PROGETTO VIA DI CORSA CARROPONTE: EN 1993 - 6
Dott. Ing. Simone Caffè
Definizione del materiale: Fattori di sicurezza:
E
s:= 210000 MPa ⋅ γ
M0:= 1.05
γ
M1:= 1.05 γ
steel78.5 kN
m
3⋅ :=
γ
M2:= 1.25 f
y:= 275 MPa ⋅
f
u:= 430 MPa ⋅ f
y_rid:= 255 MPa ⋅ f
u_rid:= 410 MPa ⋅
Caratteristiche meccaniche della sezione trasversale della trave:
h := 2000 mm ⋅ b := 400 mm ⋅ t
w:= 20 mm ⋅ t
f:= 40 mm ⋅
Altezza dell'anima:
h
w:= h − 2 t ⋅
f= 1920 mm ⋅
Area della sezione trasversale:
A
t:= 2 b ⋅ t ⋅
f+ h
w⋅ t
w= 704 cm ⋅
2Aree di taglio:
A
Vz:= A
t− 2 b ⋅ t ⋅
f= 384 cm ⋅
2A
Vy:= A
t− h
w⋅ t
w= 320 cm ⋅
2Momenti di Inerzia:
I
y2 b t ⋅
f312 b t ⋅
fh 2
t
f− 2
2
⋅
+
⋅ t
w⋅ h
w3+ 12 = 4253354.67 cm ⋅
4:=
I
z2 t
f⋅ b
3⋅ 12 h
w⋅ t
w3+ 12 = 42794.67 cm ⋅
4:=
Moduli di resistenza elastici:
W
el_y2 I ⋅
yh = 42533.55 cm ⋅
3:=
W
el_z2 I ⋅
zb = 2139.73 cm ⋅
3:=
Moduli di resistenza plastici:
W
pl_y2 b t ⋅
fh 2
t
f− 2
⋅
⋅ t
w⋅ h
w2+ 4 = 49792 cm ⋅
3:=
W
pl_z2 t
f⋅ b
2⋅ 4 h
w⋅ t
w2+ 4 = 3392 cm ⋅
3:=
Raggi di inerzia:
i
yI
yA
t= 77.73 cm ⋅ :=
i
zI
zA
t= 7.8 cm ⋅ :=
Momento di inerzia torsionale:
I
t1
3 h
w⋅ t
w3+ 2 b ⋅ t ⋅
f3
⋅ = 2218.67 cm ⋅
4:=
Costante di Warping:
I
wt
f⋅ ( h − t
f)
2⋅ b
324 = 409770666.67 cm ⋅
6:=
Classificazione della sezione - EC3 e NTC2008
ε
s235 MPa ⋅ f
y= 0.92 :=
CLASSIFICAZIONE DEL PANNELLO D'ANIMA:
Spessore del cordone di saldatura tra ali e anima:
s
weld:= min t ( )
f, t
w⋅ 2 2 = 14.14 mm ⋅
c
w:= h − 2 t ⋅
f− 2 s ⋅
weld= 1891.72 mm ⋅ t
w= 20 mm ⋅
ρ
wc
wt
w94.59
= :=
CL
w_FLEX1 if ρ
w≤ 72 ε ⋅
s2 if 72 ε ⋅
s< ρ
w≤ 83 ε ⋅
s3 if 83 ε ⋅
s< ρ
w≤ 124 ε ⋅
s4 otherwise
= 3 :=
CL
w_COMP1 if ρ
w≤ 33 ε ⋅
s2 if 33 ε ⋅
s< ρ
w≤ 38 ε ⋅
s3 if 38 ε ⋅
s< ρ
w≤ 42 ε ⋅
s4 otherwise
= 4 :=
CLASSIFICAZIONE DEL PANNELLO D'ALA:
c
f:= 0.5 b ⋅ − 0.5 t ⋅
w− s
weld= 175.86 mm ⋅ t
f= 40 mm ⋅
ρ
fc
ft
f= 4.4 :=
CL
f_COMP1 if ρ
f≤ 9 ε ⋅
s2 if 9 ε ⋅
s< ρ
f≤ 10 ε ⋅
s3 if 10 ε ⋅
s< ρ
f≤ 14 ε ⋅
s4 otherwise
= 1 :=
CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE PER COMPRESSIONE PURA:
CL
COMP:= max CL (
w_COMP, CL
f_COMP) = 4
CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE PER FLESSIONE PURA:
CL
BEND:= max CL (
w_FLEX, CL
f_COMP) = 3
CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE:
CL := max CL (
COMP, CL
BEND) = 4
Calcolo delle caratteristiche efficaci della sezione - EN 1993 - 1 - 5
N
Ed:= 410 kN ⋅ M
Ed_y:= 6250 kN ⋅ ⋅ m (inserire le sollecitazioni piu gravose)
σ
1N
EdA
tM
Ed_yI
y⋅ ( h − t
f− s
weld)
+ = 291.75 MPa ⋅
:=
σ
2N
EdA
tM
Ed_yI
