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07 schemi grafici e modellazione
SOMMARIO SCHEMI GRAFICI E MODELLAZIONE .................................................................................................................................... 2 1. Schemi opificio ...................................................................................................................................................................... 2 Struttura lato opificio .............................................................................................................................................................. 2 Portali - Capriate ................................................................................................................................................................ 2 Falde di copertura .............................................................................................................................................................. 4 Controventi ......................................................................................................................................................................... 5 Collegamento pilastri lato banchine di carico..................................................................................................................... 6 Baraccatura ........................................................................................................................................................................ 7 Struttura lato Uffici ................................................................................................................................................................. 8 Num.3 Telai Longitudinali .................................................................................................................................................. 8 Primo telaio, lato opificio .............................................................................................................................................................. 8 Secondo telaio, intermedio .......................................................................................................................................................... 9 Terzo telaio, prospetto principale ............................................................................................................................................... 10
Solaio intemedio .............................................................................................................................................................. 11 Copertura ......................................................................................................................................................................... 13 Chiusure perimetrali: baraccatura e facciata continua in vetro ........................................................................................ 15 Descrizione del sistema fondazioni.................................................................................................................................. 17 Vincoli esterni................................................................................................................................................................... 18 2. Materiali............................................................................................................................................................................... 20 3. Impalcati .............................................................................................................................................................................. 21 4. Vincoli nodi (esterni)............................................................................................................................................................ 22 5. Vincoli aste (interni)............................................................................................................................................................. 23 Vincolo 3: Cern+Inc ............................................................................................................................................................. 23 Vincolo 4: Cern+Cern .......................................................................................................................................................... 24 Vincolo 31: carrello_iniziale ................................................................................................................................................. 24 Vincolo 32: carrello_finale ................................................................................................................................................... 25 Vincolo 1: Inc-Inc ................................................................................................................................................................. 25 6. Sezioni aste......................................................................................................................................................................... 26 7. Tipi muri/elementi bidimensionali ........................................................................................................................................ 28 8. Carichi ................................................................................................................................................................................. 31 Tabella coefficienti e ...................................................................................................................................................... 31 Condizioni di carico elementari............................................................................................................................................ 31 Combinazioni ....................................................................................................................................................................... 31 Permanenti strutturali ....................................................................................................................................................... 32 Tutti ........................................................................................................................................................................................... 32 Pannello + Fotovoltaico: 30 daN/m2 · 2,20 m = 66 daN/m ......................................................................................................... 33 Controsoffittatura: 40 daN/m2 · 5,35 m ≈ 215 daN/m ................................................................................................................. 34 Pesi fissi solaio (aste intermedie): 305 daN/m2 · 1,3 m ≈ 400 daN/m ........................................................................................ 35 Pesi fissi solaio (aste bordo) ...................................................................................................................................................... 36
Variabili Uffici ................................................................................................................................................................... 37 Tutti ........................................................................................................................................................................................... 37 Travi intermedie: 200 daN/m2 · 1,3 m = 260 daN/m ................................................................................................................... 38 Travi di estremità: 200 daN/m2 · 1,3/2 m = 130 daN/m .............................................................................................................. 39
Neve: 233 daN/m2 · 2,20 m ≈ 515 daN/m ........................................................................................................................ 40 Calcolo delle azioni della neve .................................................................................................................................................. 40 Schema ..................................................................................................................................................................................... 41
Vento +Y .......................................................................................................................................................................... 42 Tutti ........................................................................................................................................................................................... 42 Baraccatura direttamente investita ............................................................................................................................................ 43 Baraccatura non direttamente investita ..................................................................................................................................... 44 Falda investita ........................................................................................................................................................................... 44 Falda non investita .................................................................................................................................................................... 45
Vento +X .......................................................................................................................................................................... 46 Baraccatura investita ................................................................................................................................................................. 46
Vento –X .......................................................................................................................................................................... 47 Baraccatura investita ................................................................................................................................................................. 47
Variazione termica ±15° ................................................................................................................................................... 48 Aste: tutte .................................................................................................................................................................................. 48
9. Calcolo struttura con metodo FEM...................................................................................................................................... 49 Generali ............................................................................................................................................................................... 49 Dati struttura ........................................................................................................................................................................ 50 Dati di calcolo: acciaio a telaio con controventi concentrici a V .......................................................................................... 51 Ambienti: vento secondo X e vento secondo Y uniche azioni non concomitanti ................................................................. 52
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SCHEMI GRAFICI E MODELLAZIONE 1. Schemi opificio Struttura lato opificio Portali - Capriate Lato opificio, è prevista una struttura metallica con 12 portali a passo di circa 5,35 metri e con capriata a luce unica di circa 31,2 metri
Capriata – Lato disegno (Tekla)
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Capriata – Lato modello di calcolo (Modest)
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Falde di copertura Le capriate sono collegate , in falda, da arcarecci in IPE240 passo 2,20 metri.
