CAPITOLO 6
ESEMPIO APPLICATIVO: PROGETTO DI UNA
SALA AGGREGATIVA IN BAMBÙ
Lo studio di tipologie di collegamento alternative ha lo scopo di essere impiegate nella realizzazione di semplici costruzioni. Semplice non significa però di scarsa utilità sociale o di piccole dimensioni ma piuttosto vuol dire che non richiede manodopera specializzata per poter esser costruito, che quindi attraverso facili istruzioni chiunque dotato di buona volontà possa ottenere un edificio come quello rappresentato in fig. 6.1 con ottimi risultati.
fig.6.1 vista 3D
Con questo semplice esempio progettuale intendo dimostrare che il bambù originario del Malawi, supportato dalle necessarie conoscenze, è possibile utilizzarlo nella realizzazione di strutture importanti per i cittadini. Un esempio potrebbe essere la propria abitazione, ma non solo; centri aggregativi, scuole e piccole chiese sono ugualmente indispensabili per gli abitanti del piccolo stato africano.
6.1 Descrizione dell’opera
Il tema scelto è una sala aggregativa che nella realtà può essere impiegata in modi diversi, come ad esempio scuola oppure come chiesa.
La struttura ha uno sviluppo in pianta di 25 X 11,40 metri ed è costituita da una serie di telai posti a passo di 2,50 metri ripetuti per 11 volte. Ad eccezione di quelli di bordo, ogni fila è costituita da una coppia di telai con lo scopo di ridurre il carico gravante su ciascuno.
75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 7 5 75 7 5 7 5 65 65 7 5 245 250 250 250 250 250 250 250 250 245 2490 75 65 75 7 5 65 75 75 7 5 75 7 5 75 7 5 75 7 5 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 705 218 218 114 1 PIANTA, 1:100 fig.6.2
Ogni telaio è costituito da una trave reticolare tipo Polanceu collegata a due colonne calastrellate ciascuna di esse è costituita da quattro canne. Il corrente superiore e inferiore della trave di copertura e le colonne sono realizzati con canne Φ100/10 mentre i diagonali con Φ50/5.
PIATTO IN MULTISTRATO SP 2X6 44 44 44 12 76 12 54 4012 64 50 42 42 75 PIATTO IN MULTISTRATO SP 6 PIATTO IN MULTISTRATO SP 2X6 66 ELEMENTO DI RIPARTIZIONE LONGITUDINALI IN BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø10/1 BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø100/10 BAMBù Ø50/5 5 0 BLOCCO IN C.A. 750X750X500 290 280 BAMBù Ø100/10 50 257 12 12 194 138 44 75
COPERTURA IN MATERIALE VEGETALE sp. 150 ELEMENTI DI RIPARTIZIONE LONGITUDINALI IN BAMBù Ø100/10 BLOCCO IN C.A. 750X750X500 PIATTO IN MULTISTRATO SP 6 PIATTO IN MULTISTRATO SP 2X6 ELEMENTO DI RIPARTIZIONE LONGITUDINALI IN BAMBù Ø100/10 220 229 220 705 218 150 30 3 488 294 290 81 164181 178 81 16 4 181 68 190 152 280 205 7 5 178
Il carico viene riportato ai telai attraverso un sistema di arcarecci Φ100/10.
Sul telaio centrale, sia sulla falda che lateralmente, è previsto un controvento con canne Φ100/10.
La copertura è realizzata con materiale vegetale di spessore 15 cm legato agli arcarecci.
fig.6.4 particolare copertura
Per quanto riguarda i collegamenti fra gli elementi della travatura e fra trave di copertura e colonne sono stati impiegati uno o due piatti in legno multistrato di spessore 6 mm. Mentre gli arcarecci e i controventi sono stati collegati fra loro e al corrente superiore, o alle colonne, attraverso legatura. Al fine di evitare la rottura della zona di bambù a contatto coi bulloni. la parte terminale della canna è stata rinforzata con un cilindro in legno con stesso diametro del pezzo in bambù. Lo scorrimento fra legno e canna è impedito da sei viti autofilettanti.