y⋅ ( h − t
f− s
weld)
− = − 280.11 ⋅ MPa
:=
ψ σ
2σ
1− 0.96
= :=
k
σ4 if ψ = 1 8.2
1.05 + ψ if 1 > ψ > 0 7.81 if ψ = 0
7.81 − 6.29 ψ ⋅ + 9.78 ψ ⋅
2if 0 > ψ > − 1 23.9 if ψ = − 1
5.98 1 ⋅ ( − ψ )
2if − 1 > ψ ≥ − 3
22.86
=
:=
Snellezza del pannello d'anima (§4.4 EN 1993-1-5):
λ
pc
wt
w⋅ ( 28.4 ε ⋅
s⋅ k
σ) = 0.75
:=
Fattore di riduzione:
ρ
p1 if λ
p≤ 0.5 + 0.085 − 0.055 ψ ⋅ λ
p− 0.055 3 ( + ψ )
λ
p2otherwise
= 1 :=
Dimensione efficace del pannello d'anima:
c
w_effρ
p⋅ c
wif 1 ≥ ψ ≥ 0 ρ
p⋅ c
w1 − ψ otherwise
965.12 mm ⋅
= :=
Porzioni efficaci del pannello d'anima:
c
w_10.5 c ⋅
w_effif ψ = 1 2 c ⋅
w_eff5 − ψ if 1 > ψ ≥ 0 0.4 c ⋅
w_effotherwise
386.05 mm ⋅
= :=
c
w_20.5 c ⋅
w_effif ψ = 1 c
w_eff− c
w_1if 1 > ψ ≥ 0 0.6 c ⋅
w_effotherwise
579.07 mm ⋅
= :=
Dimensione della porzione non efficace del pannello d'anima:
c
w_non_effc
w− c
w_effif 1 ≥ ψ ≥ 0 c
w1 − ψ − ( c
w_1+ c
w_2) otherwise
0 mm ⋅
= :=
Ordinata del baricentro della porzione non efficace rispetto al TOS:
z
non_eff:= t
f+ s
weld+ c
w_1+ 0.5 c ⋅
w_non_eff= 440.19 mm ⋅ Area efficace della sezione (§4.1 EN 1993-1-5):
A
eff:= A
t− c
w_non_eff⋅ t
w= 704 cm ⋅
2Ordinata del baricentro della sezione efficace rispetto al TOS:
z
G_effA
t⋅ 0.5 ⋅ h − c
w_non_eff⋅ z t
w⋅
non_effA
eff= 1000 mm ⋅
:=
Eccentricità tra il baricentro dell'area geometrica e quella efficace:
e
N:= 0.5 h ⋅ − z
G_eff= 0 mm ⋅ Momenti di inerzia efficaci:
I
y_effI
yc
w_non_eff3⋅ t
w− 12 − c
w_non_eff⋅ t
w⋅ ( z
G_eff− z
non_eff)
2= 4253354.67 cm ⋅
4:=
I
z_effI
zc
w_non_eff⋅ t
w3− 12 = 42794.67 cm ⋅
4:=
Moduli di resistenza efficaci:
W
eff_ymin I
y_effz
G_effI
y_effh − z
G_eff ,
= 42533.55 cm ⋅
3:=
W
eff_z2 I ⋅
z_effb = 2139.73 cm ⋅
3:=
Raggi di inerzia efficaci:
i
y_effI
y_effA
eff= 77.73 cm ⋅ :=
i
z_effI
z_effA
eff= 7.8 cm ⋅ :=
Determinazione delle azioni indotte dal carroponte sulla via di corsa:
Luce della via di corsa (trave considerata in semplice appoggio) e distanza "a" tra gli irrigidimenti d'anima:
L
t:= 10 m ⋅ a := 2.5 m ⋅
Carichi caratteristici complessivi sulle quattro ruote:
F
z1_k:= 730 kN ⋅ F
y1_k:= 70 kN ⋅ F
x1_k:= 105 kN ⋅ F
z2_k:= 730 kN ⋅ F
y2_k:= 0 kN ⋅ F
x2_k:= 0 kN ⋅ F
z3_k:= 730 kN ⋅ F
y3_k:= 0 kN ⋅ F
x3_k:= 0 kN ⋅ F
z4_k:= 730 kN ⋅ F
y4_k:= 0 kN ⋅ F
x4_k:= 105 kN ⋅ Distanza tra le ruote:
x
1_2:= 2900 mm ⋅ x
2_3:= 1400 mm ⋅ x
3_4:= 2900 mm ⋅
Portata massima del carroponte:
Q
h:= 2000 kN ⋅
Carico dovuto alla trave del carroponte:
Q
c:= 2 F ⋅ (
z1_k+ F
z2_k+ F
z3_k+ F
z4_k− Q
h) = 1840 kN ⋅