Il sistema di controventatura è realizzato con angolari da 90x9 singoli, collegati centralmente. Dal lato delle banchine di carico e scarico, i primi 5 pilastri sono collegati in testa con travi HEA200. Allo stesso modo, dal lato longitudinale opposto, ma per tutta la lunghezza, i pilastri in testa sono anche in questo caso collegati da travi HEA200.
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Controventi La struttura principale è completata da tre campi controventati sul lato delle banchine di carico e due sul lato longitudinale opposto I profili utilizzati sono UNP300 nei campi controventati ad X; profili HEA200 nei due campi controventati a V, scelta obbligata dalla necessità di lasciare inferiormente la possibilità di passare.
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Collegamento pilastri lato banchine di carico Sul lato delle banchine di carico, i pilastri, oltre al collegamento in testa, vengono collegati longitudinalemente, sempre con IPE240, anche all’altezza della biglia inferiore delle capriate. Non su tutta la lunghezza, ma per il tratto in corrispondenza dell’opificio già esistente. In questo tratto, infatti, non verrà realizzata alcune parete di chiusura perimetrale, non essendocene necessità; motivo per cui non verrà realizzata la baraccatura orizzontale di collegamento, così come invece, sarà realizzata, ad esempio, sul lato longitudinale opposto
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Baraccatura Nei due tratti in adiacenza agli uffici e all’opificio esistente, non è necessario realizzare una parete di chiusura perimetrale, per cui non verrà realizzata alcuna baraccatura.
Sugli altri lati, invece, sarà necessario chiudere, per cui, sarà realizzato un sistema di travette orizzontali in tubolari 160x80x4 (la baraccatura, appunto) ai quali poter fissare i pannelli di parete. Dove necessario e cioè sulla testata del capannone (il lato trasversale opposto a quello in adiacenza agli uffici) e sul tratto delle banchine di carico, saranno installati dei pilastri supplementare in IPE300 ai quali poter fissare gli elementi orizzontali della baraccatura. Sul lato longitudinale, invece, la baraccatura sarà fissata direttamente ai pilastri in HEA400 dei portali principali. Poiché le pareti devono salire fino agli 8,50 metri di altezza e, quindi, salire oltre la grondaia della copertura, viene previsto, sui pilastri in HEA400, un pilastrino in HEA200 della lunghezza di 1,2 metri necessaria, appunto, per raggiungere di 8,5 metri.
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Struttura lato Uffici Num.3 Telai Longitudinali Lato Uffici abbiamo in direzione longitudinale num.3 telai, passo 5 metri.
Primo telaio, lato opificio Sezioni: colonne a sezione circolare 300x10, travi orizzontali e di falda IPE270, controventi a V in UNP200.
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Secondo telaio, intermedio Sezioni: colonne a sezione circolare 300x10, travi orizzontali IPE360 e IPE270; travi di falda IPE450 e IPE360.