I muri laterali sono stati realizzati in terra cruda spalmata su un supporto in strisce di bambù.
La fondazione è stata eseguita con dado in cemento armato e collegata alle colonne attraverso una barra filettata inserita all’interno del cilindro in legno posto nella parte terminale della canna. Al fine di evitare che funghi e insetti attacchino il bambù in questa zona è previsto un piccolo piatto in acciaio o legno per non permettere contatto fra c.a. e bambù.
CILINDRO IN LEGNO L=300 BARRA FILETTATA Ø16 L=800 VITI AUTOFILETTANTI 20Ø4 L=40 40 7 0 5 0 75 3 2 PIATTO IN LEGNO SP 6 101510 35 25
fig.6.6 particolare fondazione
Osservazioni sulle fondazioni, pavimentazione e muratura laterale
Il progetto di questo edificio deve essere un esempio e una prova per dimostrare che il bambù può essere utilizzato in ambito costruttivo con buoni risultati. Ovviamente, come più volte sottolineato, ogni contesto socio-ambientale ha necessità proprie che spesso non possono essere soddisfatte con soluzioni più che valide in situazioni diverse.
Stessa cosa accade per il bambù in Malawi. Il suo basso costo lo porta seppur erroneamente (con le adeguate tecnologie può esser competitivo con i canonici materiali da costruzione) ad esser considerato un materiale destinato ad abitazioni per chi non se ne può permettere di più costose. Queste considerazioni sono necessarie a giustificare scelte progettuali che a primo impatto possono suscitare qualche perplessità. Il dado di fondazione ad esempio è stato determinato in modo approssimativo (è molto difficile ipotizzare caratteristiche del terreno e parametri geotecnici), è stata solamente posta cura nell’evitare il contatto diretto fra bambù a c.a. al fine di non deteriorare precocemente la canna. I muri laterali sono stati realizzati con la tecnica propria della cultura peruviana con l’unica accortezza di evitare il riempimento interno al fine di ridurre la massa della struttura. La pavimentazione è stata solamente approssimata sapendo che nella realtà sarà realizzata secondo le tecniche costruttive della cultura locale.
Infine è stato cercato di ridurre al minimo l’insolazione diretta delle colonne per evitare degrado precoce del bambù, è stato possibile limitarla con la tettoia laterale e per la zona rimanente è prevista una protezione con materiale protettivo isolante.
6.2 Descrizione dei materiali
Il bambù utilizzato è della specie Oreobambos Buchwaldii le cui caratteristiche meccaniche sono quelle determinate dai test effettuati dal Dott.Ngoma durante la propria tesi di dottorato e precedentemente citate: Modulo Elastico 1186 KN/cm² Resistenza a trazione 18,0 KN/cm² Resistenza a compressione 4,3 KN/cm² Resistenza a flessione 10,8 KN/cm² Tabella 6.1
La differenza fra asse reale e asse idealmente rettilineo della canna è stata considerata di 4 cm. Il legno multistrato impiegato per realizzare i piatti è stato acquistato dalla locale segheria (Reiply) purtroppo però non è stato possibile avere ottenere informazioni precise riguardo alle proprietà meccaniche. Tuttavia esaminando i dati della tabella 6.5 a fronte del massimo carico raggiunto durante i test da me effettuati è stata determinata la pressione di rifollamento corrispondente, così è stato possibile individuare un valore da adottare nei calcoli. Valore che corrisponde a 470 daN/cm²
Tipo test N (daN)
Singolo 450 468,75 400 416,67 550 572,92 800 555,56 840 583,33 850 590,28 Doppio 1° Fase 750 300,7 1100 441,03 970 388,91 700 420,98 Doppio 2° Fase 1380 479,17 1300 451,39 1400 486,11 σrif(daN/cm²) Tabella 6.2 Nota
Le pressioni di rifollamento riportate in tabella si riferiscono a tutti i test svolti, ossia anche a quelli che per difetti costruttivi non hanno potuto valutare la reale capacità del giunto.
