNI EN 10025-1-2005, Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali Parte 1:

Condizioni tecniche generali di fornitura;

UNI EN 10025-2-2005, Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali Parte 2:Condizioni tecniche di fornitura di acciai non legati per impieghi strutturali;

UNI EN 10025-3-2005, Prodotti laminati a caldo per impieghi strutturali Parte 3:

Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili agrano fine allo stato normalizzato/normalizzato laminato;


Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali saldabili agrano fine ottenuti mediante laminazione termo meccanica;


Condizioni tecniche di fornitura di acciai per impieghi strutturali con resistenzamigliorata alla corrosione atmosferica;

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LANALISI CHIMICA

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LA COSTRUZIONE IN ACCIAIO

I PRODOTTI PIANII PRODOTTI LUNGHI

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LE COMPONENTI: I PRODOTTI PIANI

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tipico elemento coibentato esempio di lamiera grecata speciale

tipico solaio composto inacciaio e calcestruzzo

dettaglio di un solaio composto in acciaio ecalcestruzzo

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LE COMPONENTI:IPRODOTTI LUNGHI

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ElementiComposti in Acciaio-Cls:

SOLETTE

TRAVI

COLONNE

LE SOLETTE MISTE:

aderenza acciaio-cls

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Le Travi Composte in Acciaio e Calcestruzzo

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Le Colonne Composte in Acciaio e Calcestruzzo

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Trasmissione degli sforzi di SCORRIMENTOAderenza allinterfaccia acciaio-calcestruzzo;

Specifici dispositivi detti COLLEGAMENTI A TAGLIO (o

anche CONNETTORI).

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Struttura ed Impianti

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I METODI DI CALCOLO

SISTEMA PORTANTEsicuroper lintera vita della struttura

sollecitazione resistenza

SOLLECITAZIONEazioni interne gravanti sugli elementi che realizzano la struttura, gli

stati tensionali di maggiore interesse.

RESISTENZAvalore limite di tensione, proprio di ogni materiale,

LA STRUTTURA DEVE QUINDI RISULTARE SICURA DURANTE TUTTO IL SUOUTILIZZOE SE CI NON SI VERIFICA NE SONO RESPONSABILI PRINCIPALMENTE

TUTTI I SOGGETTI COINVOLTI NELLA PROGETTAZIONE (IL PROGETTISTA, ILDIRETTORE DEI LAVORI, IL COSTRUTTORE ED IL COLLAUDATORE).

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CODICE DI HAMMURABI (1792-1750A.C)legge del taglione: se la costruzione crolla e causa la morte del padrone, il costruttore verr ucciso;

se il figlio del padrone muore, il figlio del costruttore verr ucciso; se uno schiavo del padrone muore, il costruttore dar uno schiavo al padrone;se la costruzione ha qualche inconveniente durante il suo uso, sar ricostruita a spese del

costruttore.

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LA PROTEZIONEUNI EN ISO 12944-1:2001 Pitture e vernici - Protezione dalla corrosione di

strutture di acciaio mediante verniciatura - Introduzione generale.

UNI EN ISO 12944-2:2001 Pitture e vernici - - Classificazione degli ambienti.

UNI EN ISO 12944-3:2001 Pitture e vernici - - Considerazioni sulla

progettazione.

UNI EN ISO 12944-4:2001 Pitture e vernici - - Tipi di superficie e loro

preparazione.

UNI EN ISO 12944-5:2008 Pitture e vernici - Sistemi di verniciatura

protettiva.

UNI EN ISO 12944-6:2001 Pitture e vernici - - Prove di laboratorio per le

prestazioni.

UNI EN ISO 12944-7:2001 Pitture e vernici - - Esecuzione e sorveglianza dei

lavori di verniciatura.

UNI EN ISO 12944-8:2002 Pitture e vernici - - Stesura di specifiche per

lavori nuovi e di manutenzione.

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LATTUALE QUADRO NORMATIVOLegge 5 Novembre 1971 n 1086, Norma per la disciplina delle opere in

conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a strutturametallica, (pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana

n. 321 del 21 Dicembre 1971).Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Decreto Ministeriale 14

gennaio 2008, Approvazione delle nuove norme tecniche per lecostruzioni,, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4.2.2008,

supplemento ordinario n. 30.Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Circolare 2 febbraio 2009,

n. 617 C.S.LL.PP., Istruzioni per lapplicazione delle Norme Tecnicheper le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008, pubblicata sulla

Gazzetta Ufficiale n. 27 del 26.2.2009, supplemento ordinario n. 27.

