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Strutture reticolari spaziali in acciaio: tipologie, metodi di calcolo ed esempi applicativi

Informazioni tesi

  Autore: Cosimo Micelli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2011-12
  Università: Politecnico di Bari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria civile e ambientale
  Relatore: Francesco Trentadue
Coautore: Giuseppe Schifone
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 97

La presente tesi descriverà le strutture reticolari spaziali in acciaio, includendo un esempio di calcolo al fine di applicare la Normativa Tecnica per le Costruzioni, DM 14/01/2008, che segue le prescrizioni dell’Eurocodice 3.
Dopo aver enunciato le caratteristiche peculiari di tali strutture (dal punto di vista morfologico e strutturale), saranno descritte le varie tipologie di strutture reticolari spaziali, intese come grigliati di vario tipo.
L’evoluzione tecnologica e realizzativa di queste strutture ha seguito l’evoluzione dei sistemi di esecuzione strutturale, diversi l’uno dall’altro soprattutto in base alla tipologia di connessioni nodali, di cui saranno esposti gli esempi storici più utilizzati, tra le numerose alternative. In particolare un occhio di riguardo sarà dato al sistema italiano Vestrut-Cubotto. Sono stati dapprima esaminati i vari metodi di calcolo manuale.
Questi costituivano l’unica teoria di riferimento per progettare queste strutture fino all’introduzione dei software informatici e, attualmente, hanno valore principalmente storico oltre a fornire strumenti di verifica dei risultati ottenuti attraverso il calcolo automatico. Successivamente, si è proceduto ad introdurre il caso applicativo di questa tesi: questo è costituito da una struttura reticolare piana a doppio strato che copre una pianta rettangolare di 15x30m. Vengono analizzati tutti i carichi agenti e le loro possibili combinazioni, secondo il metodo agli Stati Limite. Il materiale scelto è l’acciaio S355, le aste sono tubolari circolari. Il calcolo strutturale è effettuato con il software SAP2000 v.15. I risultati sono analizzati e verificati sia in termini qualitativi che mediante procedure di calcolo manuale.

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- 2 - STRUTTURE RETICOLARI SPAZIALI IN ACCIAIO 2. STRUTTURE RETICOLARI SPAZIALI IN ACCIAIO Le strutture reticolari tridimensionali in acciaio, dette (per gli scopi qui esposti) anche travature reticolari spaziali in acciaio, sono costituite, in maniera semplificativa e del tutto schematica, da elementi strutturali base (aste o frames), opportunamente collegate da nodi o giunti di convergenza delle aste che nel calcolo statico sono spesso assimilate a cerniere perfette che consentono alle aste tutte le rotazioni possibili nello spazio. In questo modo le aste sono sollecitate esclusivamente a sforzo normale di compressione o di trazione mentre tutte le altre caratteristiche della sollecitazione (taglio, flessione, torsione) sono del tutto assenti. Nella realtà, dato che gli assi geometrici delle aste non convergono tutti perfettamente nell’unico punto rappresentato dal nodo, e lo stesso nodo non può realizzarsi come cerniera sferica perfetta, le altre caratteristiche della sollecitazione sono comunque presenti, seppur con entità trascurabile rispetto allo sforzo normale: in questo modo viene conseguentemente sfruttata al massimo la resistenza dell’acciaio. Principalmente da ciò discende il fatto che le strutture reticolari in acciaio sono utilizzate per i loro indiscutibili pregi: l’economicità, la leggerezza e la flessibilità dovuta alla enorme molteplicità delle soluzioni che ne possono scaturire e quindi la libertà costruttiva. Da questo punto di vista infatti questa tipologia di soluzione strutturale è adatta ad essere utilizzata come struttura portante “totale” oppure come “sostegno principale” di grandi coperture completate con altri elementi (non sono affatto rari casi di utilizzo di travature reticolari spaziali in acciaio in impianti moderni di notevoli dimensioni quali stadi, ponti ferroviari, luoghi espositivi, stazioni ferroviarie…). Complessivamente si può dire che l’introduzione di questa tipologia costruttiva è stata ed è fondamentale per la realizzazione di coperture con grandi luci, senza pilastri intermedi. Esempi lampanti e storici di utilizzo delle travature reticolari spaziali sono la torre panoramica di Gustave Eiffel a Parigi (nata come costruzione provvisoria, è oggi uno dei monumenti piø caratteristici al mondo), come anche il ponte sul “Firth of Forth” presso Queensferry, costruito piø o meno nella stessa epoca, e costituiscono anche un esempio del passaggio dalle strutture reticolari piane a quelle spaziali.

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