6.3 Analisi dei Carichi
I carichi a cui è sottoposta la struttura sono stati valutati in base a considerazioni riguardo ai pesi dei materiali, ai possibili carichi permanenti e variabili e sul contesto climatico-naturale in cui si trova la costruzione.
Pertanto non è stato considerato alcun sovraccarico dovuto alla neve, ed è stata trascurata l’azione del sisma in quanto data la leggerezza della struttura è stato ritenuta di maggior valore l’azione del vento.
A tal proposito è stata fatta una valutazione approssimativa su quanto potrebbe essere la pressione del vento perché in Malawi non è presente alcuna normativa a riguardo ed in ambito costruttivo i progettisti fanno riferimento alle British Standard, che a mio parere, non possono fornire valutazioni eccessivamente accurate in proposito.
I valori delle azioni considerate sono di seguito riportati:
pesi propri
bambù: 720 Kg/m³ calcestruzzo: 2500 Kg/m³ terra cruda: 1600 Kg/m³
permanenti
copertura ed elementi di ripartizione: 50 daN/m²
accidentali
neve: qsk = 0 daN/ m² vento: pf = 80 daN/ m²
superfici copertura: 50 daN/ m²
sisma
Mcop = 713 Kg massa della copertura
Mcol = 8 Kg massa delle colonne
Mm = 290 Kg massa dei muri laterali
A = 14,26 m² area di competenza di un telaio c = 0,2
F = 0,2 x (713 + 8 + 290/2) = 173 daN
6.4 Analisi Strutturale
L’analisi delle sollecitazioni e delle deformazioni condotta è di tipo elastico e lineare. Questa scelta implica ipotizzare la configurazione deformata della struttura pressoché coincidente con quella iniziale e il legame costitutivo del materiale elastico-lineare. Solo per controllare la stabilità degli elementi strutturali sono stati considerati gli effetti flettenti del secondo ordine.
Le sollecitazioni sono state determinate attraverso analisi numerica automatica agli elementi finiti (FEM). Il programma di calcolo utilizzato è SAP 2000.
Il carico della copertura si trasferisce alla struttura principale attraverso gli arcarecci, per cui il corrente superiore è caricato da carichi puntuali di intensità variabile (dipendono dall’area di competenza).
Gli arcarecci sono stati considerati semplicemente appoggiati alla struttura inferiore mentre il vincolo relativo ai controventi è stato considerato capace di trasferire azioni di taglio e di sforzo normale.
I vincoli della trave reticolare non sono molto efficaci a trasferire azioni flettenti, per cui sono stati, in fase di analisi, considerati come cerniere. Allo stesso modo è stato modellato quello fra trave e colonna. ELE M ENT O 4 ELEM E NTO 6 EL EM EN TO 1 1 ELEM E NTO 14 ELE ME NT O 13 ELEM E NTO 9 E LEM EN TO 5 ELE ME NT O 7 EL EM EN TO 8 E LEM EN TO 1 0 ELE M ENT O 12 E LEM EN TO 1 5 ELE M ENT O 2 ELE ME NT O 1
E LEM EN TO 3 E LEM EN TO 17 E LEM EN TO 1 6
fig. 6.6
Il collegamento di fondazione invece può trasferire azioni flettenti pertanto è stato considerato un incastro.
Gli arcarecci trasferiscono i carichi dalla copertura alla trave reticolare, risultano perciò prevalentemente inflessi.
L’analisi nel piano dei telai è stata condotta applicando a ciascuna unità strutturale il carico gravante sulla propria area di competenza, considerando trascurabile l’influenza del resto della struttura.
