Capannone acciaio - schema per la realizzazione PDF

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schema per la realizzazione...

Description

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Schema di funzionamento di un edificio monopiano con copertura a capriate

1.1 Descrizione Si tratta di una struttura monopiano in acciaio a pianta rettangolare con struttura di copertura realizzata mediante travi reticolari, sulle quali poggia l’orditura secondaria (arcarecci) che a loro volta sostengono i pannelli di copertura.

PROSP. FRONTALE

PROSP. LATERALE

PIANTA fig. 1 – pianta e sezioni trasversale e longitudinale di una capannone metallico Dimensioni massime: per limitare le autotensioni di origine termica è consigliabile non superare i 40:50 m di lunghezza, pertanto se la lunghezza complessiva è > 50 m occorre dividere la struttura in due o più corpi di fabbrica affiancati. 1.2 1.3

Carichi agenti sulla struttura peso proprio degli elementi strutturali carichi permanenti portati: manto di copertura, baraccatura laterale sovraccarico neve sulla copertura azioni del vento azioni sismiche (azioni di piccola intensità perché la massa strutturale è piccola) Schema di trasferimento dei carichi verticali

Carichi verticali sulla struttura: -

sovraccarico neve in copertura pressione o depressione del vento in copertura peso proprio dei pannelli di copertura peso proprio dei pannelli della baraccatura laterale peso proprio di tutti gli elementi strutturali

Il carico concentrato F sui pannelli di copertura viene trasferito da questi agli arcarecci, che risultano pertanto soggetti a flessione deviata a causa dell’inclinazione alfa della falda. Schemastaticocapannonediacciaio(BOZZA)–MaurizioOrlando

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Fn Ft

F

Gli arcarecci a loro volta sono sostenuti alle loro estremità dalle capriate, alle quali trasferiscono i carichi permanenti provenienti dai pannelli di copertura ed il loro peso proprio. Le capriate sono sostenute alle due estremità dalle colonne.

carico trasmesso dagli arcarecci

V

V

V

V (reazione capriata)

peso baraccatura

In fondazione le colonne trasmettono un carico verticale V’ dato dalla somma di V, del loro peso proprio e del peso della baraccatura laterale. La figura seguente mostra lo schema di trasferimento dei carichi verticali.

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q

L

p=q i + peso pr. arcar.

i

F F F=p*L/2 + peso pr. capr. V

V

V

V V

V

Schemastatic

V

V

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1.3.1 Pericolo di instabilità dei correnti superiori delle capriate I correnti superiori delle capriate sotto l’azione dei carichi verticali sono soggetti a uno sforzo normale di compressione, pertanto possono instabilizzarsi fuori dal piano delle capriate.

fig. 2 – diagramma qualitativo dello sforzo normale nel corrente superiore di una capriata Moniè

fig. 3 – instabilizzazione dei correnti superiori compressi (vista in pianta) per evitare fenomeni di questo tipo, si introducono appositi elementi di controvento nel piano di falda (controventi trasversali di falda) avendo introdotto i controventi trasversali di falda, i correnti non possono instabilizzarsi come nella figura precedente, ma al massimo su una lunghezza libera di inflessione pari all’interasse tra gli arcarecci

fig. 4 – controventi trasversali di falda

gli arcarecci funzionano da tiranti e impediscono l’instabilizzazione collegando i nodi superiori della capriata al controvento trasversale

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1.4

Schema di trasferimento dei carichi orizzontali

Carichi orizzontali sul capannone - vento trasversale (azioni statiche equivalenti) q = qref x cp x cd x ce cp=−0,4

α

cp=−0,8

cp=−0,4

cp=+0,03 α−1

α

cp=−0,4

α33°

cp=−0,4

fig. 5 – distribuzione delle pressioni eoliche sulla sezione trasversale della struttura (nell’ipotesi di costruzione stagna)

fig. 6 – deformata qualitativa sotto l’azione del vento trasversale per effetto del vento trasversale ogni telaio si comporta allo stesso modo, con le due colonne che si comportano a mensola alle fondazioni sono trasferite sia azioni taglianti sia azioni flettenti Schemastaticocapannonediacciaio(BOZZA)–MaurizioOrlando

