Author Topic: [Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico  (Read 7998 times)

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Offline rambo-jo

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Salve
Sono uno studente di ingegneria civile e mi trovo a dover progettare una copertura a forma di paraboloide iperbolico.
Una volta effettuati i calcoli delle armature mi sono sorti un pò di dubbi:
- il mio foglio di paraboloide è soggetto solo a tensioni tangenziali che saranno assorbite solo dalle armature, dai miei calcoli risultano solo 2 ferri da 10 a metro lineare, con il paraboloide che deve assorbire un carico do 1650 N/mmq ed ha dimensioni 13,5x12,5 metri. Non avendo esperienza non so dire se questa armatura in parole povere è poca o è tanta....
- questi ferri dovendo assorbire sforzi tangenziali devono essere disposti a 45° ed in entrambi le direzioni esatto??
- per quanto riguarda gli scarichi del paraboloide sui pilastri laterali ho bisogno di tiranti per evitare l'eventuale pressoflessione derivante dal solo peso proprio. Questi tiranti possono essere realizzati con semplici barre di armatura per c.a.??

Spero sia riuscito a spiegarmi....

Offline Betoniera

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #1 on: 23 September , 2010, 22:35:15 PM »
Ciao rambo-jo
Non ho mai calcolato un paraboloide iperbolico, però penso che qualche deduzione logica si possa fare.

- il mio foglio di paraboloide è soggetto solo a tensioni tangenziali che saranno assorbite solo dalle armature, dai miei calcoli risultano solo 2 ferri da 10 a metro lineare, con il paraboloide che deve assorbire un carico do 1650 N/mmq ed ha dimensioni 13,5x12,5 metri. Non avendo esperienza non so dire se questa armatura in parole povere è poca o è tanta....

Innazi tutto occorre chiarire se si tratta di una soletta a forma di paraboloide oppure se si tratta di una tensostruttura.

Se  si tratta di una soletta a forma di paraboloide, allora bisogna calcolare gli sforzi della soletta (azione normale, Momento flettente e taglio). Per calcolare quegli sforzi devi modellare la struttura con un programma a Elemetni finiti tipo plate. Non è facile fare quella modellazione, ma si può fare.
Sulla tua struttura non ci possono essere solo tensioni tangenziali. Ricordo che il digramma del taglio è la derivata del momento flettente. Questo vuol dire che, a meno di taglio costante, il momento flettente è sempre presente se c'è taglio. Una soletta, o una trave che ha sforzi di taglio ha necessariamente anche sforzi di momento flettente. Ne deriva che la soletta non può avere solo sforzi di taglio.
L'armatura dipende dall'altezza della soletta dai carichi, dal peso proprio. In ogni modo 2 d10 per una soletta lunga 12,5 m sembra assolutamente ridicola.

Se invece si tratta di una tensostruttura, allora bisogna calcolare gli sforzi di un graticcio di funi che reggono il telo. Questi sforzi sono solo di trazione (non sforzi tangenziali). In base a questi si dimensionano le funi.

- questi ferri dovendo assorbire sforzi tangenziali devono essere disposti a 45° ed in entrambi le direzioni esatto??

Le tensioni tangenziali hanno senso solo per le solette o le travi. Devono essere assorbiti dalle staffe e solo parte ad eventuali ferri inclinati. Nelle solette, però, se la tensione tangenziale è bassa (5-6 kg/cm2), si può evitare di mettere staffe o ferri piegati.

- per quanto riguarda gli scarichi del paraboloide sui pilastri laterali ho bisogno di tiranti per evitare l'eventuale pressoflessione derivante dal solo peso proprio. Questi tiranti possono essere realizzati con semplici barre di armatura per c.a.??

