Progetto del capannone in acciaio - 6 - colonne

SCHEMA PARETE LATERALE

5 71 2 3 4 6 88,7 A Ai1 i2 1,745,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5

Le colonne hanno il compito di trasferire tutti i carichi alle fondazioni. Per il loro dimensionamento verranno studiate le colonne centrali, in quanto la loro area d'influenza è il doppio di quella delle colonne terminali.

6.1) Individuazione degli schemi statici :

Schema statico del telaio principale :

V Vq qvs vdx z V V

Per la singola colonna si individuano due schemi statici q v per l'individuazione dei vincoli successivi :

1) Nel piano x-z : la colonna risulta avere un comportamento a mensola ed i carichi che agiscono sono quelli verticali trasmessi dalla capriata ed il vento L Lorizzontale.

2) Nel piano x-y : la colonna risente della rigidezza del controvento di parete. Allo schema a mensola viene pertanto aggiunto un vincolo orizzontale ottenendo x yz quindi uno schema incastro-carrello, con carichi solo verticali.

Tecnica delle Costruzioni | Capannone in acciaio - Relazione di calcolo

1. Peso proprio delle colonne : 1,15 kN/m (HEB 300: p=117*9,81)
2. Peso proprio della semicapriata : 11,10 KN
3. Peso proprio degli arcarecci di falda : 0,50 KN/m²
4. Peso proprio del manto di copertura : 0,11
5. Peso proprio degli arcarecci di parete : 0,25 kN/m²
6. Peso proprio della baraccatura : 0,15
7. Carico neve : 0,94
8. Sovraccarico d'uso : 0,50
9. Pressione del vento : 0,62

1. P = P_h → P = 9,99 kNp.col. p colonne pcol.
2. P → P = 11,10 kNp.semicap. p.semicap.
3. P = (n° /2) P_i → P = 11,00 kNp.arc.falda arc p arcarecci di falda parc.falda
4. P = P_A → P = 6,50 kNp.cop. p

manto di copertura it pcop.5) P = n° P i → P = 6,88 kNp.arc.parete arc p arcarecci di parete parc.parete

6) P = P A → P = 7,18 kNp.barac. p baraccatura i2 pbarac.

7) P = P A → P = 55,43 kNneve neve it neve

8) P = P A → P = 29,56 kNd'uso sovrac.d'uso it d'uso

9) q = p i → q = 3,39 kN/m (Sopravento)Vs Vmax interasse vs

9) q = p i → q = -1,76 kN/m (Sottovento)Vd Vmax interasse vd

74 Capannone in acciaio - Relazione di calcolo | Tecnica delle Costruzioni

Colonne

Pertanto si procede nella determinazione del carico più gravoso attraverso lo studio delle combinazionidei carichi :si considera come G : Peso proprio degli elementi strutturali1G : Peso proprio degli elementi non strutturali2Q : Valore dell' azione variabile dominanteK1Q : Valore caratteristico dell'azione variabile che può agireK2 contemporaneamente a quella domoinante.

1) Combinazione fondamentale SLU ( STR ) :g g g g y g yG + G + Q + Q QG1 1 G2 2 Q1 K1 Q2 02 k2 +

Q3 03 k3Dalle Tab. 2.5.I e 2.6.I vengono presi i seguenti coefficienti parziali per la prima combinazione :

• g = 1,3G1 peso proprio arcarecci
• g = 1,5G2 peso proprio manto di copertura
• g = 1,5Qi azioni variabili
• y = 0,0j copertura
• y = 0,60j vento
• y = 0,50j neve

Se l'azione della neve è il carico principale si ha la massimizzazione di N :

• g G = 50,643 kN
• G1 1g G = 20,522 kN
• G2 2g Q = 83,146 kN
• Q1 K1g y Q = 0,000 kN
• Q2 02 K2 V = 154,310 kN
• x,Ed(slu)q = g y Q = 3,049 kN/m (sopravento)
• vs,Ed(slu)Q3 03 K3 q = g y Q = 1,586 kN/m (sottovento)
• vd,Ed(slu)Q3 03 K3

Se l'azione del sovraccarico d'uso è il carico principale si ha la massimizzazione di N :

• g G = 50,643 kN
• G1 1g G = 20,522 kN
• G2 2g Q = 44,344 kN
• Q1 K1g y Q = 41,573 kN
• Q2 02 K2 V = 157,081 kN
• x,Ed(slu)q = g y Q = 3,049 kN/m (sopravento)
• vs,Ed(slu)Q3 03 K3 q = g y Q = 1,586 kN/m (sottovento)
• vd,Ed(slu)Q3 03 K3

Se l'azione del vento è il carico principale si ha la massimizzazione di M :

