PROGETTO CAPANNONE IN ACCIAIO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI
SCARICARE UN ESEMPIO COMPLETO DI PROGETTAZIONE IN ACCIAIO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI
PREMESSA PRIMA DI COMINCIARE LA PROGETTAZIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI
FASE 1 DELLA PROGETTAZIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO: dimensionamento elementi strutturali
1) INTRODUZIONE;
2) PREMESSA:
SI DEFINISCONO LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO: NORMATIVA DI RIFERIMENTO, DATI DI PROGETTO, DATI DA DETERMINARE NEL CORSO DELLA PROGETTAZIONE, ACCIAIO UTILIZZATO. PER ULTIMO VIENE SPIEGATO IL "GIUNTO TERMICO";
3) CARICHI ESTERNI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
CALCOLO DEL CARICO DEL VENTO E DELLA NEVE IN FUNZIONE DELLA LOCALITA' IN CUI E' SITUATO IL CAPANNONE IN ACCIAIO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI;
4) PRE-DIMENSIONAMENTO DELLA CAPRIATA:
QUESTA PARTE DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI E' NECESSARIA SOLO PER ALCUNI STUDENTI (NON TUTTI I REVISORI, INFATTI, LA RICHIEDONO).
IN ALCUNI CASI IL REVISORE ASSEGNA DURANTE IL RICEVIMENTO IL TIPO DI CAPRIATA, MA NON LE SUE CARATTERISTICHE SPECIFICHE (ALTEZZA, LARGHEZZA MAGLIE E SEZIONE DEI PROFILATI), COME FANNO INVECE GLI ALTRI REVISORI.
ESSE DEVONO DUNQUE ESSERE DETERMINATE IN QUESTA FASE DI PRE-DIMENSIONAMENTO, SULLA BASE DI UNA RAPIDA STIMA DEI CARICHI CHE GRAVANO SULLA STRUTTURA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO, ASSIMILANDO LA TRAVATURA RETICOLARE DELLA CAPRIATA AD UNA TRAVE PIENA SEMPLICEMENTE APPOGGIATA SU CUI GRAVANO I CARICHI DISTRIBUITI.
FATTE VARIE IPOTESI, SOPRATTUTTO RIGUARDO A COME VARIA LA SEZIONE MINIMA DEI PROFILATI MAGGIORMENTE CARICATI IN FUNZIONE DELL'ALTEZZA DELLA CAPRIATA, IL REVISORE CONSIGLIA IL TIPO DI PROFILATO DA UTILIZZARE. E IN FUNZIONE DI QUESTO SI DETERMINA L'ALTEZZA MASSIMA DELLA CAPRIATA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO. SOLITAMENTE PER LA CAPRIATA SI SCELGONO ASTE DOPPIE A FORMA DI "L" O "C" E PIU' RARAMENTE PROFILATI ROTONDI E TUBOLARI.
QUESTI ULTIMI OFFRONO MOLTI VANTAGGI IN FASE DI DIMENSIONAMENTO, PERCHE' UN'ASTA SEMPLICE E' CERTAMENTE PIU' FACILE DA DIMENSIONARE DI UN'ASTA DOPPIA. DI CONTRO SONO PIU' DIFFICILI AL MOMENTO DI PROGETTARE L'UNIONE DEI CORRENTI SUPERIORI CON GLI ARCARECCI DI FALDA. INFATTI ESSI NON POSSONO PIU' APPOGGIARSI DIRETTAMENTE ALLA CAPRIATA, MA HANNO BISOGNO DI UNA UNIONE PIU' COMPLESSA.
LA LARGHEZZA DELLE MAGLIE, INVECE, VIENE SCELTA, UNA VOLTA DETERMINATA L'ALTEZZA DELLA CAPRIATA, IN BASE ALLE REGOLE DI BUONA PROGETTAZIONE E DEL TIPO DI LAMIERA DI COPERTURA, SECONDO QUANTO RIPORTATO NEI MANUALI COMMERCIALI CHE SI TROVANO SU INTERNET.
5) ARCARECCI DI COPERTURA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DETERMINAZIONE CARICHI SUGLI ARCARECCI E SCELTA SCHEMA STATICO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
VERIFICA DI RESISTENZA, VERIFICA DI DEFORMABILITA', VERIFICA DI STABILITA'
SCELTA DEL PROFILATO.
6) CAPRIATA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELLA CAPRIATA E DELLE AZIONI SU DI ESSA.
7) ARCARECCI DI PARETE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DETERMINAZIONE CARICHI SUGLI ARCARECCI E SCELTA SCHEMA STATICO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
VERIFICA DI RESISTENZA, VERIFICA DI DEFORMABILITA', VERIFICA DI STABILITA'
SCELTA DEL PROFILATO.