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Terzo telaio, prospetto principale Sezioni: colonne a sezione circolare 300x10, travi orizzontali e di falda IPE270; controventi a V in UNP200.
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Solaio intemedio Il solaio intermedio è realizzato sempre in acciaio, con lamiera grecata orientata longitudinalmente. Le sezioni: sul perimetro e dove indicato in figura IPE270; IPE360 dove indicato (le travi gialle); IPE220 come travi su cui alloggiare la lamiera grecata
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Si noti che all’incrocio delle IPE360 (gialle) non c’è pilastro.
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Copertura Sezioni: arcarecci in IPE240 (come per il capannone); arcarecci in corrispondenza dei pilastri (con funzione di telai trasversali principali) in IPE270; quando i pilastri sono tre; arcarecci in corrispondenza dei pilastri in IPE450, quando i pilastri sono due, solo all’estremità controventatura in angolari 90x9 (come per il capannone) travi perimetrali, in falda e di chiusura trasversale, IPE270 travi di falda centrali, in IPE360 su quattro pilastri (gialle) e in IPE450 su due pilastri alle due estremità (verde)
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Si noti che, in corrispondenza della sala riunioni, sono stati eliminati, al piano primo, due pilastri, per cui –come giĂ detto- la corrispondente trave in falda ha due soli appoggi alle due estremitĂ
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Chiusure perimetrali: baraccatura e facciata continua in vetro Sui due lati, quello longitudinale contiguo all’opificio nuovo da realizzare e quello trasversale contiguo agli uffici esistenti, non sono previste pareti perimetrali e, di conseguenza, nessuna intelaiatura secondaria (baraccatura) per il fissaggio dei pannelli.
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_16 Sugli altri due lati, invece, abbiamo: sul lato trasversale in continuità con il capannone da realizzare, pannelli coibentati con relativa baraccatura in tubolare 160x80x4, come per il capannone sul lato longitudinale, invece, abbiamo il prospetto principale degli uffici che presenta, a sinistra la normale pannellatura dell’opificio nuovo, con relativa baraccatura; a destra, invece, una facciata continua in vetro, con relativo sistema di elementi verticali (160x80x4) e orizzontali (100x100x4) che da un lato accolgo il vetro e dall’altro sono collegati (IPE200) ai pilastri della struttura principale.
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Descrizione del sistema fondazioni Le nuove fondazioni da realizzare sono costituite da una soletta larga 200 cm e di 60 cm di spessore: gli allineamenti principali sono, lato capannone, le due file di pilastri dei portali; lato uffici, il reticolo dei pilastri; in più, con funzione di collegamento, la soletta viene portata anche trasversalmente, alternativamente un portale sì e un portale no. Dalla soletta, in corrispondenza di ogni pilastro, viene spiccato un pilastrino in c.a. dell’altezza di 100 cm: questa soluzione serve a) da un lato a ridurre l’altezza dei pilastri in acciaio che, così facendo, si ritroveranno affondati, rispetto alla quota zero di riferimento, di circa 52 cm che, considerando 5 cm di registrazione, lo spessore della piastra di base e l’altezza dei fazzoletti irrigidimento, sono sufficienti a tenere tutto nascosto sotto, appunto, la quota zero, senza creare interferenze con le funzioni interne dell’opificio. b) D’altro canto, i pilastrini in c.a. saranno collegati da una parete, sempre in c.a., dello spessore di 30 cm per cui la soletta 200x60 ne risulterà notevolmente irrigidita; la parete, inoltre, servirà anche da appoggio alla pannellatura verticale di chiusura perimetrale del capannone.
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Si noti che, lato uffici, nel campo in cui è previsto il posizionamento della scala che collega piano terra e primo piano, la soletta riempie tutto il campo, in modo tale che la scala, ovunque previsti i suoi appoggi, troverà la necessaria fondazione. Vincoli esterni La tipologia della soletta è su suolo elastico alla Winkler con costante di sottofondo pari a 1,5 daN/cm 3
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Il letto di molle alla Winkler è l’unico sistema di vincoli esterni. Non vi sono altri vincoli esterni. I nodi della soletta sono, quindi, vincolati esternamente dalle molle alla Winkler. Tutti gli altri nodi sono liberi.
