Tecnica delle costruzioni, Strutture in Acciaio Metodo T.A e Semiprobabilistico agli stati limite

1ª LEZIONE

19 APRILE 2010

MATERIALE, PROVA DI TRAZIONE

ACCIAIO = lega ferro carbonio 00,1% < C < 1,7%

Si dividono in:

• extra dolci (C < 0,15%);
• dolci (C = 0,15 ÷ 0,25);
• semiduri (C = 0,25 ÷ 0,50);
• duri (C = 0,50 ÷ 0,75);
• durissimi (C > 0,75).

Acciai da costruzione: dolci e medi dolci; > C, > resistenza, < duttilità, < saldabilità.

Elementi aggiuntivi > MANGANESE + SILICIO (acciai saldabili con elevata caratteristica meccanica), CROMO (↑ Resistenza meccanica e ↓ corrosione) NICHEL (↑ RESISTENZA ↓ DEFORMABILITÀ)

I principali processi di lavorazione:

• LAMINAZIONE A CALDO
  • prodotti piani pannelli Sc > 1mm
  • prodotti lunghi pannelli T < Sc < 40 lamiera grezza S > 40

scosto metuti dai modelli teorici di analisi, assunti nella progettazione relativi nonuite alla genetria degli elementi strutturali o di sissura nel suo compresso

stato tensionale autoequilibrato dopo ai processi di produzione degli elementi ed associato a deformazioni plastiche non uniformi

• PIEGATURA A FREDDO (Sc < 3mm)
• prodotti lunghi lamiera grezza prodotti piani lamiera ondulata

pregresso numerosi problemi -instabilità locale -resistenza ridotta (microcizia aperta) -tensioni residue e elatore -corrosione

-LAMINAZIONE A FREDDO

• acciaio normalizzato “N”
• processo di raffreddamento a temperatura controllata “R” (acciai duttili e omogenei)
• acciaio termo meccanico “M” simile al normalizzato con C.N.
• acciaio con resistenza migliorata alla corrosione “W”
• acciaio per basse temp. di servizio “L”
• acciaio per prove a temp. elevate “H”
• acciaio con specifici elementi di scorrimento “G” e altri previsti dalle norme tecniche

La norma dice che:

1. Tensione unitaria di snervamento
2. Tensione di rottura
3. Deformazione a carico massimo
4. Resistenza urti o impatti

-UNI EN 10210 : Acciai per prodotti con formati a caldo

-UNI EN 10219: Acciai laminati a caldo e formati a freddo

Prova di trazione (UNI 10002-1)

... posso. ... assiale di entità variabile con velocità di carico prefissata. Registrando l’allungamento di L0 con tratto centrale del provino.

σ₀ = F / A₀

ε = ∆L / L₀ = L_i - L₀

σ_R tensione di snervamento

RHF = f_R = tensione di rottura

REH = e_y = tensione di snervamento

Es = modulo elastico

εu = allungamento a carico massimo

Considerando un telaio che si ripete "n" volte

Questa è una buona condizione perché nella cerniera non devo far passare il momento, inoltre i pilastri dissolvono le forze orizzontali e mantengono sempre quelle verticali.

• Comportamento a telaio nel piano XZ
• Comportamento pendolare + contr. nel piano YZ

Come si realizza l'attacco in fondazione cerniera-incastro?

Applicando un momento lungo 1 avrò l'incastro, mentre spingendo dallo lungo 2 avrò la cerniera. C più i bulloni sono vicini, più si comportano da cerniera.

Se le luci sono molto ampie, L >15 m ⇒ Trave reticolare

Come lavora globalmente una reticolare?

Avrò il corrente sup. compresso, mentre quello inferiore teso, mentre le aste di parete sopportano il taglio.

q_sl = q_s · L = q_s · L___ = q_β* = q_sl · cos α

5. GLI apporti delle condizioni locali di clima e di esposizione, considerato le variazioni relative alle precipitazioni nevose da zona a zona.