L P i d ll C i i i A i i l Si i di I di

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Normativa Europea - Strutture di ACCIAIO-EC3 UNI EN 1993-1-1:2005: Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio -

Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici UNI EN 1993-1-2:2005 Eurocodice 3 - - Parte 1-2: Regole generali -

Progettazione strutturale contro l'incendio UNI EN 1993-1-3:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-3: Regole generali - Regole

supplementari per l'impiego dei profilati e delle lamiere sottili piegati a freddo UNI EN 1993-1-4:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-4: Regole generali - Regolesupplementari per acciai inossidabili

UNI EN 1993-1-5:2007Eurocodice 3 - - Parte 1-5: Elementi strutturali a lastra UNI EN 1993-1-6:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-6: Resistenza e stabilit delle

strutture a guscio

UNI EN 1993-1-7:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-7: Strutture a lastra ortotropacaricate al di fuori del piano

UNI EN 1993-1-8:2005 Eurocodice 3 - - Parte 1-8: Progettazione deicollegamenti

UNI EN 1993-1-9:2005Eurocodice 3 - - Parte 1-9: Fatica

UNI EN 1993-1-10:2005Eurocodice 3 - - Parte 1-10: Resilienza del materiale epropriet attraverso lo spessore

UNI EN 1993-1-11:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-11: Progettazione di strutturecon elementi tesi

UNI EN 1993-1-12:2007 Eurocodice 3 - - Parte 1-12: Regole aggiuntive perl'estensione della EN 1993 fino agli acciai di grado S 700


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Normativa Europea- Strutture MISTE-EC4UNI EN 1994-1-1:2005Eurocodice 4 - Progettazione dellestrutture composte acciaio-calcestruzzo - Parte 1-1:Regole generali e regole per gli edifici

UNI EN 1994-1-2:2005 Eurocodice 4 Progettazionedelle strutture composte acciaio-calcestruzzo - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale control'incendio

UNI EN 1994-2:2006 Eurocodice 4 - Progettazione dellestrutture composte acciaio-calcestruzzo - Parte 2:Regole generali e regole per i ponti


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Il Metodo Semi-Probabilistico agli Stati Limite

Il valore di progetto Xddi una propriet del materiale viene definito come:

mj

k

d

XX

=

in cui Xke mj(indicato a volte come Mj) rappresentano rispettivamente il valore caratteristico

della propriet del materiale ed il suo coefficiente parziale di sicurezza.

mj dipendono essenzialmente dalla resistenza che si considera, ossia prevalentemente daquella del materiale di base oppure del dettaglio costruttivo) e dalla modalit di rottura (duttile o

fragile).

Ad eccezione della verifica di slittamento delle giunzioni ad attrito, vengono usualmente

associati alle verifiche nei confronti degli stati limite ultimi.


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g pLa Progettazione Strutturale degli Edifici in Acciaio



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Tipi di Analisi

La Progettazione delle Costruzioni in Acciaio per la Sicurezza in caso di IncendioL P i S l d li Edifi i i A i i

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La Progettazione delle Costruzioni in Acciaio per la Sicurezza in caso di IncendioL P tt i St tt l d li Edifi i i A i i

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Effetti del II ordine


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Plasticit


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Instabilit locale


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g g f


LA CLASSIFICAZIONE DELLE SEZIONI

Plasticit

Instabilit locale


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PROFILI IN CLASSE 4EN 1993-1-3

Design of Steel

Structures : Cold-

formed thin gauge

members and

sheeting

EN 1993-1-5Design of Steel

Structures: Plated

structural elements


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Profili Presso-Inflessi


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Effetti del II ordine


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Il termine cr


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LE IMPERFEZIONIGEOMETRICHE


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RIFERIMENTI NORMATIVI PER I PRODOTTI

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RIFERIMENTI NORMATIVI PER I PRODOTTI

UNI EU 54: 1981 Piccoli profilati di acciaio ad U laminati a caldoUNI 5679: 1973 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Dimensioni e tolleranze

UNI 5397: 1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi HE ad ali larghe parallele.Dimensioni e tolleranze

UNI 5398: 1978 Prodotti finiti di acciaio laminati a caldo. Travi IPE ad ali larghe parallele.dimensioni e tolleranze

UNI EN 10024:1996 Travi ad I ad ali inclinate laminate a caldo. Tolleranze dimensionali edi forma.

UNI EN 10034:1995 Travi ad I e ad H di acciaio per impieghi strutturali. Tolleranze

dimensionali e di forma.UNI EN 10055: 1998 Profilati a T ad ali uguali e a spigoli arrotondati di acciaio laminati a

caldo Dimensioni e tolleranze dimensionali e di forma.

UNI EN 10279: 2002 Pofilati a U laminati a caldo Tolleranze sulla forma, dimensioni e

sulla massa


I N i C i di C i

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I Nuovi Casi di Carico

LE IMPERFEZIONI DEL SISTEMA STRUTTURALEscostamenti relativi di piano delle colonne;scostamenti tra le basi delle colonne;variazioni in termini di luce delle travi; variazioni in termini di altezze di piano delle colonne.