Coefficienti dinamici per carichi verticali:
Velocità di sollevamento a regime:
v
h1.5 m ⋅
0.15 min ⋅ 0.17 m
= s :=
Tipologia del Carroponte (Appendice B - EN 1991-5): HC2 β
20.34 s
⋅ m :=
φ
2_min:= 1.10
φ
1:= 1.10
φ
3:= 1.00
φ
4:= 1.00
φ
5:= 1.50
φ
2:= φ
2_min+ β
2⋅ v
h= 1.16
Carichi dinamici su ciascuna ruota:
Numero di ruote su ciascun lato:
n
r:= 4
Carico verticale su ciascuna ruota:
F
z1_Edφ
1Q
c2 n ⋅
r⋅ φ
2F
z1_kQ
c2 n ⋅
r− ( )
⋅
+ = 831.33 kN ⋅
:=
F
z2_Edφ
1Q
c2 n ⋅
r⋅ φ
2F
z2_kQ
c2 n ⋅
r− ( )
⋅
+ = 831.33 kN ⋅
:=
F
z3_Edφ
1Q
c2 n ⋅
r⋅ φ
2F
z3_kQ
c2 n ⋅
r− ( )
⋅
+ = 831.33 kN ⋅
:=
F
z4_Edφ
1Q
c2 n ⋅
r⋅ φ
2F
z4_kQ
c2 n ⋅
r− ( )
⋅
+ = 831.33 kN ⋅
:=
Carico trasversale sulla ruota 1 oppure sulla 4:
F
y_Ed:= φ
5⋅ F
y1_k= 105 kN ⋅
Carico longitudinale sulle ruote 1 e 4:
F
x1_Ed:= φ
5⋅ F
x1_k= 157.5 kN ⋅ F
x4_Ed:= φ
5⋅ F
x4_k= 157.5 kN ⋅
Eccentricità tra il carico orizzontale ed il COG della via di corsa:
h
r:= 100 mm ⋅ (altezza della rotaia)
e
z:= 0.5 h ⋅ + h
r= 1.1 m
Determinazione delle caratteristiche di sollecitazione (SLU ed SLS):
Sollecitazioni indotte dal peso proprio della via di corsa:
q
SWA
t⋅ γ
steel5.53 kN
⋅ m
= :=
M
Ed_SW( ) x
q
SW⋅ L
t2 ⋅ x q
SWx
2⋅ 2
− :=
V
Ed_SW( ) x
x M
Ed_SW( ) x d
d :=
Sollecitazioni indotte dai carichi mobili verticali:
Configurazione 1
M
y_add:= F
x4_Ed⋅ e
z= 173.25 kN m ⋅ ⋅
R
B_1M
y_addL
t= 17.32 kN ⋅ :=
R
A_1F
z4_EdM
y_addL
t− = 814.01 kN ⋅ :=
Configurazione 2
R
B_2F
z4_Ed⋅ x
3_4L
tM
y_addL
t+ = 258.41 kN ⋅ :=
R
A_2:= F
z4_Ed+ F
z3_Ed− R
B_2= 1404.26 kN ⋅
N
Ed_ML_2( ) x F
x4_Edif 0 ≤ x ≤ x
3_40 otherwise
:=
V
Ed_ML_2( ) x ( R
A_2− F
z3_Ed) if 0 ≤ x ≤ x
3_4R
A_2− F
z3_Ed( ) − F
z4_Edotherwise
:=
M
Ed_ML_2( ) x ( R
A_2− F
z3_Ed) ⋅ x if 0 ≤ x ≤ x
3_4R
A_2− F
z3_Ed( ) ⋅ x − F
z4_Ed⋅ ( x − x
3_4) + M
y_addotherwise :=
Configurazione 3
x
2_4:= x
2_3+ x
3_4= 4.3 m
R
B_3F
z4_Ed⋅ x
2_4+ F
z3_Ed⋅ x
2_3L
tM
y_addL
t+ = 491.19 kN ⋅ :=
R
A_3:= F
z2_Ed+ F
z3_Ed+ F
z4_Ed− R
B_3= 2002.82 kN ⋅
N
Ed_ML_3( ) x F
x4_Edif 0 ≤ x ≤ x
2_40 otherwise
:=
V
Ed_ML_3( ) x ( R
A_3− F
z2_Ed) if 0 ≤ x ≤ x
2_3R
A_3− F
z2_Ed( ) − F
z3_Edif x
2_3< x ≤ x
2_4R
A_3− F
z2_Ed( ) − F
z3_Ed− F
z4_Edotherwise :=
M
Ed_ML_3( ) x ( R
A_3− F
z2_Ed) ⋅ x if 0 ≤ x ≤ x
2_3R
A_3− F
z2_Ed( ) ⋅ x − F
z3_Ed⋅ ( x − x
2_3) if x
2_3< x ≤ x
2_4R
A_3− F
z2_Ed( ) ⋅ x − F
z3_Ed⋅ ( x − x
2_3) − F
z4_Ed⋅ ( x − x
2_4) + M
y_addotherwise
:=
Configurazione 4
x
1_4:= x
1_2+ x
2_3+ x
3_4= 7.2 m x
1_3:= x
1_2+ x
2_3= 4.3 m x
1_2= 2.9 m
R
B_4F
