Determinazione del coefficiente di forza del carico risultante dell'asta per le strutture del reticolo piano dal carico del vento

Articolo tecnico

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Questo articolo presenta un semplice esempio di una struttura reticolare per spiegare come determinare il carico del vento in funzione della solidità del reticolo.

Vento perpendicolare alla struttura

Figura 01 - Frame Dimensions

Velocità di base v b = 25,0 m/s
Pressione di base della velocità q b = 0,39 kN/m²
Pressione di picco della velocità $ {\ mathrm q} _ \ mathrm p (\ mathrm z) \; = \; 1.7 \; \ cdot \; {\ mathrm q} _ \ mathrm b \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm z} {10} ^ {0.37} \; = \; 1.7 \; \ cdot \; 0,39 \; \ cdot \; \ frac {7.5} {10} ^ {0.37} \; = \; 0,596 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m² $

Coefficiente di forza cf per capriate:
${\mathrm c}_\mathrm f\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm f,0}\;\cdot\;{\mathrm\Psi}_\mathrm\lambda$

Determinazione del coefficiente di forza di base c f, 0 per le travi con snellezza infinita con il grado di solidità φ

Rapporto di solidità:
$\begin{array}{l}\mathrm\varphi\;=\;\frac{\mathrm A}{{\mathrm A}_\mathrm C}\;\\\mathrm{mit}\\\mathrm A\;=\;\mathrm{Summe}\;\mathrm{der}\;\mathrm{projizierten}\;\mathrm{Flächen}\;\mathrm{der}\;\mathrm{Stäbe}\\{\mathrm A}_\mathrm C\;=\;\mathrm l\;\cdot\;\mathrm b\;=\;\mathrm{umschlossene}\;\mathrm{Fläche}\;\mathrm{des}\;\mathrm{betrachteten}\;\mathrm{Bereichs}\end{array}$

Rapporto di area della capriata:
$\begin{array}{l}\mathrm A\;=\;2,828\;\mathrm m\;\cdot\;0,1\;\mathrm m\;\cdot\;5\;+\;2,0\;\mathrm m\;\cdot\;0,05\;\mathrm m\;\cdot\;4\;+\;2,0\mathrm m\;\cdot\;0,1\;\mathrm m\;\cdot\;2\;+\\+\;10\;\mathrm m\;\cdot\;0,2\;\mathrm m\;\cdot\;2\;=\;6,214\mathrm m²\\{\mathrm A}_\mathrm C\;=\;10\;\mathrm m\;\cdot\;2\;\mathrm m\;=\;20\;\mathrm m²\end{array}$

Figura 02 - Displaying Parameters for Determination of Solidity in RFEM/RSTAB

Rapporto di solidità:
$\mathrm\varphi\;=\;\frac{6,214\;\mathrm m²}{20\;\mathrm m²}\;=\;0,3107$

Una volta che il grado di completezza è noto, il coefficiente di forza di base c f, 0 può essere letto come 1.6 , ad esempio, nella Figura 7.33 della norma DIN EN 1991-1-4 [1] .

Figura 03 - Force Coefficient cf,0

Inoltre, per determinare il fattore di riduzione des λ si deve determinare l'effettiva snellezza del componente strutturale.

Snellezza effettiva λ (Tab. 7.16 → DIN EN 1991-1-4 [2] )

$\mathrm\lambda\;=\;2\;\cdot\;\frac{10\;\mathrm m}{2\;\mathrm m}\;=\;10\;<\;70\;\rightarrow\;10\;\mathrm{ist}\;\mathrm{maßgebend}.$

Con i valori precedentemente calcolati, il fattore di riduzione Ψ λ può essere letto come 0,95 nel diagramma mostrato nella Figura 7.36 della norma.

Figura 04 - End-Effect Factor Ψλ

Utilizzando questo fattore, si ottiene il seguente coefficiente di forza:
${\mathrm c}_\mathrm f\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm f,0}\;\cdot\;{\mathrm\Psi}_\mathrm\lambda\;=\;1,6\;\cdot\;0,95\;=\;1,52$

Calcolo del carico del vento risultante della struttura reticolare

Opzione 1: carico statico equivalente F w
$\begin{array}{l}{\mathrm F}_\mathrm w\;=\;{\mathrm c}_\mathrm f\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm p(\mathrm z)\;\cdot\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\\\mathrm{mit}\\\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\;=\;\mathrm{projizierte}\;\mathrm{Fläche}\\\;{\mathrm F}_\mathrm w\;=\;1,52\;\cdot\;0,596\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;\cdot\;6,214\;\mathrm m²\;=\;5,63\;\mathrm{kN}\end{array}$

Opzione 2: Carica come carichi dell'asta dal carico di superficie
${\mathrm F}_{\mathrm w1}\;=\;1,52\;\cdot\;0,596\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;=\;0,91\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$

Per garantire che quest'area di carico in RFEM/RSTAB sia distribuita solo alle aste, è necessario selezionare l'area dell'applicazione di carico su "Non riempito, solo sulle aste". Dopo aver inserito il carico e fatto clic su [OK], la somma del carico da applicare viene nuovamente visualizzata in una finestra informativa.

Letteratura

[1] Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-4: Azioni generali - Carichi del vento; EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 + AC: 2010
[2] Allegato nazionale - Parametri determinati a livello nazionale - Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-4: Azioni generali - Carichi del vento; DIN EN 1991-1-4/NA: 2010-12

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