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Titolo: verifica di una struttura reticolare

Devo fare una verifica di una struttura reticolare che consiste in una sorta
di capriata (molto semplice addirittura banale).
Esattamente si tratta del supporto di un montacarichi, questo supporto ha le
sembianze di una bandiera, per intenderci, ed un montante che e' vincolato
al
suolo con bulloni.
Come abbiamo visto in scienza delle costruzione (io lo studiai 14
anni fa) per risolvere una strutt. reticolare si scompone la struttura in
travi
elementari che prenderanno il nome di Tiranti e Puntoni a seconda del tipi
di
sollecitazione a cui sono sottoposti.
Se la memoria non mi tradisce, ricordo che si procede nello scomporre la
struttura si inseriscono delle cerniere nei punti ove 2 o piu' travi
convergono, in modo da rendere isostatica la struttura.
Dopo di che col tipo di carico e di vincolo si procede nella soluzione.
Tenete presente che non dispongo di software idoneo (e non voglio nemmeno
impiegnarne in questa situazione) e che la relazione deve essere presentata
all'USL
OSSERVAZIONI
Nella realta' queste strutture sono travature ottenute per "carpenteria
metallica" cioe' tenute insieme da saldature (o chiodature) che non sono da
considerarsi delle cerniere ma piu' degli incastri. In sostanza nella teoria
introduciamo delle cerniere per semplificare in calcolo. E qua vengono le
domande.
1)Ricordate se l'introduzione delle cerniere e' conservativa?
2)In caso affermativo ricordate l'esistenza di qualche teorema o altro che
lo dimostri?
3)Solitamente per queste strutture che grado di sicurezza si adotta?
4)Essendo io meccanico e non civile confesso che il mio metodo di
risoluzione sarebbe quello appena enunciato, cosa fareste voi?
C'e' qualcuno che sa rispondermi?
Grazie
Marco

Caro Marco,
		la verifica di una strutturina metallica isostatica (attento comunque che
possono esistere benissimo strutture reticolari iperstatiche) non è
sicuramente al di là delle tue competenze di ingegnere meccanico. Però ci
sono alcuni dettagli sulle saldature, sui tirafondi, sulla tensione
calcestruzzo-acciaio, ecc. che sono abbastanza importanti e che si
approndono in parte dai libri e in parte dall'esperienza professionale.
Ti consiglio quindi, se ti è possibile, una piccola consulenza (su questi
dettagli) da parte di qualche amico-collega che abbia già un po' di
esperienza in materie di costruzioni metalliche.
Venendo ai tuoi quesiti:
se non vuoi usare software apposito per la verifica della struttura, puoi
utilizzare il buon vecchio metodo del cremoniano (all'università di Padova
viene insegnato durante il corso di meccanica razionale): tra l'altro, se
utilizzi un programma cad, bypassi la classica perdita di accuratezza
dovuta alle imperfezioni grafiche.
Con la circolare CNR UNI 10011/88 alla mano, poi, sarai in grado di
calcolare i coefficienti moltiplicativi dei carichi per i puntoni e
procedere alla verica delle travi alle tensioni ammissibili.
La tua osservazione che in realtà i nodi tra le diverse travi non sono
cerniere ma incastri è corretta. 
I problemi relativi agli sforzi secondari (flessionali e di taglio) causati
dalla rigidezza dei nodi sono però già stati studiati da diversi autori,
che sono giunti a conclusioni tranquillizzanti nei confronti di questo
metodo di calcolo. 
Se ti interessa, ti consiglio di dare una sbirciatina a "Teoria e tecnica
delle costruzioni" di M. Caironi (CittàStudi editore).
Essendo sintetico, ti dirò che se le variazioni angolari potessero avvenire
(il che non è consentito dalle saldature o bullonature) per snervamento
locale di bullonature o lamiere, le variazioni stesse sarebbero al massimo
quelle calcolate nell'ipotesi più pessimistica di travatura incernierata ai
nodi.
In pratica, si pone un limite alle possibili deformazioni (situazione
analoga a quella di un ciclo chiuso di isteresi).
L'importante è che ci sia uno schema statico efficiente in campo elastico
per quanto riguarda le sollecitazioni assiali di compressione e trazione.
Nella speranza di non averti creato più confusione di prima, ti saluto
cordialmente.
				Gianfranco 
ing. Gianfranco Fongaro
Sovizzo (Vicenza)
 