Nel piano trasversale invece l’azione del vento è stata considerata applicata direttamente ai controventi di falda che poi la riportano a quelli laterali.
6.5 Metodi di verifica utilizzati
6.5.1 Normativa di riferimento
L’idea di sviluppare una normativa di riferimento per il bambù nacque nel corso di un workshop internazionale nel 1988 in India e fu sviluppata da un gruppo di volontaria guidati dal Dr. Jules J. A. Janssen. Il lavoro fu portato avanti con l’aiuto della Inbar (international network on bamboo and rattan) e finanziato dal governo olandese. Lo scopo era quello di fornire una certificazione normativa alle costruzioni in bambù per stimolare stati, amministrazioni locali e operatori del settore ad utilizzare questo materiale nelle proprie costruzioni.
Fu così che sono nate le ISO/DIS 22156 in cui sono fornite le linee generali per lo sviluppo di future leggi nazionali sulle costruzioni in bambù, regolamenti di cui ad oggi si sono dotati solo alcuni paesi.
Non è scopo di questo lavoro esaminare punto per punto la norma ma ritengo opportuno riportare alcuni aspetti per capirne la filosofia e soprattutto il modo in cui sono state condotte le verifiche nel mio progetto.
Primo punto riguarda la possibilità di utilizzare metodi costruttivi tradizionali; pur non comprovati da analisi scientifiche, devono tuttavia aver nel corso degli anni manifestato un’adeguata resistenza. È facile capire quanto sia importante in quei contesti in cui il bambù è utilizzato da così tanto tempo che sarebbe difficile e poco produttivo cercare di imporre dall’esterno metodi di costruzione alternativi.
Secondo aspetto riguarda i metodi di verifica proposti. È previsto l’utilizzo sia di quello agli stati limite sia quello alle tensioni ammissibili. Nel mio caso è stato scelto il secondo in quanto il Malawi non dispone di una propria normativa con i necessari coefficienti per determinare le combinazioni di carico proprie degli stati limite. La tensione massima ammissibile è stata determinata nel seguente modo:
σall = Rk x G x D / S
dove:
σall è la tensione ammissibile in N/mm2 ,
Rk è il valore caratteristico
G tiene conto della differenza fra i valori determinati in laboratorio e quelli nella realtà; di default è 0.5,
1.0 per carichi permanenti
1,25 per permanenti più carichi variabili 1,5 per quelli sopra più il vento S è il fattore di sicurezza, 2,25 di default.
Il valore caratteristico andrebbe determinato secondo la seguente relazione: Rk = R0.05 [1-27 s/(m √n)]
Dove:
Rk = valore caratteristico
R0.05 = valore raggiunto almeno nel 5% dei casi
m = valore medio s = variazione standard
n = numero dei test (almeno 10)
Nel mio caso però non sono state fatte sufficienti prove per avere valori affidabili per cui è stata considerata una media scartando quelli relativi ai test non ritenuti validi. Inoltre i coefficienti correttivi sopra elencati sono stati applicati alle sollecitazioni amplificandole, anziché ridurre le resistenze. È concettualmente diverso ma è più facile da gestire dal punto di vista della conduzione automatica delle verifiche e i risultati alla fine sono identici.
Terzo aspetto riguarda la schematizzazione in fase di analisi del bambù. La forma della canna non è regolare e i difetti iniziali non possono essere trascurati. Pertanto devono esser seguite alcune indicazioni nella determinazione del diametro dell’elemento e devono essere considerati i momenti flettenti causati dalle imperfezioni geometriche delle canne. In particolare:
Per determinare il valore del diametro da inserire nei calcoli è necessario misurare quello alle due estremità e in mezzo alla canna. Si considera la media fra le tre registrazioni
Il teorema di Bernoulli è valido
Il bambù è analizzato come un tubo con spessore variabile
Nessun vincolo può esser considerato un incastro a meno che ciò non sia adeguatamente giustificatoLe norme ISO citate non prescrivono limiti di deformabilità ma rimandano ai valori indicati nelle normative nazionali. Il Malawi non possiede regolamenti specifici per il bambù e le British Standard a cui i progettisti locali fanno riferimento non sono molto pertinenti. Pertanto è stato di volta in volta determinata la deformazione applicando i coefficienti ricavati dalle ISO 22156 e poi confrontata con valori che a mio parere potessero essere sufficientemente cautelativi.