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0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

0,0035

0,004

0,0045

0,005

0 2 4 6 8 10 12 14 16

numero di colonne

angol

odifuoripiombo(rad)

IMP_SUP IMP_inf


)]([ thNM

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)]([ tghNM =

tg() =

== Nh

MF


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LE FORZE SUI SISTEMI DI CONTROVENTO


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CASO di CARICO: FORZE INSTABILIZZANTI SUI CONTROVENTI

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CASO di CARICO: FORZE INSTABILIZZANTI SUI CONTROVENTI

STABILIZZAZIONE DELLALA COMPRESSA DELLA CAPRIATA


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Calcolo del momento massimo per la data combinazione di caricoCalcolo della massima forza di compressione NEd

Calcolo della forza instabilizzante


Stati limite di servizio:

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deformazioni o spostamenti in grado di compromettere laspetto esteriore o un utilizzo efficiente della

struttura o che possano diventare causa di danni a finiture o elementi non strutturali; vibrazioni che possano creare fastidio alle persone, danni alledificio o ai suoi contenuti o che ne

limitano il servizio.

Stati limite ultimi: superamento, in qualche punto di una sezione dellelemento strutturale in esame, della deformazione

unitaria corrispondente al limite elastico del materiale (s. l. elastico della sezione); collasso per eccessiva deformazione della struttura o di una sua parte, considerando anche i vincoli e

le fondazioni;

collasso per perdita di stabilit della struttura o di una sua parte, considerando anche i supporti e le

fondazioni;

rottura localizzata per sollecitazioni cicliche con elevato numero di cicli (> a 104) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte, considerate come corpo rigido;

collasso per rottura della struttura o di una sua parte, considerando anche i vincoli e le fondazioni;

rottura fragile alle basse temperature.


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Premonta: Mai con CALDE

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Premonta: Mai con CALDE


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LILILILINSTABILITNSTABILITNSTABILITNSTABILIT

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L IL IL IL INSTABILITNSTABILITNSTABILITNSTABILIT

MMMMODALIT DIODALIT DIODALIT DIODALIT DI CCCCOLLASSO PEROLLASSO PEROLLASSO PEROLLASSO PER IIIINSTABILITNSTABILITNSTABILITNSTABILIT AAAAPPROPRIATAPPROPRIATAPPROPRIATAPPROPRIATA

VALUTAZIONE DELLA LUNGHEZZA LIBERA DIVALUTAZIONE DELLA LUNGHEZZA LIBERA DIVALUTAZIONE DELLA LUNGHEZZA LIBERA DIVALUTAZIONE DELLA LUNGHEZZA LIBERA DI

INFLESSIONEINFLESSIONEINFLESSIONEINFLESSIONE----SNELLEZZASNELLEZZASNELLEZZASNELLEZZA


VERIFICA DI STABILIT-LUNGHEZZA LIBERA DI INFLESSIONE

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a) b)


1KK +

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12111

11

KKKK

KK

c

c

+++

+=

22212

22

KKKK

KK

c

c

+++

+=

in cui Krappresenta il coefficiente di rigidezza definito comerapporto tra il momento di inerzia della traveIe la sua luceL(K=I/L), mentre i pedici identificano le componenti convergentinel nodo e sono riferiti alla situazione descritta nella figura 3.7.

Nel caso di travi in un telaio di un edificio con solai, i

coefficienti di rigidezza Kdella trave dipendono dallacondizione di vincolo della trave e sono differenziati in funzionedel modo di instabilit della colonna.

per i telai a nodi fissi:

22121 )(055,0)(14,05,0 ++++= oppure

2121

2121

247,0)(364,02

265,0)(145,01

+

++=

per i telai a nodi spostabili:2121

2121

6,0)(8,01

12,0)(2,01

++

+=


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2

2

2

0

2

EA

L

EINN Edcrcr ===


Deformata antisimmetrica del telaio ???

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Assegnata condizione di carico ????


Assegnata condizione di carico ????

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gPALLET+DEAD+NEVE:

cr = 10.27PALLET+VENTO+NEVE+DEAD:

cr = 9.63


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Osservazioni sullanalisi di BUCKLING


UNIONIUNIONIUNIONIUNIONI BULLONATEBULLONATEBULLONATEBULLONATE

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Unioni ad ATTRITO

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Il Precarico (Circolare allegata alle NTC)

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Si ragiona per LOTTO

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UNI EN 1990-2 INTRODUZIONE

La presente norma europea specifica i requisiti per lesecuzione di strutture in acciaio,al fine di assicurare assicurare un adeguato livello di resistenza meccanica e stabilit,capacit di impiego e durabilit.

La presente norma europea specifica i requisiti per lesecuzione di strutture in acciaio,nello specifico di quelle che sono progettate nel rispetto di tutte le parti della EN 1993 edelle parti relative alle strutture in acciaio, miste ed in calcestruzzo progettate inconformit a tutte le parti dell EN 1994

La presente norma europea presuppone che il lavoro venga espletato con la necessariaqualifica professionale, con adeguate attrezzature e risorse al fine di realizzare unopera in conformit alla specifiche di esecuzione ed ai requisiti della noma europea.


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