z4_Ed⋅ x
1_4+ F
z3_Ed⋅ x
1_3+ F
z2_Ed⋅ x
1_2L
t2 M ⋅
y_addL
t+ = 1231.77 kN ⋅ :=
R
A_4:= F
z4_Ed+ F
z3_Ed+ F
z2_Ed+ F
z1_Ed− R
B_4= 2093.56 kN ⋅
N
Ed_ML_4( ) x F
x4_Edif 0 ≤ x ≤ x
1_40 otherwise
:=
V
Ed_ML_4( ) x ( R
A_4− F
z1_Ed) if 0 ≤ x ≤ x
1_2R
A_4− F
z1_Ed( ) − F
z2_Edif x
1_2< x ≤ x
1_3R
A_4− F
z1_Ed( ) − F
z2_Ed− F
z3_Edif x
1_3< x ≤ x
1_4R
A_4− F
z1_Ed( ) − F
z2_Ed− F
z3_Ed− F
z4_Edotherwise :=
M
Ed_ML_4( ) x ( R
A_4− F
z1_Ed) ⋅ x + M
y_addif 0 ≤ x ≤ x
1_2R
A_4− F
z1_Ed( ) ⋅ x − F
z2_Ed⋅ ( x − x
1_2) + M
y_addif x
1_2< x ≤ x
1_3R
A_4− F
z1_Ed( ) ⋅ x − F
z2_Ed⋅ ( x − x
1_2) − F
z3_Ed⋅ ( x − x
1_3) + M
y_addif x
1_3< x ≤ x
1_4R
A_4− F
z1_Ed( ) ⋅ x − F
z2_Ed⋅ ( x − x
1_2) − F
z3_Ed⋅ ( x − x
1_3) − F
z4_Ed⋅ ( x − x
1_4) + 2 M ⋅
y_addotherwise
:=
Configurazione 5
x
A_1:= 0.5 L ⋅ (
t− x
1_4) = 1.4 m
x
A_2:= x
A_1+ x
1_2= 4.3 m x
A_3:= x
A_1+ x
1_3= 5.7 m x
A_4:= x
A_1+ x
1_4= 8.6 m
R
B_5F
z4_Ed⋅ x
A_4+ F
z3_Ed⋅ x
A_3+ F
z2_Ed⋅ x
A_2+ F
z1_Ed⋅ x
A_1L
t2 M ⋅
y_addL
t+ = 1697.32 kN ⋅ :=
R
A_5:= F
z4_Ed+ F
z3_Ed+ F
z2_Ed+ F
z1_Ed− R
B_5= 1628.02 kN ⋅
N
Ed_ML_5( ) x F
x4_Ed+ F
x1_Edif 0 ≤ x ≤ x
A_1F
x4_Edif x
A_1< x ≤ x
A_40 otherwise
:=
V
Ed_ML_5( ) x R
A_5if 0 ≤ x ≤ x
A_1R
A_5− F
z1_Edif x
A_1< x ≤ x
A_2R
A_5− F
z1_Ed− F
z2_Edif x
A_2< x ≤ x
A_3R
A_5− F
z1_Ed− F
z2_Ed− F
z3_Edif x
A_3< x ≤ x
A_4R
A_5− F
z1_Ed− F
z2_Ed− F
z3_Ed− F
z4_Edotherwise :=
M
Ed_ML_5( ) x R
A_5⋅ x if 0 ≤ x ≤ x
A_1R
A_5⋅ x − F
z1_Ed⋅ ( x − x
A_1) + M
y_addif x
A_1< x ≤ x
A_2R
A_5⋅ x − F
z1_Ed⋅ ( x − x
A_1) − F
z2_Ed⋅ ( x − x
A_2) + M
y_addif x
A_2< x ≤ x
A_3R
A_5⋅ x − F
z1_Ed⋅ ( x − x
A_1) − F
z2_Ed⋅ ( x − x
A_2) − F
z3_Ed⋅ ( x − x
A_3) + M
y_addif x
A_3< x ≤ x
A_4R
A_5⋅ x − F
z1_Ed⋅ ( x − x
A_1) − F
z2_Ed⋅ ( x − x
A_2) − F
z3_Ed⋅ ( x − x
A_3) − F
z4_Ed⋅ ( x − x
A_4) + 2 M ⋅
y_addotherwise
:=
INVILUPPO DELLE SOLLECITAZIONI - Stato Limite Uitimo Fattori di combinazione:
γ
SW:= 1.30 (coeff. parziale per il peso proprio del carroponte) γ
ML:= 1.30 (coeff. parziale per la portata della gru)
Inviluppo della Forza Normale
N
Ed_max( ) x := γ
ML⋅ max N (
Ed_ML_2( ) N x ,
Ed_ML_3( ) x , N
Ed_ML_4( ) x , N
Ed_ML_5( ) x )
N
Ed_min( ) x := γ
ML⋅ min N (
Ed_ML_2( ) N x ,
Ed_ML_3( ) x , N
Ed_ML_4( ) x , N
Ed_ML_5( ) x )
Inviluppo della Forza di Taglio lungo l'asse z
V
Ed_z_max( ) x := γ
ML⋅ max V (
Ed_ML_2( ) V x ,
Ed_ML_3( ) x , V
Ed_ML_4( ) x , V
Ed_ML_5( ) x ) + γ
SW⋅ V
Ed_SW( ) x V
Ed_z_min( ) x := γ
ML⋅ min V (
Ed_ML_2( ) V x ,
Ed_ML_3( ) x , V
Ed_ML_4( ) x , V
