Relazione telaio

Corso di tecnica delle costruzioni

Università degli Studi di Cassino

Prof.ssa Maura Imbimbo
Facoltà di Ingegneria
Ing. Ernesto Grande

Progetto agli SLU di un telaio piano in cemento armato

Si vuole progettare una struttura intelaiata in cemento armato a due campate e due piani. La destinazione d'uso è quella di civile abitazione. La progettazione riguarda un telaio piano, sebbene le strutture intelaiate reali siano tridimensionali. Questo è possibile, se consideriamo i telai tridimensionali come costituiti da più telai piani.

Le strutture intelaiate sono essenzialmente costituite da travi e pilastri:

• La trave in cemento armato sfrutta le caratteristiche meccaniche del materiale in modo ottimale resistendo alle azioni di compressione con il conglomerato cementizio (e in minima parte con l'armatura compressa) e alle azioni di trazione con l'acciaio teso.
• Il pilastro è soggetto fondamentalmente a sollecitazioni di sforzo normale e di momento flettente o più in generale pressoflessione semplice o deviata. Un pilastro in calcestruzzo armato è realizzato a partire dalle fondazioni, con barre d'acciaio longitudinali disposte circa 3 centimetri sotto la superficie esterna che ne garantiscano la continuità strutturale. Le staffe sono invece armature metalliche trasversali che circondano le barre facendo così aumentare il confinamento e la resistenza a taglio del pilastro.

La sezione resistente degli elementi, invece, è una sezione rettangolare per le travi ed una sezione quadrata per i pilastri.

1. Riferimenti normativi

Le norme vigenti sulla progettazione di strutture in cemento armato prese in considerazione per il presente elaborato progettuale sono raccolte nel:

• Norme tecniche per le costruzioni 2008
• Capitolo 2 per la valutazione della sicurezza e delle prestazioni attese,
• Capitolo 3 per la valutazione delle azioni sulle costruzioni,
• Capitolo 4 (in particolare il paragrafo 4.3) per le costruzioni composte acciaio-calcestruzzo,
• Capitolo 11 per i materiali e i prodotti ad uso strutturale.

Si è fatto inoltre riferimento all'EUROCODICE 2 ENV 1992-1-1 in particolare nei paragrafi 4.3.2 per il calcolo del TAGLIO nelle sezioni non armate a taglio, e 5.2 per la posa in opera e l'ancoraggio delle armature longitudinali.

2. Caratteristiche dei materiali

2.1 Calcestruzzo

Il modello costitutivo cui si fa riferimento per il calcestruzzo è il modello parabola rettangolo con ε=2‰ e ε=3,5‰. In riferimento al modello si ha quindi:

f = 0,83×R_ck f = α × f_ck / γ_c con α = 0.85 e γ_c = 1.5

Il calcestruzzo previsto nel progetto appartiene alla classe C25/30 con resistenza caratteristica R_ck = 30 MPa con deformazione ultima pari a ε_cu = 3,5‰, resistenza cilindrica di progetto f_cd = 14.17 MPa.

2.2 Acciaio

Il modello costitutivo cui si fa riferimento per l'acciaio è il modello elastico-perfettamente plastico con ε_sy = f_yd / E_s. In riferimento al modello si ha quindi:

f_yd = f_yk / γ_s con γ_s = 1.15.

L'acciaio utilizzato nei calcoli è di tipo B450C caratterizzato da una tensione caratteristica di snervamento f_yk = 450 MPa, una tensione di snervamento di progetto f_yd = 391,3 MPa, modulo elastico E_s = 210 MPa, deformazione a rottura ε_ud = 10‰.

Si riportano i diagrammi costitutivi relativi ai materiali.

3. Analisi dei carichi

Per la determinazione dei carichi agenti sul telaio si è scelto di suddividerli in:

• C.V. (carichi verticali omogeneamente distribuiti)
• F.O.P. (forze orizzontali positive sx → dx)
• F.O.N. (forze orizzontali negative dx → sx)

Per quanto riguarda i carichi verticali si è preso come carico distribuito la reazione di taglio massima dell'appoggio B del progetto del solaio pari a 47.5 kN/m. Per i carichi orizzontali si sono ipotizzate due forze concentrate, agenti sul primo e sul secondo impalcato, rispettivamente pari a 35 kN per la prima e 50 kN per la seconda, a rappresentare le azioni da vento e da sisma. Per questo motivo si è scelto di farle agire in entrambe le direzioni.

Quindi: q_F2 q_F1

Servendoci del programma ftool, è stato possibile ottenere gli inviluppi dei diagrammi di taglio, momento e sforzo normale derivanti dalle varie combinazioni di carico. I suddetti carichi sono stati combinati nel modo seguente:

• C.V.
• C.V. + F.O.(P.)
• C.V. + F.O.(N.)
• Inviluppo COMB1, COMB2, COMB3

Il programma ci fornisce, così, l'inviluppo di taglio e momento.

4. Predimensionamento travi

Per il predimensionamento delle travi si trascura lo sforzo normale. Considerando gli schemi limiti di trave appoggiata-appoggiata e incastrata-incastrata, si ha che il... (testo incompleto)