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Titolo: robustezza travi 'H' contro 'C' (fabbrogiovanni ..?  )

ciao a tutti, mi hanno parzialmente convinto a fare da me
un lavoretto di trazione al telaio di un fuoristrada, tentar
non nuoce (spero)..   il mio quesito è semplice:
 
PREMESSE
- dispongo di due travi da tre metri di "H" 100x100x10
(dove il 10mm sarebbero le due 'stanghette verticali' di una H)
e di due travi di "C" da 200x75x8 (dove gli 8mm sarebbero
la parte verticale di una C)
- contavo di usare due travi uguali appaiate
- non devo/voglio saldarci nulla (o meno possibile), userò catene,
bulloni, piastre fattapposta e un martinetto
- semplificando, questa trave (o sistema di travi) andrà imbragata
in cima e in fondo e il martinetto dovrà spingere al centro..
 
DOMANDA: quale coppia di travi e in quale configurazione
resisterebbero di più a una sollecitazione simile? Ovvero,
meglio le C o le H? meglio affiancate o sovrapposte..? etc
 
il tempo non è dalla mia parte, non vi annoio coi motivi ma ho
a disposizione solo la giornata di oggi per fare sta prova..
grazie per aver letto

ok, intanto mi sembra di capire che la trave ad H si
chiami HEM e in posizione dovrà essere una H ruotata di 90°

ho seguito le istruzioni presenti su questo foglio di calcolo
http://www.tecnocentro.it/ita/calcolatravi.htm
 
..ma non ho capito lo stesso :P

 ..ma non ho capito lo stesso :P
 
Fatti aiutare da uno studente di un istituto tecnico industriale o per 
geometri. Sar� felice di fare un semplice calcolo di resistenza di una trave 
sollecitata da un carico dinamico. I miei studi purtroppo sono troppo 
lontani perch� mi ricordi come si fa. 
 
 

 meglio le C o le H? meglio affiancate o sovrapposte..? etc
 
Posto che non e' chiarissimo quello che devi farci, ne' le forze in gioco, 
mi sembra si configuri un caso di trave appoggiata con carico concentrato, 
con sforzo di flessione retta.
L'ideale sarebbe una IPE, che per questo tipo di carichi e' l'ideale.
Pero' visto che hai a disposizione quello che hai detto, la configurazione 
con le due C affiancate in verticale (spalla a spalla, in modo da formare 
una H rovesciata, magari fissate in qualche modo tra di loro con qualche 
bullone) e' di gran lunga piu' performante di ogni altra soluzione (hai una 
altezza di 200mm contro i 100 della HE, ed e' un'enormita'). Affiancare 2 HE 
non avrebbe molto senso, sovrapporle idem.
Attenzione a non usare le "C" da sole, oppure accoppiate in modo non 
simmetrico (tipo CC): avresti un centro di taglio fuori della sezione della 
trave, che genera una forza torsionale notevole, in pratica ti si possono 
accartocciare.
 
carletto 
 
 

 accartocciare.
 
grazie, mi confermi esattamente quel che avevo pensato, e visto
che dovrò imbragarle al telaio  con catena, credo gli darò un
paio di grossi punti di saldatura per farle diventare uno
'scatolato' 200x150 (le catene potrebbero sforzare sulle alette)
..ora ho qualche dubbio sulla forza del martinetto ..

 molto senso, sovrapporle idem.
 
Concordo sul vantaggio delle UPN 200 ripetto alle HEB 100.
Abbiamo un W di 190 +190, contro un 90 + 90.
 
Dissento parzialmente riguardo alle 2 HE usate affiancate:-)
Predisponendo una staffa fatta bene, in modo che il tiro della catena 
si distribuisca equamente su entrambe non dovrebbero esserci problemi a 
farle lavorare suddividendosi il compito al 50%.
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 ..ma non ho capito lo stesso :P
 
Sei troppo giovane, devi mangiare ancora tanta minestra prima di 
capire:-)
 
PS serio:
La chiavetta ha ripreso a collegarsi quasi decentemente e ho poturo 
consultare le tabelle.
Come vedi anche Carletto ha confermato quanto da me preventivato, a 
occhio e vaga memoria, nell' SMS con cui ti avevo risposto.
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 ora ho qualche dubbio sulla forza del martinetto ..
 
Uhmmm.... non mi sembra una buona idea, accoppiarle a scatolato: possono 
svergolare piu' facilmente, specie se le unisci con pochi punti di 
saldatura.
La soluzione migliore e' accoppiarle ad H, e ingegnarti, nel punto di 
applicazione della forza, una qualche piastra o ancoraggio che non deformi 
le alette. O anche un piatto, piastra o fazzoletto saldato tra anima ed ali, 
che non faccia collassare queste ultime.
 
carletto 
 
 

 lavorare suddividendosi il compito al 50%.
 