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- vento longitudinale (azioni statiche equivalenti) il comportamento della struttura sotto l’azione del vento longitudinale è più complesso in quanto deriva dall’interazione di più elementi strutturali - vento radente: pf = qref x ce x cf si considera quando la superficie tangente al vento è molto più grande di quella normale al vento

Superficie Liscia Scabra Molto scabra

cf 0,01 0,02 0,04

fig. 7 – vento radente sulla baraccatura laterale

fig. 8 – vento radente sulla copertura - in direzione longitudinale si hanno tre contributi: 1. pressione sulla facciata frontale 2. depressione sulla facciata tergale 3. vento radente (sulla baraccatura longitudinale e sulla copertura)

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1. vento sulla facciata frontale Colonne

Montanti di facciata

Baraccatura laterale

fig. 9 – pianta con evidenziazione degli elementi verticali (montanti di facciata) che sorreggono la baraccatura frontale e tergale la baraccatura frontale è sorretta da montanti verticali che sono incastrati alla base e appoggiati in sommità ai nodi superiori della capriata Hi cp=−0,8

H’i montante sopravento

H1

H1 /2

H2

H2 /2

H3

H3 /2

H4

H4 /2

H3

H3 /2

H2

H2 /2

H1

H1 /2

H/2

cp=0,4

H’/2 montante sottovento

fig. 10 – schema statico dei montanti di facciata e azioni da essi trasmesse alla copertura i montanti di facciata trasmettono delle forze orizzontali H concentrate ai nodi del controvento trasversale, che sotto l’azione di queste forze si comportano come una trave reticolare appoggiata alle estremità l’appoggio è fornito dai due controventi verticali presenti su ciascuna delle due facciate laterali della struttura, ai quali il controvento di falda è collegato dagli arcarecci di bordo

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H 1 /2 ... ... ... H 4 /2 ...

... ... H 1 /2

H1 H 2 H3 H4 H3 H2

H1

fig. 11 – schema statico so ogni controvento laterale si ha quindi un’azione concentrata orizzontale (R + ½ R), come indicato nella seguente figura:

R

R/2

fig. 12 – forze trasmesse dai controventi di falda ai controventi verticali per effetto delle pressioni eoliche sulla baraccatura frontale e tergale Schemastaticocapannonediacciaio(BOZZA)–MaurizioOrlando

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Schema statico dei controventi di falda: H1

R

H2

H3

H4

H3

H2

Controvento di falda sopravento

H1

R

H1/2 H2 /2 H3/2 H4 /2 H3 /2 H 2/2 H1 /2

R/2

Controvento di falda sottovento

R/2

fig. 13 – schema statico dei controventi di falda sotto l’azione del vento La forza totale sul controvento verticale si ottiene sommando alla forza R le forze Rf,cop e Rf,bar relative all’azione radente del vento sulla copertura e sulla baraccatura laterale, come mostrato nelle figure seguenti. Rf,cop = pf · B * L

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B

pf Rf,cop

L i fig. 14 – forza trasmessa al controvento verticale per effetto del vento radente sulla copertura Rf,bar = 5/8 · pf · H * L

B

Rf,bar

H

pf

L i fig. 15 – forza trasmessa al controvento verticale per effetto del vento radente sulla baraccatura laterale Il controvento verticale serve anche a stabilizzare le colonne nel piano longitudinale, riducendone la lunghezza di libera inflessione l0.

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fig. 16 – schema di instabilizzazione delle colonne nel piano longitudinale (le deformate tratteggiate sono quelle che si avrebbero in assenza di controvento verticale) -

la depressione sulla parete tergale viene trasferita ai controventi verticali in modo analogo a quanto avviene per la pressione sulla parete frontale

-

il vento radente sulla copertura è trasferito al controvento di falda degli arcarecci di copertura

-

il vento radente sulle due pareti longitudinali è trasferito direttamente dagli arcarecci della baraccatura laterale alle colone e da queste, tramite gli arcarecci di bordo della copertura, ai controventi verticali

-

gli arcarecci di bordo sono pressoinflessi, pertanto va eseguita una verifica di stabilità dell’equilibrio;

-

per ridurre la lunghezza libera di inflessione di questi arcarecci è bene disporre i controventi di falda anche in direzione longitudinale; i controventi di falda longitudinale insieme a quelli trasversali contribuiscono a rendere la copertura praticamente indeformabile nel proprio piano

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fig. 17 – forma critica per gli arcarecci di bordo

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