Teoria e progetto di strutture

Carichi permanenti e accidentali

- Permanenti di peso proprio G = 1.5 kN/m - Permanenti portati G = 2 kN/m² - Accidentali Q = 3 kN/m

Comportamento elasto-plastico delle sezioni di acciaio inflesse

Abbassamento elastico

L'abbassamento elastico "δ_e" dell'estremità libera, soggetta a forza concentrata verticale "F", di una mensola incastrata con rigidezza flessionale nota può essere valutato: δ_e β (rotazione plastica) x L (lunghezza cerniera plastica) pδ_e = F/K flessionale δ_e θ = (curvatura media) x L (lunghezza cerniera plastica) media pδ_e = F x K flessionale β associato δ_p

Rotazione plastica e abbassamento plastico

Con riferimento alla figura seguente indicare le relazioni corrette per la valutazione della rotazione plastica e l'abbassamento plastico:

• Rotazione β (ℵu/ℵy plastica: =) x L pδ_p
• Abbassamento plastico: =K/k fless. β ((ℵu+ℵy)/2
• Rotazione plastica: =) x L pδ_p = β
• Abbassamento plastico: x L pβ ((ℵuotazione plastica: = -ℵy)/2) x LR p
• Abbassamento plastico: δ_p = β x Lβ ((ℵu)/2 Rotazione plastica: =) x L pδ_p = β
• Abbassamento plastico: x L

Sezione di acciaio doppiamente simmetrica

Con riferimento ad una sezione di acciaio doppiamente simmetrica, con legame costitutivo del materiale del tipo incrudente, il momento ultimo associato alla curvatura ultima risulta:

• Maggiore del momento di plasticizzazione.
• Può risultare maggiore o minore dipendentemente dalla velocità di applicazione del carico.
• Uguale al momento di plasticizzazione.
• Minore del momento di plasticizzazione.

La duttilità locale di una sezione in acciaio doppiamente simmetrica può essere espressa con la seguente relazione:

• βµ = x L_p prodotto da rotazione plastica e lunghezza della cerniera plastica.
• µ = y_u/y_e rapporto della posizione dell'asse neutro in condizioni ultime e elastiche.
• ε_u/ε_yµ = rapporto delle deformazioni unitarie al limite ultimo e elastico.
• Nessuna delle precedenti.

Resistenza a taglio delle sezioni in acciaio

Valutazione della resistenza a taglio

Con riferimento al seguente schema semplificato della sezione di un profilo metallico ad “I” caricato nel piano dell’anima con una forza di taglio V, trascurando il contributo delle ali, indicare fra quelli proposti il valore corretto della resistenza a taglio V allo stato limite ultimo. Vengono forniti i dati c, R_dd dell’acciaio geometrico della sezione e la resistenza di calcolo a trazione f_yd.

• V = 73.81 kN c,R_d
• V = 127.68 kN c,R_d
• V = 63.45 kN c,R_d
• V = 109.76 kN c,R_d

Combinazione di taglio e torsione

Nel caso in cui una sezione di acciaio sia soggetta contemporaneamente a taglio e torsione, con riferimento allo Stato Limite Ultimo:

• La resistenza a taglio deve essere ridotta per tenere in conto la componente tangenziale prodotta dalla torsione tramite opportune relazioni indipendenti dalla forma della sezione.
• La resistenza a taglio rimane invariata.
• La resistenza a taglio deve essere ridotta per tenere in conto la componente tangenziale prodotta dalla torsione tramite opportune relazioni dipendenti dalla forma della sezione.
• La resistenza a taglio aumenta per effetto della torsione.