Anche si'.
Resta pero' il fatto che avrebbero comunque complessivamente una resistenza 
di meno della meta' di una doppia C.
 
carletto 
 
 

 di meno della meta' di una doppia C.
 
accidenti, ora che ho fatto il primo punto di saldatura..
..vabbè, lo stacco, e rimedio due piastre per far poggiare
la catena .. ..
tutti questi accorgimenti e poi magari il grosso 'cric a
bottiglia' che ho non ha la forza sufficiente..


UN MOMENTO
ho capito bene? è 'decisamente' meglio far lavorare le
due "C" affiancate 'schiena contro schiena'?
'meglio' di quanto? La dima del carrozziere è fatta di lamiera
da 5mm sagomata che forma UNA 'C' da 30x10 circa .. comunque
le metto ste due 'C' che ho io mi paiono più robuste della dima
del carroziere  ... o no?

 'meglio' di quanto?
 
Di quanto e' difficile dirlo con esattezza, pero' e' *sicuramente* meglio. 
Entrano in gioco tanti fattori (l'entita' della forza, la precisione della 
direzione nel punto di applicazione, la dinamicita' o meno, ecc ecc), e si 
entra nel complesso campo del calcolo del secondo ordine e non lineare.
Ti basti sapere che il vantaggio dell'accoppiamento "schiena a schiena" e' 
dato dalla maggiore rigidita' unitaria, maggiore resistenza all'instabilita' 
laterale dell'anima, ovvero allo svergolamento.
Due anime unite o giustapposte tenderanno a compensare e a contrapporre tra 
di loro eventuali movimenti di instabilizzazione laterale: lavoreranno come 
un corpo unico (ai fini dell'instabilita' laterale, per via della geometria 
caratteristica della sezione a C). Cosa che non accade invece se accoppi le 
C a forma di scatolato: avrai le anime che lavoreranno ognuna per conto 
loro, libere di deformarsi in tutte le direzioni.
Parliamo comunque di enormi forze in gioco, eh. Penso che tutto sommato, per 
raddrizzare un telaio automobilistico ci stai ampiamente dentro in ogni 
caso. Poi dipende molto anche dalla lunghezza delle travi (ovvero degli 
appoggi), che non ci e' dato sapere...
 
carletto 
 
 

 Due anime unite ...
 
Rileggendomi, sembra un passo della Bibbia :-)
 
carletto 
 
 

 che non ci e' dato sapere...
 
Se non ricordo male (ho cancellato gli SMS) dovremmo avere 3 metri di 
luce.
Quindi, salvo errori e omissioni, ci servono almeno 90 quintali di 
spinta prima che i due ferri a U comincino a lamentarsi.
 
E prima di arrivarci il povero telaio del fuoristrada che stiamo 
raddrizzanddo srï¿œ stracciato.
 
Vediamo se il nostro Lemuel sa dirci la portata del crik che sta 
usando?
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 di meno della meta' di una doppia C.
 
Su questo non ci piove:-)
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 Rileggendomi, sembra un passo della Bibbia :-)
 
Non sono molto religioso, non erano i due corpi a diventare una sola 
carne?
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 carne?
 
Vabbe' che non sei molto religioso, ma qua tu la metti proprio sul 
materiale, eh.
Ed io (che sono religioso meno di te) che cercavo di mantenermi ad un 
livello aulico e casto...
 
carletto 
 
 

 che non faccia collassare queste ultime.
 
Mi permetta di dissentire(se non ho capito male)ma la configurazione a 
scatolato resiste molto meglio alla torsione e dunque allo svergolamento 
di quella ad H,ovviamente saranno i punti di saldatura che si opporranno 
allo svergolamento. :-)
 

grazie a tutti per la partecipazione, rispondo qua a tutti:
si le travi sono da tre metri, ma in effetti i punti estremi
di 'appoggio' saranno a circa 270cm .. e il punto di spinta
sarà a circa 10-20cm dal centro.. da quanto leggo mi pare di
capire che anche mettendoli 'a scatolato' sarei certamente
dentro le tolleranze anche senza troppa saldatura..
 