Ed_ML_5( ) x ) + γ
SW⋅ V
Ed_SW( ) x
Inviluppo dei Momenti Flettenti attorno all'asse y
M
Ed_y_max( ) x := γ
ML⋅ max M (
Ed_ML_2( ) M x ,
Ed_ML_3( ) x , M
Ed_ML_4( ) x , M
Ed_ML_5( ) x ) + γ
SW⋅ M
Ed_SW( ) x M
Ed_y_min( ) x := γ
ML⋅ min M (
Ed_ML_2( ) M x ,
Ed_ML_3( ) x , M
Ed_ML_4( ) x , M
Ed_ML_5( ) x ) + γ
SW⋅ M
Ed_SW( ) x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 10× 5 4 10× 5 6 10× 5 8 10× 5
Inviluppo delle Forze Normali
[m]
[N ]
NEd_maxx( )NEd_min( )x
x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
−3×106
−1.8×106
−6×105 6 10× 5 1.8 10× 6 3 10× 6
Inviluppo delle Forze di Taglio lungo Z
[m]
[N ]
VEd_z_maxx( )VEd_z_min( )x
x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
−2×106 2 10× 6 4 10× 6 6 10× 6 8 10× 6
Inviluppo dei Momenti Flettenti attorno a Y
[m]
[N m ]
MEd_y_maxx( ) MEd_y_min( )xx
Massimo Momento Flettente attorno all'asse z
Si considera la distanza "d" tra i montanti della reticolare orizzontale di stabilizzazione della via di corsa:
d := 0.25 L ⋅
t= 2.5 m
M
Ed_z_maxγ
ML⋅ F
y_Ed⋅ d
4 = 85.31 kN m ⋅ ⋅ :=
Massima Forza di Taglio lungo l'asse y
V
Ed_y_max:= γ
ML⋅ F
y_Ed= 136.5 kN ⋅
Massimo Torcente "non uniforme"
T
w_Ed:= γ
ML⋅ ( F
y_Ed) ⋅ h 2 = 136.5 kN m ⋅ ⋅
Tensioni locali al di sotto della ruota §5.7.1 - EC 1993-6:
Dimensioni della rotaia:
b
r:= 50 mm ⋅ h
r= 100 mm ⋅
Area della sezione trasversale della rotaia:
A
r:= b
r⋅ h
r= 5000 mm ⋅
2Momento d'inerzia della sezione trasversale della rotaia:
I
rb
r⋅ h
r312 = 4166666.67 mm ⋅
4:=
Larghezza efficace di calcolo (eq. 5.3 EN 1993-6):
b
eff:= min b (
r+ h
r+ t
f) , b = 190 mm ⋅
Area della sezione della flangia calcolato considerando b
eff: A
f_eff:= b
eff⋅ t
f= 7600 mm ⋅
2Momento d'inerzia della flangia calcolato considerando b
eff:
I
f_effb
eff⋅ t
f312 = 1013333.33 mm ⋅
4:=
Area della sezione complessiva flangia + rotaia:
A
rf:= A
r+ b
eff⋅ t
f= 12600 mm ⋅
2Posizione del baricentro della flangia + rotaia:
z
rfA
r⋅ ( t
f+ 0.5 h ⋅
r) + A
f_eff⋅ ( 0.5 t ⋅
f)
A
rf= 47.78 mm ⋅ :=
Momento d'inerzia della sezione complessiva flangia + rotaia:
I
rf:= I
r+ I
f_eff+ A
r⋅ ( t
f+ 0.5 h ⋅
r) − z
rf
2+ A
f_eff⋅ ( z
rf− 0.5 t ⋅
f)
2= 19957777.78 mm ⋅
4Tipologia di connes sione tra flangia della via di corsa e la rotaia:
CRF = rotaia rigidamente connessa alla flangia CNF = rotaia non connessa alla flangia
CNE = rotaia con interposto un elastomero
Type := "CRF"
Lunghezza efficace (eq. 5.1 EN 1993-6):
l
eff3.25 I
rft
w
1 3
⋅ if Type = "CRF"
3.25 ( I
