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.

AVVI INERRESSANO 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
• 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 GREGATE, 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 VIGNE 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 interessa 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.

1. Fase elastica c'è una proporzionalita tra sforzo (σ) e deformabilita (ε) e viene indicato con E il modulo di Young.

2. Snervamento caratterizzato da una caduta della resistenza del materiale:σ_y = N_y / A₀, N_y sforzo letto dalla macchina, A₀ areantinfernaria 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) Stazione: deformazione locale

5) Rottura: il provino si rompe

L'acciaio è un materiale duttile ovvero hanno 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

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

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 ritir