• g G = 50,643 kN
• G1 1g G = 20,522 kN
• G2 2g y

Q = 0,000 kN
Q3 = 03 K3g y
Q = 41,573 kN
Q4 = 04 K4
V = 112,737 kNx,Ed(slu)q =g
Q = 5,081 kN/m (sopravento)
vs,Ed(slu)Q1 = K1
Tecnica delle Costruzioni | Capannone in acciaio - Relazione di calcolo 75Colonne
q =g Q = 2,644 kN/m (sottovento)
vd,Ed(slu)Q1 = K12)
Combinazione caratteristica SLE irreversibile (rara) :
y yG + G + Q + Q Q1 2 k1 02 k2+ 03 k3y = 00j coperturay = 0,60j ventoy = 0,50j neve
Se l'azione della neve è il carico principale si ha la massimizzazione di N :
G = 38,956 kN
1G = 13,681 kN
2Q = 55,431 kN
K1y Q = 0,000 kN
02 K2 V = 108,068 kNx,Ed(sle)q =
y Q = 2,032 kN/m (sopravento)
vs,Ed(sle)03 K3 q =
y Q = 1,058 kN/m (sottovento)
vd,Ed(sle)03 K3
Se l'azione del sovraccarico d'uso è il carico principale si ha la massimizzazione di N :
G = 38,956 kN
1G = 13,681 kN
2Q = 29,563 kN
K1y Q = 27,715 kN
02 K2 V = 109,915 kNx,Ed(sle)q =
y Q = 1,694 kN/m (sopravento)
vs,Ed(sle)03 K3 q =
y Q = 1,058 kN/m (sottovento)
vd,Ed(sle)03 K3
Se l'azione del vento è il carico principale

si ha la massimizzazione di M:G = 38,956 kN1G = 13,681 kN2y Q = 0,000 kN03 K3y Q = 27,715 kN04 K4 V = 80,352 kNx,Ed(sle)Q = q = 3,387 kN/m (sopravento)K1 vs,Ed(sle)Q = q = 1,763 kN/m (sottovento)K1 vd,Ed(sle) Si avrà quindi la massimizzazione dello sforzo normale con la combinazione agli SLU con carico variabile principale il sovraccarico d'uso: V = 157,081 kNx,Ed(slu) Si avrà quindi la massimizzazione del momento con la combinazione agli SLU con carico variabile principale il vento: q = 5,081 kN/m (sopravento) vs,Ed(slu)q = 2,644 kN/m (sottovento) vd,Ed(slu) 76 Capannone in acciaio - Relazione di calcolo | Tecnica delle Costruzioni Colonne 6.3) Determinazione delle sollecitazioni : Si procede con il determinare la sezione più sollecitata studiando lo schema statico del portale : V Vx,Ed x,Ed q q vs vdx z H Ha b V Va b M Ma b V = V = Va b x,Ed H = 3/16q L + 13/16 q La vd vs 2 2 M = 5/16q L + 3/16q La vs vd H = 3/16q L + 13/16 q Lb vs vd 2 2 M = 5/16q L - 3/16q Lb vd vs Nel caso di

massimizzazione dello sforzo normale si avrà: V = V = 157,081 kN
a bH = 24,137 kN
aM = 80,786 kN
maH = 16,186 kN
bM = 94,621 kN
mb

Nel caso di massimizzazione del momento flettente si avrà: V = V = 112,737 kN
a bH = 40,229 kN
aM = 134,643 kN
maH = 26,977 kN
bM = 82,659 kN
mb

Grafico sforzo normale (N): 3/16 q L - 3/16 q Lvd vs VV x,Edx,Ed

Tecnica delle Costruzioni | Capannone in acciaio - Relazione di calcolo 77Colonne

Grafico del taglio (T): 3 3 3 3q L - q L - q L + q Lvd vs vd vs
16 16 16 16
13 33 13 q L + q Lq L + q L vd vsvd vs 16 16
16 16

Grafico del momento (M): 5 33 5 q L² - q L²;q L² + q L² vd vsvd vs 16 16
16 16

La sezione più sollecitata risulta essere la sezione all'incastro A, le cui reazioni massimizzate sono: V = N = 157,081 kN
a EdH = T = 40,229 kN
a EdM = M = 134,643 kN
ma Ed

6.4) Predimensionamento dei profili :
Per il predimensionamento della colonna si considera solo sollecitata a sforzo normale : V /A =fx,Ed yd
V = 157,081 kN
x,Ed 2kN/m
f 2,24E+05
yd

= 2 2m = cm

A = 7,02E-04 7,019

L'area trovata sarebbe soddisfatta da un profilo troppo piccolo pertanto verrà scelto a priori un profilo con area maggiore.

.78 Capannone in acciaio - Relazione di calcolo | Tecnica delle Costruzioni