Author Topic: Trave continua analizzata come trave semplice appoggio: a fav. di sicurezza?  (Read 3681 times)

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Offline mg

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Premessa:
una trave continua verificata in caso di incendio non può trascurare il gradiente termico come previsto dall'EN 1992-1-2. Tale gradiente termico determina momenti anche di due ordini di grandezza maggiori a quelli determinati della combinazione eccezionale. Come fare per limitarli: considerare delle cerniere in modo tale che il delta termico determini deformazioni ma non sollecitazioni.

Come primo approccio potrei eseguire un'analisi plastica ipotizzando cerniere plastiche sugli appoggi. Verificare poi che la richiesta di duttilità sia sufficiente o che le rotazioni siano inferiori  a quelle limite (e.g. fig. 5.6N EN 1992-1-1).

Mi chiedo, considerare la trave costituita da n campate semplicemente appoggiate e rispettando l'M+, per evitare quanto sopra semplificando lo studio, è un approccio a favore di sicurezza?
La richiesta di rotazione sulle cerniere, anche se maggiore di quella che la sezione può fornire, considerando M-=0, è automaticamente accettabile?
Posso cioè eseguire una verifica al taglio tradizionale che ipotizza la presenza di una sezione fessurata ovvero la presenza di una sezione eccessivamente fessurata annulla la validità della verifica a taglio?

Dopo tutto, dico, schematizzare una trave continua come cerniera anche agli estremi è abitudine e la problematica è simile.

Mi piacerebbe condividere comunque questo argomento.

grazie
Marco

Offline g.iaria

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Per quanto riguarda la verifica a taglio posso dirti con certezza che il modello di calcolo è indipendente dalla gravità dello stato fessurativo, quindi ben venga la verifica tradizionale.
Per quanto riguarda lo schema semplificato che proponi, ossia quello di successione di campate semplicemente appoggiate con cerniere plastiche agli appoggi, mi sembra uno schema ragionevole.
Sicuramente per la verifica di resistenza va bene ed è molto meglio che implementare modelli tanto più raffinati quanto ingegneristicamente inutili.
Un bravo scienziato è una persona con delle idee originali.
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Freeman Dyson

Offline mg

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Per quanto riguarda la verifica a taglio posso dirti con certezza che il modello di calcolo è indipendente dalla gravità dello stato fessurativo

hai dei riferimenti per questa frase?
grazie mille

Marco

Offline Betoniera

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Ciao mg, ciao g.iaria

... Mi piacerebbe condividere comunque questo argomento

Effettivamente ci sono poche discussioni sul calcolo della resistenza delle strutture in caso di incendio.
E' una parte che rientra nelle competenze del calcolo strutturale. Quindi ben venga qualche discussione in merito.

una trave continua verificata in caso di incendio non può trascurare il gradiente termico come previsto dall'EN 1992-1-2. Tale gradiente termico determina momenti anche di due ordini di grandezza maggiori a quelli determinati della combinazione eccezionale. ...

Se non ho sbagliato a capire, l'obiettivo è quello di verificare una trave continua in condizioni di incendio.
Per fare questo, a mio avviso, non si deve impostare un "gradiente termico" da tenere conto nel calcolo per combinarlo poi con gli altri carichi e per valutare duttilità e resistenze. No!. Non è questo il modo di procedere.

La condizione di Incendio è una condizione Ultima e lo scopo del calcolo è semplicemente quella di garantire una resistenza per un tempo sufficiente per per l'evacuazione e per le operazioni di soccorso. Non c'entra niente la duttilità delle sezioni.
Piuttosto devo considerare che, aumentando la temperatura, i materiali si degradano e hanno un tasso di lavoro più basso della condizione a freddo. pertanto, nella verifica occorrerà sapere la temperatura raggiunto dall'elemento dopo il tempo di esposizione (esempio 120 minuti).
Ma il carico della trave "a Caldo" non sarà come il carico "a Freddo", perchè ad esempio, è improbabile che, durante un incendio, le persone continuino ad affollare una soletta come se niente fosse. Per questo motivo si utilizzano i coefficienti Psi2 della tabella dei carichi. Ad esempio, nel caso di abitazione psi2=0,3. Questo significa che il sovraccarico della soletta non sarà 200 kg/m2 ma 60 kg/m2.
Ne deriva che i carichi "a Caldo" sono minori dei carichi "a Freddo".