6.5.2
Verifiche di stabilità
La stabilità degli elementi è stata controllata considerando sia l’influenza dei carichi assiali sia quella delle azioni flettenti dovute alle imperfezioni iniziali della canna. In particolare è stata utilizzata la formula di Merchant – Rankine:
1/Plim = 1/Peul + 1/Ps
dove:
Peul rappresenta il carico critico euleriano
Ps rappresenta il carico massimo relativo al massimo momento flettente raggiungibile
L’imperfezione iniziale della canna è stata convenzionalmente considerata, come detto, di 4 cm. Il carico limite così trovato è stato confrontato col massimo sforzo in ciascuna asta compressa.
6.5.3 Determinazione dello spessore della canna
Lo spessore della canna di bambù è variabile, risulta però difficile se non impossibile determinare la legge con cui si sviluppa questa variazione. Allora è stato seguito il criterio proposto da Arce (1993) che prevede di considerare uno spessore costante di valore proporzionale al diametro della canna, in particolare anche analizzando i dati da me in possesso:
t = 0,10 Фest
dove:
6.6 Verifiche
Gli elementi componenti ciascun telaio sono stati classificati in base allo schema seguente:
ELEMENTO 4 ELEMENTO 6 ELEMENTO 11 ELEMENTO 14 ELEMENTO 13 ELEMENTO 9 ELEMENTO 5 ELEMENTO 7 ELEMENTO 8 ELEMENTO 10 ELEMENTO 12 ELEMENTO 15 ELEMENTO 2 ELEMENTO 1
ELEMENTO 3 ELEMENTO 17 ELEMENTO 16
6.6.1 Arcarecci
q
l
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4Carichi considerati
q = 45 daN/mCaratteristiche di sollecitazione
M = 35,15 daNmVerifiche di resistenza
σ = 60,65 daN/cm2 σamm = 300 daN/cm2Verifiche di deformabilità
fmax = 0,67 cm ottenuta senza applicare i coefficienti amplificativi
L/200 = 1,25 cm γs = 1,88
Per quanto riguarda la freccia massima come è possibile notare è abbastanza rilevante. C’è da dire che nell’analisi non è stata considerata la rigidezza della copertura che seppur di modesto valore in parte collabora, inoltre gli appoggi seppur considerati cerniere possono in parte trasferire azioni flettenti. Per tali motivi e in considerazione che una maggior deformazione di quella teorica determinata non causa eccessivi problemi, è stata ritenuta accettabile la freccia determinata.
6.6.2 Corrente inferiore
Elemento 5
l
N
N
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 2200 mmCaratteristiche di sollecitazione
Nperm = 527 daN permanenti più peso proprio Nsovr = 527 daN sovraccarico
Nvent = 204 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σ = 173 daN/cm2
Elemento 9
l
N
N
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 2290 mmCaratteristiche di sollecitazione
Nperm = 366 daN permanenti + peso proprio Nsovr = 366 daN sovraccarico
Nvent = 27 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σ = 107 daN/cm2
Elemento 13
l
N
N
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 2200 mmCaratteristiche di sollecitazione
Nperm = 527 daN permanenti + peso proprio Nsovr = 527 daN sovraccarico
Nvent = 204 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σ = 173 daN/cm2
6.6.3 Corrente superiore
Elemento 4
Q
1L
L1
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 1780 mm L1 = 890 mm λ = 55,6Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 556 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 556 daN sovraccarico
Nvent = 186 daN vento laterale
Mperm = 2040 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 2040 daN cm sovraccarico Mvent = 1910 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 149 daN/cm2
σnamm = 1800 daN/cm2
σm = 384 daN/cm2
σn/σnamm + σm/ σmamm = 0,70 <1
Verifiche di stabilità
L’influenza dell’azione flettente è trascurabile.