 

risoluzione sarebbe quello appena enunciato, cosa fareste voi?
Procurati se puoi un progetto simile e inizia ad osservare il
dimensionamento di massima ; cerca di procurarti un prog.
sufficientemente recente perche' le normative sono cambiate in questi
ultimi anni.
Al posto tuo userei un software perche' ad usare le equazioni ai nodi,
e Ritter possono essere antipatiche a volte
(il progr. lo trovi nella mia home page: costru.zip).
ps: non mi e' molto chiara la forma della tua struttura a bandiera...
Consigli:
- calcola prima le reazioni vincolari agli appoggi
- usa le equazioni di equilibrio ai nodi partendo da un appoggio nel
caso che le aste che partono dall' appoggio siano 1 opp. 2
- se trovi 3 aste usa il metodo di Ritter...
- lascia perdere i metodi grafici perche' non sono affidabilissimi.
 CIAO CIAO ! 
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www.poli.studenti.to.it/~f.galia
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Sovizzo (Vicenza)
Ti ringrazio sentitamente
ciao ing. Marco A.
P.S. poiche' non sono ing. civile  ma ing. meccanico pertanto mi occupo di
altri settori, tuttavia mi interessano le costruzioni metalliche, apparecchi
di sollevamenti (qel settore che si colloca tra il civile e la meccanica) da
un po' di tempo vedo che nel NG si parla di Eurocodice, progettare secondo
Decreto Min.  cosa sono? ( saranno direttive?).

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Se ho ben capito, in base a quello che affermi tu all'inizio di questo post
e in base ai tuoi consigli, il mio metodo tutto sommato e' il piu' rapido,
infatti cio' che io intendo fare e':
1)sostituire tutti i tipi di vincoli (bulloni e saldature nelle aste) con
cerniere (sono ancora in sicurezza)
2)calcolare l'entita' delle sollecitazioni nelle aste (con il metodo delle
equazioni di equil.)
3) verificare che tutte le soll. siano inferiori alle tens. ammissibili
4)eventualmente verificare le bullonature e saldature
Se ti interessa ti posso inviare, non appena disponibile, un file (dxf o
simile) del disegno della travatura
P.S. Io non conosco eurocodice, decreti minist. circolari ecc.. Mi dare
ragguagli?
Replica appena puoi
Grazie Ciao
-----------------------
Ing. Marco A.

Montgomery
P.S. dove si puo' trave tutta la normativa necessaria sulla rete?
esiste qualche sito?
Ciao Grazie
-----------------------
Ing. Marco A.

ragguagli?
Lascia perdere... sarebbe lunghissimo e incomprensibile  :-/


punta (per i puntoni)
......[cut].....
Scusami se non l'ho detto lo ritenevo ovvio infatti anche in meccanica per
l'instabilita elastica impieghiamo Eulero o il metodo Omega (non ricordo se
sichiama cosi')
Mi e' venuta in mente un'altra cosa?
Come dimensionate o verificate (voi civili) quei "fazzoletti" che in
sostanza sono delle piastre di opportuno spessore sui quali concorrono piu'
travi di una reticolare.
(per intendersi sono le piastre su cui si operano le saldature o forature
per bullonare le travi, di queste piastre si deve determinare lo spessore).
Gli unici strumenti a mia disposizione ' la "teoria della elasticita' piana
delle piastre" (Thimoshenko) fatta nel corso di costruzione di macchine I
che e' praticamente impossibile da impiegare poiche' e' necessario applicare
degli integrali su delle piastre teoriche completamente differenti da quelle
della realta'
Ciao Grazie
rispondimi quando vuoi
-----------------------
Ing. Marco A.

 per bullonare le travi, di queste piastre si deve determinare lo spessore).
Ciao
siamo molto poco raffinati (in genere): partendo dalle estremita' dei
cordoni di saldatura (estremita' opposte a quelle coincidenti con le
estremita' delle varie aste) tracciamo rette inclinate di 30 gradi
rispetto alla direzione longitudinale dei suddetti cordoni (in pratica
ipotizziamo una diffusione degli sforzi (di traz o compr) nelle piastre
con un angolo di divergenza di 30 gradi) e individuo cosi' una zona di
fazzoletto sollecitata (l'ultimo lato che delimita tale zona
naturalmente e' una retta passante per le estremita' finali dei cordoni,
perpendicolare ad essi e quindi noralmente anche all'asta in questione.
A questo punto, normalmente (se non si richiedono verifiche + accurate)
si dimensiona il fazzoletto in modo di evitare che zone di competenza di
aste diverse (e concorrenti nello stesso fazzoletto) si sovrappongano.
Puo' sembrare molto rudimentale ma in pratica ci si comporta cosi'
(ulteriori raffinatezze sono in genere eccessive nel campo delle
costruzioni edili in acciaio: certo non credo che chi progetta il modulo
Lab per la futura stazione spaziale si limiti a questo).
Per lo spessore della piastra il calcolo e' quindi conseguenza di questa
schematizzazione.
Attendo correzioni, consigli o comunque indicazioni di metodologie "meno
alla buona".
Bye
Slang