r+ I
f_eff)
t
w
1 3
⋅ if Type = "CNF"
4.25 ( I
r+ I
f_eff)
t
w
1 3
⋅ otherwise
324.77 mm ⋅
= :=
Tensione verticale limite al di sotto della ruota:
f
y_w_wheelf
yif t
w≤ 40 mm ⋅ f
y_ridif t
w> 40 mm ⋅
275 MPa ⋅
=
:=
Tensione verticale locale al di sotto della ruota:
σ
oz_Edmax F (
z1_Ed, F
z2_Ed, F
z3_Ed, F
z4_Ed)
l
eff+ 2 s ⋅
weld( ) ⋅ t
w= 117.73 MPa ⋅ :=
Tasso di lavoro:
ρ
σ_localσ
oz_Ed⋅ γ
M0f
y_w_wheel= 0.45 :=
Tensione tangenziale locale dovuta all'effetto delle ruote:
τ
oxz_Ed:= 0.2 σ ⋅
oz_Ed= 23.55 MPa ⋅ Tasso di lavoro:
ρ
τ_localτ
oxz_Ed⋅ γ
M0⋅ 3 f
y_w_wheel= 0.16 :=
Tensioni locali dovute all'eccentricità della ruota §5.7.3 - EC 1993-6:
Distanza tra gli irrigidimenti d'anima:
a = 2.5 m
Eccentricità della ruota §2.5.2.1.(2) EN 1991-3:
e
y:= max 0.5 t ( ⋅
w, 0.25 b ⋅
r) = 12.5 mm ⋅
Momento torcente dovuto all'eccentricità della ruota:
T
Ed_wheel:= max F (
z1_Ed, F
z2_Ed, F
z3_Ed, F
z4_Ed) ⋅ e
y= 10.39 kN m ⋅ ⋅ Momento di inerzia torsionale della flangia:
I
tf1
3 ⋅ t b ⋅
f3= 853.33 cm ⋅
4:=
Coefficiente η (eq. 5.9b EC 1993-6):
η 0.75 a ⋅ t ⋅
w3I
tfsinh π h ⋅
wa
2
sinh 2 π ⋅ h ⋅
wa
2 π ⋅ h ⋅
w− a
⋅ = 0.97
:=
Tensione locale nell'anima irrigidita:
σ
T_w_Ed6 T ⋅
Ed_wheela t ⋅
w2⋅ tanh η η ⋅ ( ) = 45.15 MPa ⋅ :=
Tensioni globali §6.2.9 - EC 1993-1-1:
Classe della sezione trasversale:
CL
N_MCL
BENDif N
Ed= 0 4 if N
Ed≠ 0 ∧ ρ
p< 1.0 3 if N
Ed≠ 0 ∧ ρ
p≥ 1.0 :=
CL
N_M= 3
Area della sezione trasversale:
A
traveA
tif CL
N_M≤ 3 A
effif CL
N_M= 4
704 cm ⋅
2=
:=
Momenti d'inerzia della trave:
I
y_traveI
yif CL
N_M≤ 3 I
y_effif CL
N_M= 4
4253354.67 cm ⋅
4=
:= I
z_traveI
zif CL
N_M≤ 3
I
z_effif CL
N_M= 4
42794.67 cm ⋅
4= :=
Moduli di resitenza della trave:
W
y_traveW
pl_yif CL
N_M≤ 2 W
el_yif CL
N_M= 3 W
eff_yif CL
N_M= 4
42533.55 cm ⋅
3=
:= W
z_traveW
pl_zif CL
N_M≤ 2
W
el_zif CL
N_M= 3 W
eff_zif CL
N_M= 4
2139.73 cm ⋅
3= :=
Raggi d'inerzia :
i
y_traveI
y_traveA
trave= 77.73 cm ⋅ :=
i
z_traveI
z_traveA
trave= 7.8 cm ⋅ :=
Tensione normale dovuta al momento torcente non uniforme (metodo approssimato):
Momento flettente agente sulle ali attono all'asse z e dovuto al momento torcente non uniforme:
B
EdT
w_Edh − t
fd
⋅ 8 = 21.76 kN m ⋅ ⋅ :=
Tensione longitudinale dovuta al momente torcente non uniforme:
σ
w_Ed6 B ⋅
Edt
f⋅ b
220.4 MPa ⋅
= :=
Tensione normale nel punto (1):
σ
x_1_Ed( ) x
N
Ed_max( ) x A
traveN
Ed_max( ) e x ⋅
N+ M
Ed_y_max( ) x W
y_trave+ M
Ed_z_maxW
z_trave+ + σ
w_Ed:=
Tensione normale nel punto (2):
σ
x_2_Ed( ) x
N