I pilastri di c.a. o in acciaio, entro certi limiti, possono reggere anche alla pressoflessione (ovviamente se sono incastrati al piede). Ovviamente occore calcolare la spinta massima sulla sommità e di conseguente il momento flettente alla base. Se li controventi con cavi o con barre è meglio: il pilastro lavorerà meglio a compressione più centrata. Come tiranti puoi utilizzare anche semplici barre di armatura, non c'è problema.

Se abiti vicino Milano puoi vedere la piscina "Solari", orami datata.
La copertura è a parabolide iperbolico ed è fatta con barre di ferro lento diametro 30 mm.
Le barre sono ancorate ad una trave a anello in c.a. posta all'esterno del parabolodie che funge da gronda (si vede nella foto).
Il manto di copertura è in lamiera grecata fissata alle barre di getto.



Ciao



« Last Edit: 23 September , 2010, 22:40:35 PM by Betoniera »

Offline rambo-jo

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #2 on: 24 September , 2010, 08:52:32 AM »
Allora ti spiego quel poco che c'ho capito a lezione in quanto non riesco trovare niente in letteratura che mi parli di una struttura del genere.
Sto parlando di una tenso-struttura realizzata in c.a. con uno spessore di 4-5 cm. Come elementi resistenti vengono considerate le sole armature. Nella condizione particolare che sulla copertura agisca solo un carico diretto verticalmente, tipo neve, come nel mio caso, l'unico sforzo presente sul paraboloide è Sxy che si ricava come:
Sxy= (p*a* b)/2*c
dove p è il carico agente, a e b sono le dimensioni del paraboloide proiettato nel piano, e c è l'abbassamento del paraboloide cioè la differenza tra lo spigolo più in alto e quello più in basso del paraboloide.
Altra citazione del mio prof è che ritenendo valida questa condizione di carico se prendiamo un elermentino all'interno del paraboloide vi saranno solamente sforzi tangenziali con le direzioni principali inclinate di 45°. Sul bordo del paraboloide questi sforzi tangenziali saranno assorbiti da altri elementi quali puntoni o tiranti che a loro volta scaricheranno sui pilastri.
Ora mi chiedo le armature sul paraboloide non devo disporle lungo le direzioni principali di trazione??
Ed ora dopo che mi hai postato quella figura della piscina solari mi viene ancor di più il dubbio che abbia calcolato in modo errato la mia armatura....

zax2010

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #3 on: 24 September , 2010, 10:20:17 AM »
Il paraboloide iperbolico è una forma strana che ha suscitato molto appeal per la sua capacità di resistere "per forma" alle azioni del suo peso proprio.
Questo consente di tirare molto gli spessori di una copertura siffatta, e molti ingegneri nel passato si sono fatti "drogare" dalla bellezza matematica delle sue proprietà, ripetendo progetti, spesso con lo stampino.
Ciò premesso, non ho idea delle sollecitazioni membranali che possano uscir fuori da un calcolo più o meno rigoroso di questa copertura.

Se fosse vero ciò che dice il tuo professore (non ho motivo di dubitarne, a maggior ragione che non ho idee alternative), come tu stesso riferisci su un elementino del tuo paraboloide hai uno sforzo tangenziale puro, e quindi con direzioni principali inclinate di 45°.
Poichè, sempre tu, affermi che gli unici elementi resistenti sono le armature, ecco che già una risposta la avresti. Le armature dovrebbero essere disposte a 45° nell'elementino. In questo modo una barra assorbirebbe la trazione, e quella ortogonale la compressione.
Nulla vieta ovviamente di disporre le armature con angolo differente da quest'ultimo. Ovviamente si dovranno scomporre le forze di trazione/compressione o le aree dei tondini lungo le direzioni prescelte e dimensionare di conseguenza.
« Last Edit: 24 September , 2010, 10:21:59 AM by zax2010 »

Offline ing.Max

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Offline Ing. Edoardo

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #5 on: 24 September , 2010, 11:30:00 AM »
Questa cosa mi suscita particolare interesse. A tal proposito chiedo: In base a cosa si afferma che vi siano solo sofrzi tangenziali? Puoi postare qualche appunto se ce l'hai?
"Niente e nessuno ha sempre torto: anche un orologio fermo ha ragione due volte al giorno."