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2. Materiali Della tabella sottostante, i materiali utilizzati sono il 2 e il 6 (cfr. figura)
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3. Impalcati Gli impalcati vengono utilizzati, nella presente analisi, nelle verifiche degli spostamenti interpiano‌‌‌
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4. Vincoli nodi (esterni) I vincoli utilizzati sono il num.3, per i nodi che definiscono la soletta di fondazione; e il num.1 per tutti gli altri in elevazione
Come giĂ anticipato, i nodi della soletta giacciono su un letto di molle alla Winkler; piĂš precisamente, sono vincolati con vincoli esterni (Sx,Sy,Sz,Rx,Ry,Rz)=(1,1,0,0,0,1) e secondo Z agisce una molla di rigidezza estensionale pari a 1,5 daN/cm 3 Tutti gli altri nodi sono liberi con 6 gradi di libertĂ (Sx,Sy,Sz,Rx,Ry,Rz)=(0,0,0,0,0,0).
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5. Vincoli aste (interni) I vincoli aste utilizzati sono i numeri: 1, 3, 4, 31 e 32. Vincolo 3: Cern+Inc In particolare, il vincolo 3 è applicato agli elementi (aste) che collegano la baraccatura al pilastro in figura: il nodo iniziale non è capace di trasmettere Momenti.
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Vincolo 4: Cern+Cern Sia il nodo iniziale che quello finale non sono capaci di trasmettere momenti
Vincolo 31: carrello_iniziale Il nodo iniziale non è capace di trasmettere nÊ tagli, nÊ momenti, ma solo sforzo normale
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Vincolo 32: carrello_finale Come il vincolo precedente, il nodo finale non è capace di trasmettere né tagli, né momenti, ma solo sforzo normale
Vincolo 1: Inc-Inc Tutte le altre aste hanno nodi incastro-interno alle due estremità
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6. Sezioni aste Nella tabella sottostante vengono riportate 38 Sezioni. Quelle effettivamente utilizzate nel modello (il software non consente l’eliminazione di una Sezione, una volta creata) sono riportate nella figura successiva. Sono state, comunque, ampiamente descritte nel paragrafo 1 della presente relazione
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7. Tipi muri/elementi bidimensionali
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8. Carichi Tabella coefficienti ď § e ď š
Condizioni di carico elementari
Combinazioni
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Permanenti strutturali
Tutti
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Pannello + Fotovoltaico: 30 daN/m2 ¡ 2,20 m = 66 daN/m
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Controsoffittatura: 40 daN/m2 ¡ 5,35 m ≈ 215 daN/m
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Pesi fissi solaio (aste intermedie): 305 daN/m2 · 1,3 m ≈ 400 daN/m Lamiera grecata con soletta in calcestruzzo alleggerito Pavimentazione Incidenza tramezzi Incidenza controsoffittatura Tot
1400 daN/m3 · 6 cm =
85 daN/m2 20 daN/m2 160 daN/m2 40 daN/m2 305 daN/m2
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Pesi fissi solaio (aste bordo)
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Variabili Uffici
Tutti
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Travi intermedie: 200 daN/m2 ¡ 1,3 m = 260 daN/m
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Travi di estremità : 200 daN/m2 ¡ 1,3/2 m = 130 daN/m
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Neve: 233 daN/m2 · 2,20 m ≈ 515 daN/m
