Predimensionamento piccolo edificio in acciaio

Esercitazione acciaio

L'ingegneria strutturale è una disciplina che si pone l'obiettivo di ideare, calcolare, realizzare e gestire opere artificiali seguendo opportuni metodi scientifici con opportune norme tecniche.

La norma tecnica serve a garantire determinati livelli di sicurezza e prestazione delle strutture ma anche a definire i doveri e le responsabilità del progettista.

Noi faremo riferimento alla normativa tecnica NTC 2018.

A noi interessano i capitoli 4, 7, 8, 9, 11.

Oltre alla normativa c'è anche la circolare esplicativa che serve a chiarire alcuni punti della normativa stessa.

Materiali: acciaio

I materiali per poter essere utilizzati devono essere:

• Identificati
• Accettati
• Qualificati

Per l'acciaio possiamo distinguere due categorie:

• Laminati a caldo ovvero i profilati per le nostre travi e le colonne, ma anche le barre di armatura per il c.a.
• Laminati a freddo riguardando le lamiere grecate, utilizzate soprattutto per i solai in acciaio.

Per definire le caratteristiche di un acciaio si esegue una prova sperimentale di trazione monoassiale.

Fase elastica: c'è una proporzionalità tra sforzo (σ) e deformazione (ε) e viene indicata con E_E, modulo di Young.

Snervamento caratterizzato da una caduta della resistenza del materiale.

F_y = N_y / A₀

N_y sforzo letto dalla macchina.

A₀ area iniziale del provino.

Esercitazione acciaio

L'ingegneria strutturale è una disciplina che si pone l'obiettivo di ideare, calcolare, realizzare e gestire opere artificiali seguendo opportuni metodi scientifici con opportune norme tecniche.

La norma tecnica serve a garantire determinati livelli di sicurezza e prestazione delle strutture ma anche a definire i doveri e le responsabilità del progettista.

Noi faremo riferimento alla normativa tecnica NTC 2018. A noi interessano i capitoli 4, 5, 6, 7.

Oltre alla normativa c'è anche la circolare esplicativa che serve a chiarire alcuni punti della normativa stessa.

Materiali: acciaio

I materiali per poter essere utilizzati devono essere:

• Identificati
• Accettati
• Qualificati

Per l'acciaio possiamo distinguere due categorie:

• Laminati a caldo ovvero i profilati per le nostre travi e le colonne; ma anche le barre di armatura per il c.a.
• Laminati a freddo spesso per le lamiere grecate, utilizzate soprattutto per i solai in acciaio.

Per definire le caratteristiche di un acciaio si esegue una prova sperimentale di trazione monoassiale.

Fasi della prova sperimentale

• Fase elastica: c'è una proporzionalità tra sforzo (σ) e deformazione (ε) e viene indicato con E il modulo di Young.
• Snervamento caratterizzato da una caduta della resistenza del materiale: σ_y = N_y / A₀, N_y sforzo letto dalla macchina, A₀ area iniziale del provino.

3) Comportamento plastico: questa fase è caratterizzata da deformazioni irreversibili. Raggiungiamo la resistenza ultima.

f_tm = f_t = N_ult / A_nete

4) Strizione: deformazione locale.

5) Rottura: il provino si rompe.

L'acciaio è un materiale duttile ovvero ha un comportamento simmetrico a trazione e compressione.

Il modulo di Young vale: E = 210000 N/mm² = MPa.

Tensione di snervamento: f_y.

Tensione di rottura: f_t.

Tipologie di acciaio

Abbiamo diverse tipologie di acciaio (Tab 6.2.1)

• S235 - Fe 360
• S275 - Fe 430
• S355 - Fe 510
• S450 - Fe 550

Per esempio si sceglie S235.

f_y = 235 N/mm² => ovvero che per ogni mm² l'acciaio resiste a sopportare 23,5 Kg.

f_t = 360 N/mm².

Curve caratteristiche dei diversi acciai

Vediamo le curve caratteristiche dei diversi acciai:

Diagramma sperimentale.

Più l'acciaio è resistente e più la rottura viene raggiunta prima, minore è la resistenza e più riesce ad avere una deformazione di rottura grande.

Questa proprietà è chiamata duttilità: ovvero la capacità del materiale di accumulare deformazioni plastiche prima di raggiungere la rottura.

La normativa ci permette di utilizzare un diagramma semplificato.

ε = N / L₀ => allungamento a rottura.

ν = 0,3 => coefficiente di Poisson.

ρ = 7,85 N/mm³ => densità acciaio.

α = 12·10^-6 C^-1 => dilatazione termica.

Morfologia degli elementi strutturali

Come appare una struttura in acciaio in un prospetto:

Solaio.

Soletta in cls: fornisce un piano di calpestio, fornisce resistenza e ripartisce i carichi verticali.

Rete elettrosaldata: costituita da maglie quadrate, serve a contrastare il ritiro.