Esempio di carichi sulla trave:
Permanenti  Gk= 4650 kg/m
Variabili         Qk = 1800 kg/m

CARICO PER VERIFICA A FREDDO
Carico SLU wEd=1,3*Gk+1,5*Qk = 8745 kg/m

CARICO PER VERIFICA A CALDO
Carico incendio  wEd,fi=Gk+psi2*Qk = 5190 kg/m

Notare che i carichi permanenti Gk, in condizione ultime di incendio, non vengono amplificati, analogamente a quanto si fa per il sisma. i carichi variabili vengono moltiplicati per psi2 (Porzione di carico variabile Quasi permanente).
Poi, stabiliti i carichi, deciderò se risolvere la trave tenendo conto della continuità o se considerare, in via semplificativa, la trave come formata da tante campate singole.
A questo proposito, si osserva che l'armatura al negativo è sempre più protetta di quella sotto perchè la presenza del solaio riduce la temperatura dei ferri messi in alto. Ne deriva che la resistenza delle travi contiunue agli incastri, in caso di incendio, resta elevata, mentre le sezioni in mezzeria si degradano di più. Quindi è un peccato non tenerne conto.
Se non ho sbagliato a capire l'argomento e se interessa, possiamo provare ad andare avanti per magari pervenire ad un calcolo analitico, senza utilizzare programmi programmi specifici.

Ciao

« Last Edit: 19 May , 2015, 15:53:57 PM by Betoniera »

Offline mg

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ciao, grazie dell'interessamento.

La verifica di una struttura in CLS caso di incendio va eseguita in riferimento all'EN 1992-1-2, unico riferimento previsto dal DM 16.02.2007.

I carichi sollecitanti sono quelle della combinazione eccezionale delle NTC (i variabili sono quindi moltiplicati per Psi2,i come hai detto giustamente). Oltre a tali carichi è OBBLIGATORIO considerare gli effetti delle azioni termiche dovute ai gradienti termici, al contrario SI TRASCURANO le altre azioni indirette dovute all'incendio (questo è scritto nel prospetto 0.1 dell'EN 1992-1-2, idem è riportato in molti libri tra cui quello che utilizzo per riferimento ""Resistenza al fuoco delle costruzioni" Luca Ponticelli - Mauro Caciolai)

La verifica della singola sezione può poi essere eseguita con il metodo dell'isoterma 500°, metodo a zone, metodi avanzati, o metodi tabellari.

In tutti i metodi il concetto è di effettuare una mappatura termica (io la eseguo con straus7) e valutare la temperatura sia del cls che delle armature al tempo t di verifica.

Poi si applicano i criteri generali delle sezioni in ca con legami costitutivi appropriati "ridotti" come previsto dalle norme (io ho scritto in C# e vb dei programmi di verifica).

Ma io sto parlando non di verifica ma di calcolo delle azioni sollecitanti.

Bene, in fase di inizio incendio non ho gradiente termico tra intradosso ed estradosso del solaio. Avrò un certo diagramma dei M e V funzione dei carichi ridotti. Nello svilupparsi dell'incendio nasce un gradiente termico che altera totalmente la distribuzione del momento. Per capirci posso avere 800°C all'intradosso e 150°C all'estradosso.
Questo gradiente termico comporta la nascita di momenti negativi molto elevati. Questi momenti negativi fanno raggiungere la resistenza plastica agli appoggi e poi il gradiente di temperatura, essendo le singole campate incernierate, determina curvature e non più momenti.

Questa analisi plastica richiede poi di verificare, in linea di massima, la duttilità delle cerniere plastiche.

Per semplificare il tutto mi chiedevo se schematizzare la trave continua come n travi appoggio - appoggio sia formalmente corretto e a favore di sicurezza.

La mia opinione è che questo approccio sia legittimo per questi motivi:

1. schematizzo la trave con una soluzione equilibrata seppure non congruente (non sto applicando il criterio del moltiplicatore di collasso per struttura staticamente ammissibile...)
2. la presenza di cerniere plastiche nella realtà non modifica il comportamento a taglio indipendentemente dalla richiesta di duttilità anche perchè il taglio massimo lo ho a distanza d dal pilastro, sezione esterna alla cerniera plastica.

marco
« Last Edit: 19 May , 2015, 16:44:07 PM by mg »

 

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