Offline rambo-jo

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #6 on: 24 September , 2010, 15:16:51 PM »
Questo progetto è identico a quello che devo svolgere io:
http://nuke.pietrocarrozzino.com/LinkClick.aspx?fileticket=c9jxEaWc2xI%3D&tabid=64&mid=474
sono anche io uno studente dell'Università della Calabria l'unica differenza è che quel paraboloide è ad ombrello poggiante su un solo pilastro centrale mentre il mio scarica su quattro pilastri posti agli angoli.
Posto anche io qualche mio appunto per dimostrare che è soggetto solo a sforzi tangenziali...
Sperando che l'immagine si veda visto che non ne ho mai caricata una....


[gmod]Il materiale che hai postato, verrà messo nella sezione download. Grazie[/gmod]
« Last Edit: 24 September , 2010, 17:35:32 PM by Ing. Edoardo »

Offline Betoniera

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #7 on: 24 September , 2010, 21:55:49 PM »
Ciao a tutti.
Cari ragazzi, qui stiamo equivocando alla grande.
Io per tensioni tangenziali intendevo le tensioni che si generano sulla sezione Trasversale delle travi o delle solette.
Quelle tensioni sono le tau per intenderci. (Tau = T*S/(b*J)
Invece, vedendo gli appunti di rambo-jo, ho notato che lì si parla di tensioni nel piano della membrana.
In questo caso penso sia forviante parlare di tensioni tangenziali. Quelle dovrebbero essere sempre tensioni membranali, cioè delle sigma non delle tau e si rappresentano con Sxx, Syy oppure, come in questo caso Sxy.
Quelle non sono, nè potrebbero essere, le tensioni tangenziali delle travi o solette di cui parlavo.

Ciao
« Last Edit: 24 September , 2010, 21:58:23 PM by Betoniera »

Offline Drucker

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #8 on: 06 October , 2010, 19:59:47 PM »
questo link è interessante per capire.....(DM96)

http://nuke.pietrocarrozzino.com/LinkClick.aspx?fileticket=c9jxEaWc2xI=&tabid=64&mid=474

[gmod] Riferimento già presente: risposta #4[/gmod]
« Last Edit: 06 October , 2010, 20:05:40 PM by Cris »

Offline pasquale

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #9 on: 03 January , 2012, 16:23:41 PM »
appena posso posto qualcosa, perché a Complementi di Tecnica delle costruzioni dovetti fare anche il progetto di una volta formata da 4 falde di paraboloide iperbolico su un unico pilastro (il tutto tipo un ombrello rovesciato dal vento, ne ha realizzate molte Feliz Candela, ma anche in Italia ve ne sono, ricordo un mercato coperto in Puglia di cui parlai su ingforum e altri che so progettati dal pro. Michele Pagano));
le armature è vero vengono fuori di piccolissima entità perché si considerano solamente gli sforzi membranali;
in genere il pacchetto di armature è:
rete fi 8 superiore almeno 20x20
armature principali, in genere si adotta il fi 20
rete fi 8 inferiore
le reti hanno lo scopo di conferire rigidezza flessionale alla volta, e per assorbire gli sforzi flessionali che certamente vi saranno, in genere a livello di esercitazione si trascura questo ulteriore calcolo e quindi ci si limita al regime di membrana
impossibile est ut is faciat, qui nescit quomodo fiat
(Arnold Geulincx)

Offline ingcama

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Re:[Strutture] Progetto di una copertura a forma di paraboloide iperbolico
« Reply #10 on: 10 February , 2012, 15:28:01 PM »
I miei ricordi di università (perchè poi nella pratica professionale non mi è mai capitata) mi portano a dire che il parabolide iperbolico lavora in regime membranale con qualche momento parassita.

 

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