Ed_max( ) x A
traveN
Ed_max( ) e x ⋅
N+ M
Ed_y_max( ) x W
y_trave+ :=
Tensione normale nel punto (3):
σ
x_3_Ed( ) x
N
Ed_max( ) x A
traveN
Ed_max( ) e x ⋅
N+ M
Ed_y_max( ) x
I
y_trave⋅ ( 0.5 h ⋅ − t
f− s
weld)
+ + σ
T_w_Ed:=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
−5×107
−2×107 1 10× 7 4 10× 7 7 10× 7 1 10× 8 1.3 10× 8 1.6 10× 8 1.9 10× 8 2.2 10× 8 2.5 10× 8
Tensioni Longitudinali
[m]
[P a]
σx_1_Ed( )x σx_2_Ed( )x σx_3_Ed( )x
x
Tensione tangenziale nel punto (3):
τ
xz_Ed( ) x max
V
Ed_z_max( ) x ⋅ b t ⋅
f⋅ ( 0.5 h ⋅ + 0.5 t ⋅
f)
I
y_trave⋅ t
wV
Ed_z_min( ) x ⋅ b t ⋅
f⋅ ( 0.5 h ⋅ + 0.5 t ⋅
f)
I
y_trave⋅ t
w ,
+ τ
oxz_Ed:=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3.5 10× 7 3.85 10× 7 4.2 10× 7 4.55 10× 7 4.9 10× 7 5.25 10× 7 5.6 10× 7 5.95 10× 7 6.3 10× 7 6.65 10× 7 7 10× 7
Tensioni Tangenziali
[m]
[P a]
τxz_Ed( )x
x
Tensione tangenziale nelle ali dovute al momento torcente secondario e dal taglio orizzontale nei punti (1) e (2):
τ
w_EdT
w_EdI
w⋅ t
fb
2⋅ ( h − t
f) ⋅ t
f16
⋅ = 6.53 MPa ⋅
:= τ
xy_EdV
Ed_y_maxA
Vy= 4.27 MPa ⋅ :=
Tensione globale nel punto (1):
σ
id_1_Ed( ) x := σ
x_1_Ed( ) x
2+ 3 τ ⋅ (
xy_Ed)
2Tensione globale nel punto (2):
σ
id_2_Ed( ) x := σ
x_2_Ed( ) x
2+ 3 τ ⋅ (
w_Ed+ τ
xy_Ed)
2Tensione globale nel punto (3):
σ
id_3_Ed( ) x := σ
x_3_Ed( ) x
2+ σ
oz_Ed2− ( σ
x_3_Ed( ) σ x ⋅
oz_Ed) + 3 τ ⋅
xz_Ed( ) x
2Tensione limite:
σ
lim( ) x f
yγ
M0if max t ( )
f, t
w≤ 40 mm ⋅ f
y_ridγ
M0otherwise :=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3 10× 7 6 10× 7 9 10× 7 1.2 10× 8 1.5 10× 8 1.8 10× 8 2.1 10× 8 2.4 10× 8 2.7 10× 8 3 10× 8
Tensioni Globali
[m]
[P a]
σid_1_Ed( )x σid_2_Ed( )x σid_3_Ed( )x σlim( )x
x
Resistenza a flesso - torsione §6.3.2 - EC 1993-1-1:
Ditanza tra i ritegni torsionali:
a
LT:= d = 2.5 m Lunghezza crititica:
L
cr_LT:= a
LT= 2500 mm ⋅
Posizione di applicazione del carico:
z
g:= e
z= 1100 mm ⋅
Costanti C
1e C
2per la determinazione del momento critico elastico:
C
1:= 1.127 C
2:= 0.454
Momento critico elastico:
ν := 0.3
G
sE
s2 1 ⋅ ( + ν ) = 80769.23 MPa ⋅ :=
M
crC
1π
2⋅ E
s⋅ I
z_traveL
cr_LT2⋅ I
wI
z_traveL
cr_LT2⋅ G
s⋅ I
tπ
2⋅ E
s⋅ I
z_trave+ + ( C
2⋅ z
g)
2− C
2⋅ z
g
⋅ = 96752.25 kN m ⋅ ⋅
:=
Snellezza adimensionale:
λ
LTW
y_trave⋅ f
yM
crif max t ( )
f, t
w≤ 40 mm ⋅ W
y_trave⋅ f
y_ridM
crotherwise
= 0.35
:=
Curva di instabilità:
Curva "c" h b
≤ 2 if
"d" otherwise
"d"
= :=
Coefficienti di imperfezione:
α
LT0.49 if Curva = "c"
0.76 otherwise
= 0.76 :=
Φ
LT0.5 1 + α
