CM - ASPETTI ELEMENTARI: concezione di edifici alti - Parte 2
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Lezione del 10 dicembre 2015 del Corso di Costruzioni Metalliche, Facolta' di Ingegneria Civile e Industriale, Universita' degli Studi di Roma La Sapienza.
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- 1. ASPETTI ELEMENTARI: concezione di edifici alti ulteriori aspetti Corso di Costruzioni Metalliche Prof. Ing. Franco Bontempi Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale Universita’ degli Studi di Roma La Sapienza 1Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it
- 25. 25Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 2525 ELEMENTI E COMPONENTI STRUTTURALI ORGANIZZAZIONE Le relazioni stabili di funzione, funzionalità e topologia che danno significato agli elementi indipendentemente dalla loro specificità. STRUTTURA Elementi specifici che tramite le relazioni strutturali formano una configurazione persistente nel tempo SISTEMA Struttura durevole di elementi organizzati, che viene osservata come unità che presenta caratteristiche emergenti.
- 27. 27Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 27 Integrazione / Specializzazione
- 30. 30Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 30 MAIN CHARACTERISTICS • Micro-level: local size of the sections, i.e. thickness, area, inertia, … (Detailed Geometry) • Meso-level: form of the structural element or structural part (substructure), i.e. main longitudinal axis, curvature, profile, … (Global Geometry) • Macro-level: connections of the different structural parts (Load Path)
- 31. 31Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 31 Optimization Levels • Micro-level: local - sectional optimization / sizing • Meso-level: as above + morphology changes • Macro-level: as above + topologic changes
- 42. 42Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 42 Smoothing / Streamlining
- 44. 44Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 44 Ingegnerizzazione • Spessori minimi / massimi • Lunghezze minime / massime • Simmetrie • Elementi industrializzati • Procedure di realizzazione (forgiatura, piegatura, saldabilita’, …) • Costruibilita’
- 68. 68 4LEVELS AND TECHNIQUES Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 68
- 69. 69Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 69 OTTIMIZZAZIONE A LIVELLO SEZIONALE Microlivello
- 70. 70Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 70 Geometry Parameter Based Optimization
- 88. 88Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 88 A / W for HEB for α = h A = 9E-13x6 - 3E-09x5 + 5E-06x4 - 0,0036x3 + 1,2509x2 - 139x + 7185,3 W = 1E-11x6 - 9E-08x5 + 0,0002x4 - 0,2162x3 + 113,67x2 - 17128x + 881393 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 0 200 400 600 800 1000 1200 A W Poly. (A) Poly. (W)
- 90. 90Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 90 Tensioni superiori / inferiori • Nell’ ipotesi di sollecitazione di presso-flessione, possiamo scrivere, per la sezione più sollecitata, le tensioni al lembo superiore, σtop ed al lembo inferiore, σbot in funzione del parametro α: W M A N W M A N bot top
- 91. 91Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 91 Limiti tensionali • Le tensioni così ricavate devono sottostare ad una limitazione dettata dal criterio di resistenza scelto per il materiale: bot top 0 0 0 0 bot bot top top
- 92. 92Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 92 Espressioni con sollecitazioni 4 3 2 1 0 0 0 0 WAMANW WAMANW WAMANW WAMANW W M A N W M A N bot top 0 0 0 0 bot bot top top
- 93. 93Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 93 Soluzione che soddisfa tutto i i Design max4,...1
- 94. 94Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 94 Nota • Con tale tecnica, si ottiene un dimensionamento che sfrutta a pieno la capacità portante della sezione. • Il progetto è basato quindi sul raggiungimento del requisito di resistenza: un elemento strutturale e la struttura nel complesso devono pero’ soddisfare a differenti altri requisiti. • È possibile considerare indirettamente questi altri aspetti anche con il FSD: basta agire sui valori dei limiti tensionali o sui valori dei moltiplicatori αmax ed αmin per dimensionare l’elemento con riferimento ad altri aspetti che non siano la sola resistenza.
- 95. 95Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 95 Taglio / Instabilita’
- 109. 109Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 109 OTTIMIZZAZIONE MORFOLOGICA mesolivello
- 125. 125Costruzioni Metalliche franco.bontempi@uniroma1.it 125 OTTIMIZAZIONE TOPOLOGICA Macrolivello