8) COLONNE LATERALI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DETERMINAZIONE CARICHI SULLE COLONNE E SCELTA SCHEMA STATICO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI CON IL METODO DELL'EQUILIBRIO
VERIFICA DI RESISTENZA, VERIFICA DI STABILITA'
SCELTA DEL PROFILATO.
9) MONTANTI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
DETERMINAZIONE CARICHI SULLE COLONNE E SCELTA SCHEMA STATICO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
VERIFICA DI RESISTENZA, VERIFICA DI STABILITA'
SCELTA DEL PROFILATO.
10) CONTROVENTO DI FALDA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DISPOSIZIONE E FUNZIONAMENTO
DETERMINAZIONE CARICHI SUL CONTROVENTO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
VERIFICA DI RESISTENZA PER I VARI ELEMENTI, VERIFICA DI STABILITA' PER I VARI ELEMENTI
SCELTA DEL PROFILATO PER I VARI ELEMENTI.
P.S. CONSIDERAZIONI SULL'ARCARECCIO GENERICO E SULL'INSTABILIZZAZIONE DELL'ARCARECCIO DI BORDO.
11) CONTROVENTO DI PARETE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
DETERMINAZIONE CARICHI SUL CONTROVENTO
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
VERIFICA DI RESISTENZA PER I VARI ELEMENTI, VERIFICA DI STABILITA' PER I VARI ELEMENTI
SCELTA DEL PROFILATO PER I VARI ELEMENTI.
12) DATI DI PROGETTO DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
CARATTERISTICHE FINALI DEL CAPANNONE E DI TUTTI I SUOI ELEMENTI STRUTTURALI
FASE 2 DELLA PROGETTAZIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO: progettazione delle unioni tra i vari elementi strutturali
1) PREMESSA;
2) CAPRIATA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI PROGETTANO LE UNIONI NECESSARIE PER UNIRE TRA LORO GLI ELEMENTI DELLA CAPRIATA: CORRENTI SUPERIORI, CORRENTI INFERIORI, MONTANTI E DIAGONALI.
SOLITAMENTE (ED E' PREFERIBILE PER RAGIONI LOGISTICHE) LE UNIONI TRA GLI ELEMENTI DELLA CAPRIATA SONO DI TIPO "MISTO", CIOE' SIA BULLONATE CHE SALDATE. NELLA MIA ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI, INVECE, LE UNIONI TRA I VARI ELEMENTI SONO TUTTE SALDATE.
LA SCELTA E' STATA OBBLIGATA DAL FATTO CHE NELLA CAPRIATA OGGETTO DI PROGETTAZIONE TUTTI GLI ELEMENTI ERANO REALIZZATI CON PROFILATI TONDI TUBOLARI, E PER QUESTO TIPO DI PROFILATO REALIZZARE UN'UNIONE BULLONATA E' PIUTTOSTO COMPLICATO.
TUTTE LE SALDATURE VENGONO REALIZZATE (A CAUSA DELLA LORO DIFFICOLTA' DI ESECUZIONE) IN OFFICINA. TUTTI GLI ELEMENTI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO UNITI TRAMITE SALDATURA VENGONO POI PORTATI IN CANTIERE.
POICHE' NON E' POSSIBILE TRASPORTARE DALL'OFFICINA AL CANTIERE UNA CAPRIATA TUTTA SALDATA, I CUI CORRENTI SUPERIORI ED INFERIORI RISULTANO ESSERE LUNGHI DECINE DI METRI, SI E' DECISO SUCCESSIVAMENTE DI "SPEZZARE" LA CAPRIATA IN TRE PARTI UNITE TRA LORO TRAMITE PARTICOLARI UNIONI FLANGIATE LE CUI CARATTERISTICHE SONO DESCRITTE NELLA RELAZIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO.
3) COLONNA-CAPRIATA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI PROGETTANO LE UNIONI TRA IL CORRENTE SUPERIORE E L'ELEMENTO DIAGONALE LATERALE DELLA CAPRIATA CON LA COLONNA, E L'UNIONE TRA IL CORRENTE INFERIORE DELLA CAPRIATA E LA COLONNA.
LA PRIMA UNIONE (LA PIU' COMPLESSA DI TUTTA LA PROGETTAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI) VIENE REALIZZATA TRAMITE UNA PARTICOLARE UNIONE FLANGIATA, CREATA TRAMITE DUE PIASTRE ORTOGONALI SALDATE TRA LORO, LE CUI CARATTERISTICHE SONO DESCRITTE NELLA RELAZIONE TECNICA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO.