Elemento 6
Q
1L
L1
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 1810 mm L1 = 905 mm λ = 56,5Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 464 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 464 daN sovraccarico
Nvent = 147 daN vento laterale
Mperm = 2128 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 2128 daN cm sovraccarico Mvent = 1918 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 149 daN/cm2 σnamm = 1800 daN/cm2 σm = 397 daN/cm2 σmamm = 1080 daN/cm2 σn/σnamm + σm/ σmamm = 0,71 <1Verifiche di stabilità
L’influenza dell’azione flettente è trascurabile.
Elemento 11
Q
1L
L1
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 1810 mm L1 = 905 mm λ = 56,5Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 464 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 464 daN sovraccarico
Nvent = 46 daN vento laterale
Mperm = 2128 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 2128 daN cm sovraccarico Mvent = 787 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 138 daN/cm2 σnamm = 1800 daN/cm2 σm = 338 daN/cm2 σmamm = 1080 daN/cm2 σn/σnamm + σm/ σmamm = 0,63 <1Verifiche di stabilità
L’influenza dell’azione flettente è trascurabile.
Elemento 14
Q
1L
L1
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 1780 mm λ = 55,6Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 556 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 556 daN sovraccarico
Nvent = 34 daN vento laterale
Mperm = 2040 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 2040 daN cm sovraccarico Mvent = 0 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 163 daN/cm2 σnamm = 1800 daN/cm2 σm = 285 daN/cm2 σmamm = 1080 daN/cm2 σn/σnamm + σm/ σmamm = 0,64 <1Verifiche di stabilità
L’influenza dell’azione flettente è trascurabile.
6.6.4 Diagonali
Elemento 7
L
Caratteristiche fisiche
Ф = 80 mm s = 8 mm A = 1810 mm2 J = 1187100 mm4 L = 810 mm λ = 31,6Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 153 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 153 daN sovraccarico
Nvent = 144 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 59 daN/cm2
σnamm = 430 daN/cm2
Verifiche di stabilità
Elemento 8
L
Caratteristiche fisiche
Ф = 80 mm s = 8 mm A = 1810 mm2 J = 1187100 mm4 L = 1640 mm λ = 64Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 153 daN permanenti + peso proprio Nsovr = 153 daN sovraccarico
Nvent = 144 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 59 daN/cm2
Elemento 10
L
Caratteristiche fisiche
Ф = 80 mm s = 8 mm A = 1810 mm2 J = 1187100 mm4 L = 1640 mm λ = 64Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 153 daN permanenti + peso proprio Nsovr = 153 daN sovraccarico
Nvent = 0 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 44 daN/cm2
Elemento 12
L
Caratteristiche fisiche
Ф = 80 mm s = 8 mm A = 1810 mm2 J = 1187100 mm4 L = 810 mm λ = 31,6Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 153 daN permanenti + peso proprio Nsovr = 153 daN sovraccarico
Nvent = 0 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 44 daN/cm2
σnamm = 1800 daN/cm2
Verifica di stabilità
6.6.5 Copertura laterale
Elemento 2
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 2160 mm λ = 55,6Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 71 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 71 daN sovraccarico
Nvent = 7 daN vento laterale
Mperm = 3293 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 3293 daN cm sovraccarico Mvent = 685 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 19 daN/cm2 σnamm = 1800 daN/cm2 σm = 495 daN/cm2 σmamm = 1080 daN/cm2 σn/σnamm + σm/ σmamm = 0,47 <1Elemento 2
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm A = 2827 mm2 J = 2898100 mm4 L = 2570 mm λ = 100,3Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 109 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 109 daN sovraccarico
Nvent = 23 daN vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 19 daN/cm2
σnamm = 1800 daN/cm2
Verifiche di stabilità
6.6.6 Colonne
Le colonne sono costituite da quattro canne collegate a due a due da piatti in multistatro aventi funzione di calastrelli. Ciò è stato reso necessario dall’esigenze di garantire un vincolo sufficientemente rigido alla base per limitare la deformazione orizzontale della struttura.