Resistenza a taglio allo stato limite ultimo

Con riferimento alla sezione di acciaio illustrata in figura, indicare la relazione corretta per la valutazione della resistenza a taglio allo stato limite ultimo:

• /√3)V = ((h-2t) x t) x (fr_d f_{w yd} /√3)
• V = ((h-2t) x b) x (fr_d f_yd /√3)
• V = (h x t) x (fr_d w_yd)
• V = ((h-2t) x t) x (f_rd f_{w yd})

Distribuzione delle tensioni tangenziali

Indicare la relazione di calcolo corretta che conduce alla distribuzione delle tensioni tangenziali rappresentate in figura:

• t = (V x t) / (I x S)_y
• t = (V x I ) / (S x t)_x
• t = (V x S) / (I x t)_x
• t = (V x S) / (I x t)_y

Verifica allo stato limite ultimo di taglio

Descrivere il procedimento e verificare allo stato limite ultimo di taglio la trave in acciaio S235 riportata in figura, con tensione di snervamento f_yk = 235 MPa, caratterizzata da una sezione HEA120 di classe 1 e soggetta ad un taglio sollecitante V = 10 kN.

Modalità di verifica a flessione e taglio

Descrivere le modalità di verifica a flessione e taglio di sezioni in acciaio.

Calcolo delle tensioni tangenziali

Formula di BREDT

Nella formula di BREDT (mostrata in figura) per il calcolo delle tensioni tangenziali dovute alla torsione in una sezione cava a parete sottile i termini A e t rappresentano rispettivamente:

• A = area totale della sezione st = braccio interno delle forze
• A = area racchiusa dalla linea media tracciato sullo spessore st = braccio interno delle forze
• A = Area interna della sezione al netto dello spessore delle pareti. st = spessore della parete sottile
• A = area racchiusa dalla linea media tracciato sullo spessore delle pareti. st = spessore della parete sottile

Torsione in sezioni non rettangolari

Nel caso di sezioni di acciaio di forma non rettangolare soggette a torsione, indicare se e in che modo è possibile applicare al formula di BREDT:

• La formula di BREDT è applicabile considerando il rettangolo equivalente che inviluppa tutta la sezione.
• La formula di BREDT è applicabile solo a sezioni rettangolari allungate.
• Per sezioni non cave non è possibile applicare BREDT.
• La formula di BREDT è applicabile solo se la sezione è scomponibile in rettangoli elementari allungati.

Sezioni rettangolari soggette a torsione

Con riferimento ad una sezione di acciaio rettangolare piena allungata soggetta a torsione, indicare a cosa corrisponde la relazione di calcolo proposta e se è corretto il suo utilizzo per il caso specifico:

• La relazione proposta è quella della teoria semplificata alla BREDT ma non è applicabile al caso specifico.
• La relazione proposta è quella del De Sant Venant valida per le sezioni soggette a torsione e non è valida per il caso specifico.
• La relazione proposta è valida solo per le sezioni cave a parete sottili.
• La relazione proposta è quella della teoria semplificata alla BREDT ed è applicabile al caso specifico, sotto determinate condizioni.

Verifica a torsione di una sezione in acciaio

Descrivere la modalità di verifica a torsione di una sezione in acciaio.

Presso-flessione delle sezioni di acciaio

Verifica a presso-flessione per sezioni di classe 4

Per le sezioni di acciaio di classe 4 la verifica a presso-flessione deve essere condotta:

• In termini tensionali tenendo in conto le parti di sezione efficaci al netto delle forature
• In termini di momento resistente allo SLU.
• In termini di momento resistente tenendo in conto le parti di sezione efficaci al netto delle forature
• Nessuna delle precedenti

Verifica a presso-flessione deviata

In generale la verifica a presso-flessione deviata di una sezione in acciaio, con assi di simmetria x e y, allo stato limite ultimo si esegue secondo la seguente relazione:

• (M_rdx / M_sdx) < 1 e (M_rdy / M_sdy) < 1
• (M_rdx / M_sdx) < 1
• (M_rdx / M_sdx) / (M_rdy / M_sdy) < 1
• (M_sdx / M_rdx) + (M_sdy / M_rdy) < 1

Asse neutro in sezione rettangolare

In una sezione di acciaio a sezione rettangolare doppiamente simmetrica soggetta a presso-flessione con momento agente secondo il piano verticale, l'asse neutro risulta:

• Posizionato in modo tale da determinare una porzione di sezione compressa, tale per cui la risultante delle compressioni risulterà in equilibrio con la forza di trazione interna.
• Posizionato in modo tale da determinare una porzione di sezione compressa, tale per cui la risultante delle compressioni risulterà in equilibrio con la forza di trazione interna e la forza assiale esterna.
• Posizionato sul lembo estremo della sezione dove le compressioni sono maggiori.
• Sempre posizionato sull'asse di simmetria orizzontale della sezione in quanto l'acciaio è reagente sia a trazione che a compressione.

