elementi di progettazione strutturale
DESCRIPTION
elements descriptionTRANSCRIPT
25/03/2009
1
UNIVERSITÀ DI PISAFacoltà di IngegneriaC di L i I i Ci il d ll’A bi t d l T it iCorso di Laurea in Ingegneria Civile, dell’Ambiente e del Territorio
Corso di ARCHITETTURA TECNICA I
Elementi di Progettazione Strutturale
Ing. Marco [email protected]
STRUTTURAcomplesso di opere atte a sopportare carichi che gravano su di essa, assicurandone la resistenza, la stabilità e la sicurezza
i
CARICHI agenti sulle strutture
carichi statici
i hi di i i
• peso proprio
• carichi permanenti
• carichi accidentali
• azione sismica
Ing. Marco [email protected]
carichi dinamici • urti
• esplosioni
25/03/2009
2
CARICHI agenti sulle strutture
carichi concentrati
carichi linearmente distribuiti uniformemente
non uniformementecarichi superficialmente distribuiti
non uniformemente
AZIONI indipendenti dai carichi
ritiro
temperatura
fluage
Ing. Marco [email protected]
dai carichi
cedimenti
umidità
un corpo sottoposto all’azione dei carichi è soggetto a forze che
tendono a cambiarne la configurazione con spostamenti
un corpo sottoposto all’azione dei carichi è soggetto a forze che
tendono a cambiarne la configurazione con spostamenti
VINCOLI si oppongono agli spostamenti del corpo
REAZIONI VINCOLARI forze fittizie che producono gli effetti
statici dei vincoli ai quali si sostituiscono
EQUILIBRIO STATICOla somma delle risultanti delle forze attive e delle
Ing. Marco [email protected]
la somma delle risultanti delle forze attive e delle reazioni vincolari è pari a zero
la somma dei momenti delle forze attive e dei momenti delle reazioni vincolari, rispetto allo stesso polo, è pari a zero
25/03/2009
3
EQUAZIONI CARDINALI
DELLA STATICA
Ing. Marco [email protected]
TIPI DI VINCOLO
vincoli semplici
a) appoggio sempliceb) cerniera su carrelloc) pendolo
vincoli doppi
c) pendolo
d) cerniera fissa nel pianoe) manicottof) pattinog) cerniera idealeh) bi d l
Ing. Marco [email protected]
vincoli tripli
h) bipendolo
i) incastrol) tripendolo
25/03/2009
4
vincoli insufficienti struttura labile
vincoli sufficienti struttura isostatica
Ing. Marco [email protected]
vincoli sovrabbondanti struttura iperstatica
COMPORTAMENTO ELASTICO
i corpi reali si deformano!
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
5
SOLLECITAZIONI SEMPLICI
Ing. Marco [email protected]
SOLLECITAZIONI DI TRAZIONE E COMPRESSIONE
N forza applicataS areaσ sforzo unitarioS
N=σ
deformazione longitudinale totale
deformazione trasversale totale
deformazione elastica longitudinale unitaria
0lll −=Δ
0ddd −=Δ
0llΔ
=ε
Ing. Marco [email protected]
deformazione elastica trasversale unitaria
0dd
tΔ
=ε
εε t
m=
1εσ
=Ecoefficiente di Poissonmodulo di elasticità: caratteristica del materiale ne esprime la capacità di deformazione elastica
25/03/2009
6
SOLLECITAZIONE DI FLESSIONE
FLESSIONE SEMPLICE
le forze esterne che sollecitano una sezione equivalgono ad una coppia agente in un piano normale a quello contenente la sezione
MOMENTO FLETTENTE
Ing. Marco [email protected]
SOLLECITAZIONE DI FLESSIONE
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
7
SOLLECITAZIONE DI FLESSIONE
aJyM σσ ≤⋅
=
Ing. Marco [email protected]
JM momento flettenteσ tensione unitaria nel punto consideratoJ momento d’inerzia della sezione
rispetto all’asse neutroy distanza del punto considerato
dall’asse neutro
SOLLECITAZIONE DI TAGLIO
le forze esterne che sollecitano una sezione ammettono una risultante che giace sul piano della sezione e passa per il suo baricentro
Il TAGLIO T produce lo scorrimento della sezione S rispetto alla sezione vicina
le tensioni tangenziali interne tendono ad eguagliare gli sforzi esterni ripartiti su tutta la sezione
Ing. Marco [email protected]
ST
=τ aττ ≤
25/03/2009
8
SOLLECITAZIONE DI TORSIONE
si ha TORSIONE semplice costante,quando sulle sezioni estreme di un solido rettilineo agiscono
coppie di momenti uguali e contrari in piani normali all’asse geometricoall asse geometrico
Il momento delle coppie che danno torsione si chiama MOMENTO TORCENTE Mt
yMt ⋅ M momento torcentey distanza della fibra considerata dal
Ing. Marco [email protected]
pJy
=τ y distanza della fibra considerata dal centro della sezione
Jp momento d’inerzia polare della sezione rispetto al centro
SOLLECITAZIONE DI TORSIONE
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
9
SOLLECITAZIONI COMPOSTE
Ing. Marco [email protected]
PRESSIONE E FLESSIONE – TRAZIONE E FLESSIONE
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
10
PRESSIONE E FLESSIONE – TRAZIONE E FLESSIONE
Ing. Marco [email protected]
FLESSIONE E TAGLIO
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
11
FLESSIONE E TORSIONE
Ing. Marco [email protected]
CARICO DI PUNTA
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
12
FONDAZIONI
Ing. Marco [email protected]
STRUTTURE A PILASTRI
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
13
STRUTTURE A PILASTRI
Nucleo irrigidente in cls armato del vano scala-
ascensore
Serve per contrastare la torsione della struttura in acciaio, che se lasciata
libera, sotto azioni orizzontali (sisma) tende
a ruotare
Ing. Marco [email protected]
Polo Universitario “Cravino” – Pavia
Giancarlo de Carlo
STRUTTURE A PILASTRI
Particolare di un nodo di attacco tra pilastro a
sezione circolare, trave principale e trave
secondaria.
Le unioni bullonate tra i vari elementi confluenti nel nodo, nel caso in
esame sono schematizzabili come
cerniere
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
14
COLLEGAMENTI VERTICALI
Ing. Marco [email protected]
COLLEGAMENTI VERTICALI
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
15
IN ARCHITETTURA…
Honk Kong Bank
Norman Foster
Ing. Marco [email protected]
Particolare di un nodo di attacco per il controventamento: CERNIERA
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
16
Particolare di un nodo di attacco per il montante di facciata: giunzione bullonata
con fori asolati per permettere lo scorrimento orizzontale:
CARRELLO
Ing. Marco [email protected]
Berlin Hauptbahnhof
Ing. Marco [email protected]
25/03/2009
17
Ing. Marco [email protected]
Edificio per uffici, commercio e abitazioni (Potsdamer Platz –Berlino)
Sir Richard Rogers
Ing. Marco [email protected]