elementi di progettazione strutturale

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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 Palazzuolim.palazzuoli@ing.unipi.it

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

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carichi dinamici • urti

• esplosioni

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CARICHI agenti sulle strutture

carichi concentrati

carichi linearmente distribuiti uniformemente

non uniformementecarichi superficialmente distribuiti

non uniformemente

AZIONI indipendenti dai carichi

ritiro

temperatura

fluage

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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

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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

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EQUAZIONI CARDINALI

DELLA STATICA

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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

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vincoli tripli

h) bipendolo

i) incastrol) tripendolo

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vincoli insufficienti struttura labile

vincoli sufficienti struttura isostatica

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vincoli sovrabbondanti struttura iperstatica

COMPORTAMENTO ELASTICO

i corpi reali si deformano!

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SOLLECITAZIONI SEMPLICI

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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

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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

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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

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SOLLECITAZIONE DI FLESSIONE

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SOLLECITAZIONE DI FLESSIONE

aJyM σσ ≤⋅

=

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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

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ST

=τ aττ ≤

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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

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pJy

=τ y distanza della fibra considerata dal centro della sezione

Jp momento d’inerzia polare della sezione rispetto al centro

SOLLECITAZIONE DI TORSIONE

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SOLLECITAZIONI COMPOSTE

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PRESSIONE E FLESSIONE – TRAZIONE E FLESSIONE

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PRESSIONE E FLESSIONE – TRAZIONE E FLESSIONE

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FLESSIONE E TAGLIO

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FLESSIONE E TORSIONE

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CARICO DI PUNTA

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FONDAZIONI

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STRUTTURE A PILASTRI

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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

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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

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COLLEGAMENTI VERTICALI

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COLLEGAMENTI VERTICALI

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IN ARCHITETTURA…

Honk Kong Bank

Norman Foster

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Particolare di un nodo di attacco per il controventamento: CERNIERA

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Particolare di un nodo di attacco per il montante di facciata: giunzione bullonata

con fori asolati per permettere lo scorrimento orizzontale:

CARRELLO

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Berlin Hauptbahnhof

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Edificio per uffici, commercio e abitazioni (Potsdamer Platz –Berlino)

Sir Richard Rogers

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