Calcolo delle azioni della neve Normativa di riferimento: Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14 gennaio 2008 e Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Area di ubicazione dell'edificio: 2 Arezzo, Ascoli Piceno, Bari, Campobasso, Chieti, Ferrara, Firenze, Foggia, Genova, Gorizia, Imperia, Isernia, La Spezia, Lucca, Macerata, Mantova, Massa Carrara, Padova, Perugia, Pescara, Pistoia, Prato, Rovigo, Savona, Teramo, Trieste, Venezia, Verona Altitudine sul livello del mare: 750 <m> Tipologia di copertura: A due falde Barriera o parapetto sinistro presente Pressione della neve ps = µ1*qsk*Ce*Ct Parametri d'input ed intermedi: Categoria del coefficiente d'esposizione: Normale Ce (Coefficiente d'esposizione): 1 Ct (Coefficiente termico): 1 Angolo sinistro di inclinazione della falda : 4 <grad> Angolo destro di inclinazione della falda : 4 <grad> µ1(alfa1) (Coefficiente di forma della copertura): 0.80 µ1(alfa2) (Coefficiente di forma della copertura): 0.80 Carichi agenti: qsk (Valore di riferimento del carico neve al suolo): 291.66 <daN/mq> qss (Carico sinistro provocato dalla neve sulle coperture): 233.33 <daN/mq> qsd (Carico destro provocato dalla neve sulle coperture): 233.33 <daN/mq>
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Schema
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Vento +Y
Tutti
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Baraccatura direttamente investita
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Baraccatura non direttamente investita
Falda investita
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Falda non investita
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Vento +X
Baraccatura investita
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Vento â&#x20AC;&#x201C;X
Baraccatura investita
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Variazione termica ¹15°
Aste: tutte
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9. Calcolo struttura con metodo FEM Generali
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Dati struttura
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Dati di calcolo: acciaio a telaio con controventi concentrici a V
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Ambienti: vento secondo X e vento secondo Y uniche azioni non concomitanti
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Combinazioni
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Tabella TCC
Perm. Stru.
Neve
Vento Y
Vento X
Delta t
Vento -X
Variabili uffici
±S X
±S Y
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
1
0.3
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
1
0.3
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
1
-0.3
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
1
-0.3
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
0.3
1
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
0.3
1
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
-0.3
1
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
-0.3
1
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
1
0.3
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
1
0.3
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
1
-0.3
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
1
-0.3
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
0.3
1
SLD
1
0
0
0
0
0
0.3
0.3
1
SLV
1
0
0
0
0
0
0.3
-0.3
1
SLD SLU SLR SLF SLQ SLU SLR SLF SLQ
1 1.3 1 1 1 1.3 1 1 1
0 1.5 1 0.2 0 1.5 1 0.2 0
0 0 0 0 0 1.5 1 0.2 0
0 1.5 1 0.2 0 0 0 0 0
0 1.5 1 0.5 0 1.5 1 0.5 0
0 1.5 1 0.2 0 0 0 0 0
0.3 1.5 1 0.5 0.3 1.5 1 0.5 0.3
-0.3 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
Commento Amb. 1 (SLU S) S +X+0.3Y Amb. 1 (SLE) S +X+0.3Y Amb. 1 (SLU S) S +X0.3Y Amb. 1 (SLE) S +X-0.3Y Amb. 1 (SLU S) S +0.3X+Y Amb. 1 (SLE) S +0.3X+Y Amb. 1 (SLU S) S 0.3X+Y Amb. 1 (SLE) S -0.3X+Y Amb. 2 (SLU S) S +X+0.3Y Amb. 2 (SLE) S +X+0.3Y Amb. 2 (SLU S) S +X0.3Y Amb. 2 (SLE) S +X-0.3Y Amb. 2 (SLU S) S +0.3X+Y Amb. 2 (SLE) S +0.3X+Y Amb. 2 (SLU S) S 0.3X+Y Amb. 2 (SLE) S -0.3X+Y Amb. 3 (SLU) Amb. 3 (SLE R) Amb. 3 (SLE F) Amb. 3 (SLE Q) Amb. 4 (SLU) Amb. 4 (SLE R) Amb. 4 (SLE F) Amb. 4 (SLE Q)