Tecnica delle Costruzioni - elementi del capannone metallico

L'edificio

Adesso esaminiamo l'edificio, cioè il capannone metallico. Dobbiamo capire come funziona la struttura.

L'edificio. Adesso esaminiamo l'edificio, cioè il capannone metallico. Dobbiamo capire come funziona la struttura.

Spazio e geometria

Per prima cosa, esso deve ricoprire un certo spazio.

Pianta:

Assonometria:

Conclusione:

Il capannone (che sarà fatto d'acciaio) è assimilabile ad un parallelepipedo, le cui misure sono:

• B: Larghezza
• H: Lunghezza
• h: Altezza

Elementi

• Lamiere metalliche piegate (ovvero "grecate")

Accostando le lamiere, che sono chiuse tra loro da schiume di poliuretano, chiudo il capannone.

Ottengo un rivestimento a lamiera “sandwich”, che isola anche termicamente.

Prospetto:

La lamiera ha una “portanza unidirezionale”.

Dunque va fissata così, con un’orditura orizzontale:

Lo stesso in copertura.

Il valore di l₁ ce lo dice la normativa, in funzione del tipo di lamiera.

Colonne e travi di copertura

2) Lungo i due «lati lunghi» (cioè lungo H), si posizionano le colonne.

L₁ interasse (le colonne saranno: H₁ = N^o colonne) / L₁

Le colonne dei due lati sono poi unite dalla travi di copertura:

Queste travi sostengono la copertura.

3) Anche per baraccare dovremo porre degli arcarecci di baraccatura (o parete).

h₁ interasse (questo in fondo non è un arcareccio).

4) Sopra si mettono degli elementi detti arcarecci di copertura. Sono elementi longitudinali.

b₁ = Interasse.

5) Dunque le colonne sostengono:

• Arcarecci di parete
• Arcarecci di coperta e travi di copertura

Queste ultime, avendo luce elevata, non si rappresentano con una "trave piena", ma con una "traviatura reticolare" (capriata) che può essere di vario tipo:

I carichi sono solo sui nodi.

6) Il collegamento tra le capriate avviene con gli arcarecci di coperta (o di falda).

l dev'essere idoneo alla maglia della travatura reticolare.

l basso — oneroso. l alto — carichi troppo elevati.

Zona frontale e zona posteriore

7) Zona frontale e zona posteriore.

Per queste due zone va fatto un discorso a parte:

• Lungo B metto delle colonne d'interasse B_j (proprio come lungo H), che si chiamano «montanti di facciata». Ma stavolta esse non reggono le travi di copertura, ma servono solo a baraccare.

Infatti B è troppo grande per mettere direttamente gli arcarecci.

Qui va il vincolo della capriata.

Dunque i montanti sono staccati dalla capriata e passano davanti alla capriata. Sono messi più avanti rispetto ad essa.

Es. Colonne d'angolo: Il filo dev'essere sempre lo stesso!

Doppia colonna.

Appoggiate ad esse, vanno gli arcarecci di facciata.

Conclusione:

• Travi principali di copertura
• Travi secondarie di copertura
• Travi secondarie di baraccature
• Colonne
• Travi principali di baraccature
• Arcarecci di facciata
• Montanti di facciata

Come lavora la struttura per effetto dei carichi

Vediamo come lavora la struttura per effetto dei carichi.

Regola: Tutte le azioni vanno scaricate al suolo.

Le azioni sono:

• Verticali
• Orizzontali

Azioni verticali

Verticali:

• Manto di copertura {P_manto
• Neve
• Sovraccarico d’uso (lo dice la norma)

Il manto trasferisce q (kN/m²) agli arcarecci q_c kN/m² come carico lineare. [Il manto attua questo cambiamento]

Questo peso è trasferito agli arcarecci di copertura, che sono sostenuti dalle travi di copertura:

Arcareccio: _q

Travi di copertura.

q = q_manto + P_P. Arcarecci.

Questo carico viene trasferito alle estremità, cioè nei nodi della travatura reticolare.

(Consid. cc molto molto piccolo)

Arcareccio.

Capriata.