ESSENDO QUESTA UNIONE PARTICOLARMENTE COMPLESSA, SI CONSIGLIA DI LEGGERE QUESTA PARTE DELLA RELAZIONE DOPO AVER DATO UN'OCCHIATA ALLA TAVOLA 3-NODO A, IN CUI QUESTA UNIONE E' STATA DISEGNATA.
L'UNIONE TRA IL CORRENTE INFERIORE E LA COLONNA, INVECE, E' STATA REALIZZATA CON UNA PARTICOLARE UNIONE ASOLATA, LE CUI CARATTERISTICHE NON SONO PERO' CONTEMPLATE NELLA RELAZIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO, MA CHE E' COMUNQUE DISEGNATA NELLA TAVOLA 3-NODO B.
4) ARCARECCI DI COPERTURA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI PROGETTA L'UNIONE TRA GLI ARCARECCI GENERICI (CIOE' QUELLI CHE NON FANNO PARTE DEL CONTROVENTO DI FALDA) ED IL CORRENTE SUPERIORE DELLA CAPRIATA.
SOLITAMENTE QUESTA UNIONE SI PROGETTA TRAMITE BULLONATURA DELL'ARCARECCIO AL CORRENTE SUPERIORE. NELLA MIA PROGETTAZIONE QUESTO NON E' STATO POSSIBILE PERCHE' I CORRENTI SUPERIORI DELLA CAPRIATA SONO REALIZZATI CON PROFILATI TONDI TUBOLARI.
SI E' DUNQUE REALIZZATO UNA UNIONE UN PO' "PARTICOLARE": COLLEGANDO L'ARCARECCIO E LA CAPRIATA CON UN APPOSITO ELEMENTO FISSATO TRAMITE BULLONATURA ALL'ARCARECCIO STESSO. PER QUESTO LA PIASTRA DI NODO CHE COLLEGA LE ASTE DELLA CAPRIATA SPORGE DI 1 cm: PER RENDERE POSSIBILE LA REALIZZAZIONE DELLA SALDATURA. LA CARATTERISTICHE DI QUESTA UNIONE SONO ANCORA UNA VOLTA VISIBILI NELLA TAVOLA 3 DEL PROGETTO DEL CAPANNONE IN ACCIAIO.
5) CONTROVENTI DI FALDA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI PROGETTANO LE SEGUENTI UNIONI DEL CONTROVENTO DI FALDA:
UNIONE DELL'ARCARECCIO (CIOE' MONTANTE DEL CONTROVENTO DI FALDA) AL CORRENTE SUPERIORE DELLA CAPRIATA
UNIONE DEI DIAGONALI AGLI ARCARECCI
UNIONE DEI DIAGONALI AD UNA PIASTRA DI COLLEGAMENTO NEL PUNTO IN CUI ESSI SI INCROCIANO.
LA PRIMA UNIONE VIENE REALIZZATA, SALVO QUALCHE DIFFERENZA DOVUTA AL FATTO CHE L'ARCARECCIO DEL CONTROVENTO E' MAGGIORMENTE SOLLECITATO RISPETTO A QUELLO GENERICO, COME QUELLA CHE COLLEGA L'ARCARECCIO GENERICO AL CORRENTE SUPERIORE DELLA CAPRIATA DEL CAPANNONE IN ACCIAIO.
LA SECONDA UNIONE, INVECE, E' STATA REALIZZATA (SU CONSIGLIO DEL REVISORE) TRAMITE UNO STRUMENTO NOTO COME TENDITORE A FORCELLA.
UN TENDITORE E' UNA SPECIE DI MANICOTTO CHE SI AVVITA ALLA TESTA DEL PROFILATO TUBOLARE, E CHE PUO' TERMINARE IN PUNTA IN MOLTI MODI.
IN QUESTO CASO SI E' SCELTO UN TENDITORE A FORCELLA PERCHE' FORNIVA NOTEVOLI VANTAGGI: PERMETTEVA DI COLLEGARE L'ELEMENTO DIAGONALE ALLA PIASTRA D'UNIONE TRAMITE UNA BULLONATURA SOTTOPOSTA AD UNA FORZA (LO SFORZO NORMALE AGENTE SULL'ELEMENTO DIAGONALE) PASSANTE PER IL SUO BARICENTRO. DUNQUE SENZA CONSIDERARE UN ULTERIORE MOMENTO DOVUTO ALL'ECCENTRICITA' DELL'AZIONE.
LE CARATTERISTICHE TECNICHE E GEOMETRICHE DEI TENDITORI IN COMMERCIO SONO DISPONIBILI IN NUMEROSI SITI INTERNET. LE CARATTERISTICHE DEL TENDITORE SCELTO PER LA PRESENTE ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SONO INVECE DESCRITTE NELLA TAVOLA 4.