MARTINETTO: purtroppo non mi è dato sapere la portata di sto
cric, so solo che è un vecchissimo e pesante e grosso cric a
bottiglia.. grosso circa come un bottiglione da due litri e
che ci posso alzare di lato il mio mitsubishi da 2400kg senza
l'ausilio della leva [momentaneamente smarrita]
 
ho preparato tutti gli agganci, devo solo fare merenda,
andare a comprare una grossa catena (suggerimenti?) e poi
inizierò l'opera..
 
se nei prossimi 50-60 minuti arriveranno altri suggerimenti 
sarò ben lieto di tenerne conto
grazie ancora

 allo svergolamento. :-)
 
Certamente *non* in questo caso.
Un conto e' la torsione applicata da una forza esterna, appunto "torcente" 
(dove e' vero quello che dici), tutt'altra questione la torsione generata 
dalla geometria della sezione (dovuta al momento torcente che si crea, con 
la sola sollecitazione di flessione sulla trave, dal disallineamento tra 
centro di taglio e baricentro delle masse, ovvero dell'area della sezione). 
Ed e' il caso di tutte le sezioni asimmetriche (rispetto all'asse di 
sollecitazione), come appunto e' la sezione a C.
Ora, senza entrare in complicati calcoli, faccio un esempio 
pratico/intuitivo.
Se io costruisco uno scatolato, con due profilati a C uniti con POCHI punti 
di saldatura (il caso prospettato dall'OP), e poi applico un carico 
crescente, fino al collasso della trave, secondo te cosa succede?
Te lo dico io: si "spancia" in alto, ovvero si aprira' lo scatolato in alto, 
nel punto di applicazione della forza. Le due C tenderanno a ruotare ognuna 
per conto proprio (centri di taglio esterni alla sezione globale), in 
direzioni opposte, e la sola resistenza a questa torsione sara' data dai 
punti di saldatura. Questo perche' l'estremita' delle ali superiori sara' 
talmente compressa, che si instabilizzera', piegandosi (accorciandosi e/o 
accartocciandosi), e facendo "aprire" lo scatolato.
Viceversa, unendo le C ad H, avro' sempre i centri di taglio delle due C 
distinti, ma le C non potranno ruotare indipendentemente perche' la 
rotazione dell'una si oppone alla rotazione dell'altra (centri di taglio 
interni alla sezione globale), ed inoltre le ali compresse non potranno 
svergolare all'esterno, ma all'interno, ancora una volta una contro l'altra, 
quindi rendendo ancora piu' stabile la struttura-trave.
Ricapitolando:
- doppio C a scatolato, la sollecitazione tendera' a far aprire lo scatolato 
(separare le due meta').
- doppio C ad H, la sollecitazione tendera' a far compattare le due meta'.
Questo perche', in pratica, se io carico una singola trave a C (in 
verticale), mi si deformera' ruotando in senso orario ed attorno al centro 
di taglio, che in una C e' *esterno* ad essa, (tendenzialmente 
allontanandosi da esso, ma mai avvicinandosi).
 
carletto 
 
 

 sarï¿œ ben lieto di tenerne conto
 
Vediamo di darci una smossa, altrimenti viene sera e il lavoro ï¿œ tutto 
ancora da fare.
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 


Ok soltanto che dimentichi una cosa,se accosti le due travi a C o ad 
H,la sezione risultante diventa simmetrica e il centro di taglio passa 
per per l'asse di detta sezione,se il piano di sollecitazione passa per 
detto asse non si ha torsione.
Ribadisco che una sezione scatolata (doppia C) resiste meglio alla 
torsione di una ad H, provare per credere.
Altra cosa,per evitare che la C si torca bisogna far si che il piano di 
sollecitazione coincida con quello di taglio.

 sollecitazione coincida con quello di taglio.
 
Che in una C singola lo vedo alquanto macchinoso.
Il fatto e' semplice: caricando le due C, se accostate a scatolato 
tenderanno ad allontanarsi tra di loro, se accostate ad H tenderanno ad 
avvicinarsi. Vedi da solo quale e' meglio....
 
carletto 
 
 

 ancora da fare.
 
lol
fatto :)
diciamo che non è venuto come speravo, le forze in gioco
si distribuiscono in modi (a me) imprevisti.. però va bene
lo stesso, e non ho usato catene perché troppo costose,
me la sono cavata con metodi ancora più empirici..
 
e di punti di saldatura ne ho messi solo DUE, il telaio
si è raddrizzato come filo di ferro in una morsa e le travi
hanno sentito il solletico

 hanno sentito il solletico
 
Epperforza, come progttisti di travi qui siamo allo stesso livello 
degli Ingg. del M.I.T. :-)
 
-- 
 Fabbrogiovanni
 
 

 degli Ingg. del M.I.T. :-)
 
:(  ..insomma.. tiratira e...
un furgoncino non è come una barra di ferro che la tiri e
torna.. chissà a che velocità ha impattato, non è che
semplicemente tirando nel verso contrario si risolva tutto..
è come un enorme cassone irregolare.. tiri di qua e si
raddrizza di qua ma si storce di là ..
da '0' a '10' sono soddisfatto '1'  
grazie a tutti comunque per l'appoggio