IN ZONA 1 - MEDITERRANEA

q_sk = 0,50 ^kN/_m² d ≤ 200 m

q_sk = 1,35[1 + (d/500)²] ^kN/_m² d ≤ 200 m

ιzione del vento, in assenza o in presenza di vent → funzione dei coeef. 2. VENTO

Il vento è il movimento di masse d'aria originato dalle differenze di pressione atmosferica. L'azione del vento si considera generalmente orizzontale, ed agisce secondo uno degli assi principali della struttura. Le azioni statiche del vento sono date dalle pressioni e depressioni agenti normalmente alle superfici esterna e interna degli elementi che compongono la struttura AZIONI STATICHE EQUIVALENTI. Nel caso di costruzioni o elementi di grande dimensione, si deve tener conto delle azioni tangenziali esercitate dal vento:

servarsi in funzione dell'inclinazione

6^a lezione 8 maggio 2010

SLU di resistenza a trazione, compressione, flessione semplice

Trazione: no instabilità locale

1. N_ed ≤ N_pl,rd in termini di tensioni

   → ^f_yd/_γM0

   N_ed ≤ f_yk A = N_pl,rd in termini di sollecitazioni

   N_ed/N_pl,rd ≤ 1

In caso di sforzo assiale tutte le fibre si plasticizzano contemporaneamente, cosa che non accade per la flessione.

In presenza di sezione forata:

2. 2 verifiche su 2 sezioni diverse

   1. N_ed ≤ N_pl,rd

      Area_r f_yk = N_pl,rd

   2. N_ed ≤ N_u,rd = Area_t f_u 0,9 / γ_M2,1,25

      Area_t = A - (_n • _t • _φ

Perché 0,9? Immaginiamo di avere una L, e come al solito dobbiamo fare la verifica in corrispondenza dell’area vuota che deve essere rotta. Se applico uno sforzo assiale sollecitante, chi è che fornisce il vincolo? I bulloni. Altro N_ed/n ogni bullone

Le reazioni si sviluppano nel collegamento bullonato e non è richiesto meno sezione. La reazione per trazione nel dado, che è molto più sollecitato delle flange. Ciò è caratteristico.

A

Vado ora a sostituire E e I in σmax

σmax = E: ≥ ≤ fyk

_________________

b.t. + b.t + t + t

+ t

A questo punto abbiamo tutto quello che ci serve:

σmax = max

_________________

TENSIONI

2) ≤ fyk

VERIFICA PLASTICA

1. Mantenimento sezione

2. Comportamento

Qui non abiamo

_________________

=> A = A

8^a LEZIONE: 17 MAGGIO 2010

TAGLIO, FLESSIONE + TAGLIO

VERIFICA ELASTICA (in termini di tensione)

Ricordiamo che le azioni di taglio producono tensioni tangenziali determinati con Jourawsky. Chissamo per equilibrio le tensioni normali che variano lungo l’asse della trave e che si generano per effetto del momento.

L'immagine qua sopra effettuare la verifica nel punto 3:

• V_Edmax
• τ_Ed = 0

^Ocτ_x = V_Ed · S_n^* / J_n · b

SEZIONI IPE

Si riscontra sia delle tensioni tangenziali σ_xy e σ_xz

1. τ_xy,p si riscontra il taglio sulle ali
2. τ_e,p τ_max = τ
3. V_Ed / h_w t_w

SEZIONI A C

A differenza delle sezioni IPE si creano delle R dovute a τ_zx

R è coppie di frecce che danno un momento torcente rispetto al baricentro, per cui il centro di taglio è il punto tale che se il taglio passa per il CT.

La risultante delle tensioni τ_zx=0 non coincide con il baricentro della sezione.

• Se v_Ed passa per G => τ_zy e τ_zx
• Se v_Ed passa per CT + G => τ_zy