La sezione resistente nel piano trasversale è pertanto:
2
5
La verifica di resistenza è stata condotta scomponendo il momento flettente in una coppia di forze applicate alla base della struttura in questo modo:
101510
35
25
Dove: N = M/25
Elemento 3
Caratteristiche fisiche
Ф = 100 mm s = 10 mm
A = 2827 mm2 area singola canna
Atot = 5654 mm2 area totale
J = 2898100 mm4 momento di inerzia singola canna
Jtot = 183610000 mm4 momento di inerzia totale
L1 = 750 mm distanza fra due calastrelli
Ltot = 2900 mm altezza colonna
λs = 23 snellezza singola asta λt = 16 snellezza colonna composta
Caratteristiche di sollecitazione
Nperm = 374 daN permanenti + peso proprio
Nsovr = 374 daN sovraccarico
Nvent = 138 daN vento laterale
Mperm = 3000 daNcm permanenti + peso proprio Msovr = 3000 daN cm sovraccarico Mvent = 35600 daNcm vento laterale
Verifiche di resistenza
σn = 238 daN/cm2
σnamm = 430 daN/cm2
Verifiche di stabilità
6.6.7 Verifiche di deformabilità
È stata controllata la freccia massima della capriata nel punto di mezzeria e lo spostamento massimo orizzontale della testa delle colonne. Di seguito sono riportati i valori ottenuti e a titolo esemplificativo la deformata sotto i carichi permanenti.
Trave reticolare
fpmax = 0,32 cm freccia dovuta ai carichi permanenti
fsmax = 0,32 cm freccia dovuta ai sovraccarichi
fvmax = 0,03 cm freccia dovuta al vento
ftot = 2,68 cm L/300 = 2,33 cm L/250= 2,88 cm
Colonne
fpmax = 0,05 cm freccia dovuta ai carichi permanenti
fsmax = 0,05 cm freccia dovuta ai sovraccarichi
fvmax = 0,53 cm freccia dovuta al vento
ftot = 2,00 cm
h = 300 cm altezza colonna h/150 = 2,00 cm
6.6.8 Collegamenti
Nodo elementi 4-6-7
Caratteristiche piatto e bulloni
s = 2 x 6mm = 12 mm spessore piatto
Ф = 8 mm diametro bulloni
A = 96 mm2 area superficie contatto piatto-bullone
Azioni sul collegamento
N4 =530 + 530 + 186 = 1246 daN N7 = 152 +152 + 144 = 448 daN
Verifica a rifollamento
σrif4 = 259 daN/cm2 σrif7 = 15,5 daN/cm2 σrifmax = 470 daN/cm2 γ4 = 1,81 coefficiente di sicurezza γ7 = 30 coefficiente di sicurezzaNodo elementi 2-3-4-5
Caratteristiche piatto e bulloni
s = 2 x 6mm = 12 mm spessore piatto
Ф = 8 mm diametro bulloni
A = 96 mm2 area superficie contatto piatto-bullone
Azioni sul collegamento
N2 = 147 daN
N3a = 443 daN
N3b = 443 daN
La non coincidenza degli assi dei collegamenti della copertura con quello delle colonne produce un eccentricità trascurabile (per cui N3a e N3b sono uguali).
N5 = 1252 daN N6 = 1298 daN