Progetto di un telaio piano in c.a.: definizione delle condizioni e delle combinazioni di carico Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni

Progetto di un telaio piano in c.a.: definizione delle condizioni

e delle combinazioni di carico

Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2014/15

a cura di Enzo MartinelliBozza del 17/11/2014

RIEPILOGO DELLE FASI PRINCIPALI



Predimensionamento degli elementi dell’intera struttura.

Analisi delle sollecitazioni di uno dei telai trasversaliMetodo degli Spostamenti

Metodo di Hardy-Cross (con vincoli ausiliari)

RIEPILOGO DELLE FASI PRINCIPALI



Analisi dei carichi

Predimensionamento

Analisi delle sollecitazioni

Progetto e verifica deglielementi strutturali

Metodo degli Spostamenti (MdS)

Metodo dei vincoli ausiliari

Definizione delle combinazioni di carico

DEFINIZIONE DELLE COMBINAZIONI DI CARICOValutazione delle azioni orizzontali



Oltre ai carichi verticali che sono stati già quantificati nella fase di predimensionamento, sulla struttura agiscono pure forze orizzontali che riproducono l’azione del sisma secondo una Analisi Statica Lineare.

Tali azioni hanno natura inerziale e, dunque, risultano:- Applicate al livello degli impalcati, laddove si concentra gran parte delle masse strutturali;- Proporzionali a tali massa strutturali.

Poiché il sisma (con livelli di intensità “distruttivi”) è un evento raro, l’entità dei carichi verticali presenti in contemporanea al sisma si può ottenere sommando ai carichi e sovraccarichi permanenti G e G’ una parte dei sovraccarichi variabili:

kkk QGG 2'




mi=Wi/g

zi

- Carichi sull’impalcato

- Tamponatura

Impalcato Tipo

sbksbksbksb

kkk

ki

lLLqgg

lllLLqgg

QGGW

21,,,

32121

21

3.0'

3.0'

3.0'

2

2'

''

132121,

,2

iitampk

tampi

HHlllLLg

GW

- Parapetto

parsbpark

pari

hlLLg

GW

2'

'''

21,

,2

'''''' iiii WWWW




mi=Wi/g

zi

- Carichi sull’impalcato

- Tamponatura

Impalcato di Copertura

sbkk

nevekneve

llllLLgg

QGGW

32121

,,2213

'

'

2

2'

''

332121,

,23

HlllLLg

GW

tampk

tamp

- Parapetto

parsbpark

par

hllllLLg

GW

32121,

,23

2'

'''

'''''' 3333 WWWW




L’azione orizzontale complessiva Fh è proporzionale al peso totale della struttura:

321 WWWWtot g

W

q

SaF totgh

5.2

Massima accelerazione attesa al suolo Zona 2 -> ag=0.25g

Fattore di amplificazione dovuto al suolo Categoria A -> S=1.00

Fattore di struttura RKqq 0

Fh

y u

yFh

uFh

0.1RK

Str

utt

ura

regola

re

yuq 0.30

3.1yu

Strutture a telaio in Bassa Duttilità

Telai a più piani e più campate

9.30.13.13 q



Bozza del 17/11/2014

L’azione orizzontale Fh si ripartisce in altezza secondo in proporzione ai termini Wizi

h

iii

iii F

zW

zWF

3

1

F1

F2

F3

Piano i-esimo

Fi

Telaio piano d’interesse

Ipotesi semplificate di ripartizione dell’azione di piano tra i vari piani:- Impalcato infinitamente rigido nel suo piano;- Telai piani di uguale rigidezza traslante.

4,i

ti

FF

VERIFICA PRELIMINARE DEI PILASTRI



Le dimensioni dei pilastri è stata scelta esclusivamente con un progetto a compressione controllando che i livelli di tensione assiale non superassero fissati valori di soglia:

cdbhf

N

È, tuttavia, opportuno, prima di passare all’analisi completa della struttura, controllare che tali dimensioni consentano di garantire anche i seguenti requisiti:- avere una sufficiente rigidezza traslazionale (ovvero, dar luogo a spostamenti orizzontali relativamente piccoli per effetto delle azioni sismiche);- comportino l’utilizzo di quantità di armature compatibili con i valori massimi consentiti dalla normativa (pilastri troppo piccoli potrebbero richiedere una armature As maggiori del 4% dell’area di calcestruzzo).

Entrambi questi controlli hanno natura preliminare e, quindi, devono essere effettuati alla luce di analisi semplificate.




F1

F2

F3

Schema “Shear-Type” Gli spostamenti relativi di piano possono calcolarsi come segue:

3

1j

)i(j

n

ikk

i

K

F (i)j(i)

j 3i

12EIK

H

Il controllo può ritenersi soddisfatto se risulta:

005.0Hi

i

Quanto ai momenti si ha:

(i)j(i)

j i2i

6EIM

H




Stimando gli sforzi normali assumendo, per esempio, un valore ridotto rispetto a quelli stimati nella fase di predimensionamento:

(i,1)j(i,2 3)

j

NN

2

È possibile effettuare un progetto preliminare dell’armatura:

(i)j(i,2 3)

j (i,2 3)j

Me

N

04.0f

f

bhA

sd

cds

ANALISI DELLE SOLLECITAZIONICombinazioni di Carico allo S.L.U.



Combinazione 1 Combinazione 2 Combinazione 3

neve,kkk Q5.05.1Q5.1G3.1Fd ii

ikikd EQGF ,,2 ii

i,ki,kd EQGF 2

F3,t F3,t

F2,t F2,t

F1,t F1,t




Impalcato-Tipo

2 3t,1,2 c,y k k

l lg C g g ' 33.50 kN / m

2

2 3t,1,2 c,y t

l lq C q 11.50 kN / m

2

Impalcato di copertura

2 3t,3 c,y k k

l lg C g g ' 27.72 kN/ m

2

2 3t,3 c,y t

l lq C q 11.55 kN/ m

2




Combinazione 1 Combinazione 2 Combinazione 3

nevekkkd QQGF ,5.05.13.1 ii

i,ki,2kd EQGF ii

i,ki,2kd EQGF

Il valore dei carichi permanenti e variabili agenti sulle varie travi è già stato valutato all’atto di effettuarne il predimensionamento. In particolare, sono stati quantificati i valori di gk e qk che ora vanno combinati come precisato sopra. Siano dati, ad esempio, i seguenti valori di gk e qk:

kN/m 87.6055.115.150.333.1p 2,1,d

d,3p 1.3 27.72 1.5 0.5 8.66 42.53 kN/ m

0FFF 321

kN/m 97.3655.1130.050.33p 2,1,d

kN/m 72.2772.27p 3,d

Vanno applicate le forze orizzontali Fi con segno opposto per le due combinazioni 2 e 3

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