R = Carico lineare arcarecci + P.P. capriate (esso sarebbe distribuito lungo le aste, ma per semplicità lo si colloca nei nodi, diventando lineari anch'essi) = P.P. x Area capriata.

Dunque:

Reaz. d’appoggio della capriata cambiata di segno.

Dalle travi di copertura, il peso è trasferito alle colonne:

Schema statico:

Le colonne devono sopportare anche i pesi verticali laterali: manto di coperta ... arcarecci ... colonne.

Dunque:

• Azione coperta
• P.P. colonna
• Azione a varie quote cambiate di segno (arcarecci di parete)

Otteniamo una reaz. dalla fondaz. applicabile alla trave di fondaz.

P.S. Parete fronte e poster.

P. Arcar + pannelli O.P. Proprio.

Azioni orizzontali

Orizzontali.

Quando la forza ha direz. arbitraria, la si scompone:

Es.

Le forze orizzontali possono essere trasv. o long.

Sono: Vento (sopra e sottovento).

Azioni trasversali

Trasversali.

Il vento esercita sul manto una pressione.

Il vento colpisce il manto laterale.

Esso trasferisce l'azione agli arcarecci carico.

L'arcareccio manda l'azione alle sue estremità, cosicché alle colonne arrivano carichi puntuali.

Es.

Anche il manto è investito dal vento:

Le Rv, il piano di falda, seguono la strada dei pesi in copertura.

Le Ro, il piano di falda, sono trasf. alle estremità.

Conclusioni:

Dunque le colonne sono impegnate a flessione e a taglio. Come trasferire le azioni al terreno?

Il collegam. fra colonna e capriata può essere di due tipi:

• Incastro
• Cerniera

Ma la 1° soluzione fa nascere un ulteriore M, dunque, di solito, si usa la soluz. con le cerniere.

Le capriate diventano per la fascia di edificio che gli compete, resist. da sole.

Per come sono vincolate (cerniera + incastro), le colonne si deformano e traslano della stessa quantità.

Le colonne dovranno pertanto essere molto resist. flessionalm. (forma ideale I).

Se anche i montanti fossero collegati, ci sarebbe aiuto solo per le colonne vicino al bordo. Per le altre ci sarebbe questa deformaz.

La parete frontale, invece, rigente del “trascinam” dell’azione trasversale // ad essa.

Le colonne si inflettono nel piano della parete frontale proprio come le altre colonne.

Azioni longitudinali

Longitudinali:

Dal manto l’azione passa all’arcareccio, e dagli arcarecci alle travi.

1) Fronte:

Il comportamento dipende da come è vincolata la struttura.

Es. 1.

Es. 2.

Capriata.

Oppure:

Se la mantengo indipendente si deforma così:

Così trasferisco quota parte dei carichi alla copertura.

Prima le azioni andavano al piede soltanto.

Adesso dobbiamo annoverare queste azioni a quelle di trascinami:

2) Laterale:

L’azione del vento si trasferisce lungo l’asse del... l'arcareccio.

Come spostare lateralmente queste azioni?

Prima gli arcarecci erano solo inflessi, ora presso-inf.

Se non metto niente, la capriata è impegnata a flessione e dunque risulterebbe soggetta ad instabilità da presso-flessionale. Questo è un prob. perché, generalm., la capriata ha aste molto piccole.

Posso scegliere 2 soluzioni:

• Irrobustirli molto
• Inserire ulteriori elementi, che trasformano il campo in una grande travatura reticolare e incanalano l'effetto dove vogliamo: controventi di falda

Come funziona?

Gli arcarecci passano così l'azione al controvento e lui le manda alle colonne.

Il controvento può essere messo in qualsiasi 15 campo.

L'arcaresco è dunque soggetto anche a compressione e quindi va irrobustito. Sarebbe meglio sottoporlo solo a trazione!

Come? E se metto 2 controventi?

Non è più necessario irrobustire gli arcarecci perché, anche se gli arcarecci non resist. a compress., gli eff. passano da un controvento all'altro.

L'azione va di qui o di là, impegnando solo gli elementi tesi.

Dunque, le colonne prendono quest'effetto:

Di nuovo mensole.

Azione trascinam. alla copertura + parte frontale.