LT⋅ ( λ
LT− 0.4 ) 0.75 λ
LT⋅
2 +
⋅ = 0.53
:=
k
c:= 0.94
f min 1.0 1 − 0.5 1 ⋅ ( − k
c) ⋅ 1 − 2.0 0.4 ⋅ ( − 0.8 )
2
,
= 0.98
:=
Coefficienti di instabilità:
χ
LTmin 1.0 1 λ
LT2
, 1
Φ
LT+ Φ
LT2− 0.75 λ ⋅
LT2
⋅ f
,
= 1 :=
Momento resistente di progetto per instabilità flesso - torsionale:
M
b_y_Rdχ
LT⋅ W
y_trave⋅ f
yγ
M1if max t ( )
f, t
w≤ 40 mm ⋅ χ
LT⋅ W
y_trave⋅ f
y_ridγ
M1otherwise
11139.74 kN m ⋅ ⋅
= :=
Effetti del momento torcente secondario (warping):
T
w_Ed= 136.5 kN m ⋅ ⋅
Resistenza al momento torcente secondario:
T
w_Rdt
f⋅ b
24
f
yγ
M1⋅ if max t ( )
f, t
w≤ 40 mm ⋅
t
f⋅ b
24
f
y_ridγ
M1⋅ otherwise
419.05 kN m ⋅ ⋅
= :=
Resistenza al momento flettente attorno all'asse debole:
M
z_RdW
z_trave⋅ f
yγ
M1if max t ( )
f, t
w≤ 40 mm ⋅ W
z_trave⋅ f
y_ridγ
M1otherwise
560.41 kN m ⋅ ⋅
=
:=
Coefficienti:
k
w0.7 0.2 T ⋅
w_EdT
w_Rd− = 0.63
:=
k
zw1 M
Ed_z_maxM
z_Rd− = 0.85
:=
k
α( ) x 1
1 M
Ed_y_max( ) x M
cr− :=
Verifica della sezione per instabilità flesso - torsionale:
ρ
LT( ) x M
Ed_y_max( ) x M
b_y_Rd0.95 M ⋅
Ed_z_maxM
z_Rd+ k
w⋅ k
zw⋅ k
α( ) x ⋅ T
w_EdT
w_Rd+
:=
ρ
lim( ) x := 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.3 0.37 0.44 0.51 0.58 0.65 0.72 0.79 0.86 0.93 1
Verifica di Flesso - Torsione
[m]
ρLT( )x ρlim( )x
x
Verifica di resistenza a taglio e stabilità delle anime - EC 1993-1-5:
η
s:= 1.20 ε
s= 0.92
σ
x_sup_Ed( ) x
N
Ed_max( ) x A
traveN
Ed_max( ) e x ⋅
N+ M
Ed_y_max( ) x
I
y_trave⋅ ( 0.5 h ⋅ − t
f)
+ + σ
T_w_Ed:=
σ
x_inf_Ed( ) x
N
Ed_max( ) x A
traveN
Ed_max( ) e x ⋅
N− M
Ed_y_max( ) x
I
y_trave⋅ ( 0.5 h ⋅ − t
f)
+ + σ
T_w_Ed:=
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
−1×108
−7×107
−4×107
−1×107 2 10× 7 5 10× 7 8 10× 7 1.1 10× 8 1.4 10× 8 1.7 10× 8 2 10× 8
Tensioni nel Pannello d'Anima
[m]
[P a]
σx_sup_Edx( )σx_inf_Ed( )x
x
Ascissa per la quale si vuole calcolare la resistenza all'imbozzamento:
x := 10 m ⋅
Rapporto tra massima e minima tensione longitudinale in corrispondenza dell'ascissa "x":
ψ
pσ
x_sup_Ed( ) x σ
x_inf_Ed( ) x
= 1
:=
k
σ_p4 if ψ
p≥ 1 8.2
1.05 + ψ
pif 1 > ψ
p> 0 7.81 if ψ
p= 0
7.81 − 6.29 ψ ⋅
p+ 9.78 ψ ⋅
p2if 0 > ψ
p> − 1 23.9 if ψ
p= − 1
5.98 1 ⋅ ( − ψ
p)
2if − 1 > ψ
p≥ − 10
= 4 :=
Altezza del pannello d'anima:
h
w= 1.92 m
Tensione critica elastica per un piatto di altezza b
wa spessore t
w:
σ
Eπ
2⋅ E
s⋅ t
w212 1 ⋅ ( − ν
2) ⋅ hw2
20.59 MPa ⋅
= :=
σ
cr_p:= k
σ_p⋅ σ
E= 82.38 MPa ⋅
Coefficiente di imbozzamento:
a = 2.5 m
k
τ_p5.34 4.00 h
wa
2
⋅
+ h
wa
≥ 1.00 if
4.00 5.34 h
wa
2