TRA PARENTESI, NELLA PRIMA FASE DELLA PROGETTAZIONE SI ERA STABILITO CHE I PROFILATI DEGLI ELEMENTI DIAGONALI AVESSERO UN DIAMENTRO DI CIRCA 40 MM. IN SEDE DI RICEVIMENTO PERO', IL REVISORE HA PROPOSTO DI UTILIZZARE NON PIU' PROFILATI CAVI MA PIENI.
QUESTA VARIANTE HA PERMESSO, A PARITA' DI RESISTENZA, DI UTILIZZARE PROFILATI PIU' SNELLI DI QUELLI INIZIALMENTE IMMAGINATI, CON UN DIAMETRO DI 20 MM.
LA TERZA UNIONE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO, INVECE, HA LE SEGUENTI CARATTERISTICHE: IN CORRISPONDENZA DELLA MEZZERIA, GLI ELEMENTI DIAGONALI SI DEVONO INTERROMPERE, SIA PER PERMETTERE IL PASSAGGIO DEGLI ARCARECCI GENERICI SIA PERCHE' NON E' POSSIBILE CHE UNO DEI DUE DIAGONALI SCAVALCHI L'ALTRO.
LA PIASTRA A CUI SONO FISSATI TRAMITE TENDITORE GLI ELEMENTI DIAGONALI E' POI SALDATA ALL'ARCARECCIO GENERICO A LIVELLO DEL SUO ASSE DI SIMMETRIA (CIOE' QUOTA MEZZERIA ANZICHE' QUOTA PIEDE).
SI ERA PENSATO INIZIALMENTE DI FAR PASSARE LA PIASTRA SOTTO L'ARCARECCIO, MA QUESTO COMPORTAVA L'INFLESSIONE DELLA PIASTRA STESSA PER EFFETTO DEL PESO DELL'ARCARECCIO E DELL'AZIONE DEI CARICHI SU DI ESSO APPLICATI. QUESTE UNIONI SONO DISEGNATE E DESCRITTE NELLA TAVOLA 4.
INFINE, SI DESCRIVE L'UNIONE IN PARTE SALDATA E IN PARTE BULLONATA TRA L'ARCARECCIO DI BORDO E LA COLONNA LATERALE.
6) ARCARECCI DI PARETE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI STUDIA L'UNIONE TRA L'ARCARECCIO DI PARETE GENERICO E LA COLONNA LATERALE. QUEST'UNIONE E' REALIZZATA CON UNA SEMPLICE BULLONATURA E FA SI' CHE GLI ARCARECCI GENERICI PASSINO "AL DI SOPRA" DEGLI ELEMENTI DEL CONTROVENTO DI PARETE.
7) CONTROVENTI DI PARETE DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI PROGETTANO LE SEGUENTI UNIONI:
UNIONE TRA L'ARCARECCIO DI PARETE DEL CONTROVENTO E LA COLONNA LATERALE (REALIZZATA TRAMITE UNIONE FLANGIATA)
UNIONE TRA LA COLONNA E IL DIAGONALE (REALIZZATA TRAMITE TENDITORE)
UNIONE TRA GLI ELEMENTI DIAGONALI (REALIZZATA ANCORA UNA VOLTA TRAMITE TENDITORE).
QUESTA UNIONE E' VISIBILE NELLA TAVOLA 5.
8) FONDAZIONI DEL CAPANNONE IN ACCIAIO:
IN QUESTO CAPITOLO DELL'ESERCITAZIONE DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI SI STUDIA COME REALIZZARE LA FONDAZIONE. QUESTO CAPITOLO E' DIVISO IN DUE PARTI.
NELLA PRIMA SI STUDIA E SI DIMENSIONA LA ZONA DI INTERFACCIA TRA LA COLONNA E IL PLINTO DI FONDAZIONE, CON PARTICOLARE ATTENZIONE ALLA PIASTRA DI COLLEGAMENTO.
NELLA SECONDA, INVECE, SI STUDIA E SI DIMENSIONA IL PLINTO DI FONDAZIONE (CORPO CENTRALE ED ALI).
IL MIO REVISORE MI HA ASSEGNATO UN PLINTO PERFETTAMENTE RETTANGOLARE, CIOE' SENZA ALI. NON TUTTI I REVISORI SONO DI QUESTA OPINIONE, PERO', E SUGGERISCONO AI LORO STUDENTI DI ADOTTARE PLINTI CON SEZIONE A "T" ROVESCIATA (CHE E' POI LA SEZIONE STANDARD DEL PLINTO DI FONDAZIONE).
LE VERIFICHE ED I DIMENSIONAMENTI ESEGUITI IN QUESTA SEDE, COMUNQUE, SONO VALIDI QUALUNQUE SIA LA FORMA DEL PLINTO UTILIZZATA.