Metodo semplificato per capriate simmetriche

Il metodo semplificato per la risoluzione di capriate simmetriche, con carichi concentrati ai nodi e con vincoli interni ipotizzabili come cerniere è:

• Il metodo di De Sant Venant.
• Il metodo di Ritter.
• Il metodo angolare.
• Nessuno dei precedenti.

Tipologia della capriata

Indicare la tipologia della capriata mostrata in figura:

• A cesoia.
• Fink.
• Inglese.
• Nessuna delle precedenti.

Trave reticolare e sollecitazione della diagonale

Con riferimento alla trave reticolare mostrata in figura, indicare come risulta sollecitata la diagonale:

• La diagonale è scarica.
• La sollecitazione della diagonale dipende dalla luce della trave reticolare.
• La diagonale risulta tesa.
• La diagonale risulta compressa.

Travature reticolari in acciaio

Descrivere le travature reticolari in acciaio e le relative relazioni di calcolo.

Portale controventato e sollecitazione della diagonale

Con riferimento al portale controventato mostrato in figura, indicare come risulta sollecitata la diagonale:

• Lo stato di sollecitazione della diagonale dipende dalla sua rigidezza assiale.
• La diagonale è scarica perché va in "bando".
• La diagonale risulta tesa.
• La diagonale risulta compressa.

Disposizione dei controventi nelle strutture in acciaio

I controventi nelle strutture di acciaio si dispongono generalmente:

• Solo in copertura.
• Nelle pareti verticali e sugli orizzontamenti secondo una distribuzione opportuna.
• Nelle pareti verticali.
• In copertura e nelle pareti verticali su tutte le maglie presenti.

Effetti dei controventi

In una struttura in acciaio, l'inserimento dei controventi di falda e di parete produce:

• Un aumento della rigidezza di piano e laterale dell'intero sistema.
• Un aumento della resistenza degli elementi strutturali.
• Un aumento generale della resistenza ma un indebolimento degli elementi dove sono collegati i controventi.
• Nessuna delle precedenti.

Sistemi di controventamento

Descrivere i sistemi di controventamento delle strutture in acciaio. In particolare illustrare gli effetti indotti dagli stessi sull'intera struttura.

Fatica nelle strutture in acciaio

Rottura per fatica

La rottura per fatica di un elemento di acciaio avviene quando:

• L'elemento è soggetto a carichi ciclici anche di modesta entità.
• L'elemento è soggetto ad un carico concentrato fisso per un lungo periodo.
• L'elemento è soggetto a carichi ciclici intesi e per un breve periodo.
• L'elemento è soggetto a carichi impulsivi per un breve periodo.

Verifica a fatica

La verifica a fatica deve essere svolta:

• In ogni caso e per qualsiasi tipo di edificio.
• Negli edifici con particolare rischio di incendio.
• Negli edifici con destinazione d'uso a civile abitazione.
• Negli edifici dove siano presenti macchinari vibranti, sistemi di trasporto e sistemi di sollevamento.

Procedura per la verifica a fatica

Indicare la denominazione corretta di una procedura per la verifica a fatica:

• Il metodo del serbatoio.
• Il metodo delle forze inverse.
• Il metodo dei carichi pendenti.
• Nessuno dei precedenti.

Problema della fatica

Descrivere il problema della fatica per le strutture in acciaio. Indicare anche l'approccio di verifica.

Validità della formula di Eulero

Quali delle seguente ipotesi sono necessarie ai fini della validità della formula di Eulero:

• Sezione costante, carico centrato e materiale infinitamente elastico.
• Asta rettilinea, sezione costante, carico centrato e asta vincolata ad entrambi gli estremi.
• Asta rettilinea, sezione costante, carico centrato e materiale infinitamente elastico.