della realta'
Dovresti verificare che le tensioni tangenziali applicate sui
fazzoletti (dai puntoni e dai tiranti)  siano compatibili con la
resistenza delmateriale e delle saldature, pero' non ti so dire con
precisione perche' sono reminiscenze di Scienza e Tecnica delle
Costruzioni non ho fatto nessun corso di costruzioni in acciaio,
purtroppo. 
Le tensioni che interessano la saldatura sono di tipo tangenziale e di
tipo normale; cioe' la saldatura tende a strapparsi come un pezzo di
scotch; la bullonatura invece si puo' rompere per recisione della
testa o per recisione del gambo... ma penso che tu lo sappia gia'...
Cerca di capire dove vanno gli sforzi e quali sono i punti piu'
deboli... E' li' che devi verificare prima di tutto !
NOTA BENE : Ti consiglio di reperire :
Supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 5/febbr/96
(e' una raccolta di Decr. Min. del 9/gennaio/96 e 16/genn/96)
Parte II (acciaio)
pagg 74 - 108
Ci sono tutte le spiegazioni alle verifiche che devi fare !!!


cla al posto di ***
Ciao Ti ringrazio infinitamente
Marco

 suolo con bulloni.
Intervengo solo adesso, avendo seguito per caso il lungo thread, con
qualche suggerimento; sono infatti un civile trasformato a poco a poco in
meccanico.
Mi sembra di capire che si tratta della struttura portante di un paranco a
bandiera, e quindi più di un  elemento meccanico che di una struttura fissa
civile; allora il primo consiglio è di seguire pure i metodi di calcolo
della UNI 10011 o degli Eurocodici, ma di mantenere piuttosto basse le
sollecitazioni risultanti; infatti sia la UNI 10011 che gli Eurocodici
valgono per strutture fisse, ed in particolare per edifici, ponti, ecc.
Per la maggior parte delle strutture meccaniche in movimento la pratica
corrente (imposta in certi casi anche dalle norme vigenti) è addirittura di
assicurare un grado di sicurezza di 5 rispetto alla rottura; si tratta di
norme derivate da considerazioni empiriche più che logiche, ma è un fatto
che strutture dimensionate così reggono e durano nel tempo e le altre no.
Il motivo sta probabilmente nel fatto che gli effettivi carichi esterni che
agiscono sui componenti meccanici e sulle strutture mobili hanno un
elemento di incertezza molto maggiore di quello che si ha per i carichi
degli edifici.
Nel tuo caso mi pare si tratti di una situazione intermedia fra un elemento
meccanico ed una struttura fissa, e suggerisco di limitare le
sollecitazioni di calcolo ad un massimo di circa 100 N/mm² (non importa se
con FE 360 o FE 510: quello che si guadagna in resistenza lo si perde in
sensibilità alle saldature), e di garantire un grado di sicurezza di almeno
2 rispetto al collasso per instabilità. Tutto questo tenendo conto
dell'effetto dinamico proprio di un montacarichi, che in certi casi
raggiunge facilmente un valore prossimo a 2 (il che equivale a raddoppiare
il carico in fase di sollevamento).
Considerare un collegamento a cerniera anche dove c'è un incastro è DI
SOLITO in favore della sicurezza, ma non sempre: come criterio generale è
possibile considerare un incastro come una cerniera se si è sicuri che le
sollecitazioni generate dal momento parassita che risulta dall'incastro
vengono ridotte, e tendenzialmente annullate, dalla conseguente
deformazione; di solito è così, e comunque è quasi sempre possibile
disegnare il giunto in modo che sia così.
Tuttavia quanto sopra non vale in generale nelle verifiche a fatica, da
eseguire sopra tutto per i nodi saldati in presenza di vibrazioni, carichi
mobili, ecc.; si tratta di un argomento delicato: se non hai pratica del
problema della fatica in strutture saldate ti conviene far controllare il
disegno da qualcuno che ne abbia pratica. Almeno, dedica qualche ora ad
assimilare l'intero capitolo 8 della UNI 10011 
Ferruccio Levi