Calcolo di ponteggi e palchi - come simulare nodi - come verificare le aste

Betoniera

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Il calcolo dei ponteggi o di strutture realizzate con ponteggio è un argomento ricorrente nei forum.
Anche qui c'è stata la richiesta di mattimecc e di paolo.scarparo di parlare di questo argomento.
Esaminando un qualsiasi ponteggio ci si rende conto che i nodi sono estremamente complessi.
Alcuni collegamenti sono fatti infilando semplicemente un tubo nell'altro (quindi l'asta può scorrere e può ruotare nel proprio asse.
Altri nodi sono saldati rigidamente, altri sono imbullonati.
Altri ancora hanno giunzioni particolari.
Per avere un esempio su cui fissare l'attenzione esaminiamo un palco.
Quello sotto è il modello di calcolo del palco delle Veline di Mediaset che è stato fatto con ponteggio tipo Layer
La seconda immagine è lo stesso palco coi rivestimenti per l'applicazione del carico.

Palco veline1.jpg

La giunzione degli elementi layer avviene tramite rosette (vedi immagine sotto)
Rosetta layer.jpg
Come si fa a simulare un simile giunto?.
Potremmo pensare di svicolare tutte le aste e considerare quel giunto una cerniera.
Questa cosa non si può fare perchè in un telaio tridimensionale un asta con vincolo cerniera- cerniera può ruotare intorno al proprio asse.
E' quindi labile, pertanto il programma si blocca e non si può calcolare.
Dobbiamo per forza pensare ad una esemplificazione.
La esemplificazione è questa:
Se noi esaminiamo la struttura nel suo complesso osserviamo che, in definitiva, a montaggio avvenuto, la struttura non è altro che una reticolare spaziale.
Già nel calcolo delle strutture reticolari piane (come le capriate) ci siamo accorti che non c'è molta differenza tra il calcolo di reticolari con nodi incernierati o con nodi incastrati.
Questo perchè l'azione dominante è l'azione assiale. I momenti sui nodi sono piccoli e trascurabili e, in ogni modo, non incidono in maniera sostanziale sul valore dell'azione assiale.
Ovviamente questa affermazione è vera a condizione che i carichi siano poste sui nodi.
Trasferendo questo concetto ad una reticolare spaziale, le cose non cambiano.
L'azione dominante è quella assiale e i momenti trascurabili.
Ne deriva, con grande sollievo che possiamo modellare la struttura con aste tutte incastrate e verificare, in prima approssimazione le aste alla sola forza assiale, tenendo ovviamente nel debito conto, l'instabilità.
Ma anche se volessimo tenere conto dei piccoli momenti che si generano nei nodi, non è un problema, perchè siamo comunque a favore di sicurezza.
A questo punto siamo in grado di calcolare la struttura e di verificare le aste.
I carichi devono essere preferibilmente applicati ai nodi.
Ma se questo non dovesse essere possibile, allora, semplicemente, si terrà conto del momento flettente.
Altro problema da tenere presente è che, tra giunti e tolleranze, queste strutture sono piuttosto ballerine e deformabili.
Occorre controventarle adeguatamente.
Nel caso di questo palco, anche se si vede poco, ci sono dei cavi di controventatura nella parte posteriore (per non interferire con le riprese televisive).
Ma stiamo parlando di 4000 - 5000 aste. Come faccio a verificarle tutte?.
Siccome il post viene troppo lungo, ne parliamo più avanti.
Ciao.
 
Ultima modifica:
Non è possibile simulare una cerniera parziale? Il CDS consente di intervenire sulle rigidezze per esempio creando semincastri ecc.
 
VERIFICA DELLE ASTE
Il ponteggio è fatto da elementi modulari.
Questo significa che le aste hanno la stessa sezione e le stesse dimensioni per ogni modulo.
Ne deriva che, per ogni modulo, possiamo verificare l'asta più caricata e, automaticamente, saranno verificate tutte perchè le altre hanno sollecitazioni minori.
Così la verifica di migliaia di aste si riduce alla verifica di poche aste modulari.
Ad esempio, nel nostro caso, si vede nella prima figura lo sforzo di compressione delle aste dell'intera struttura.
Sotto, invece ho selezionato alcune aste modulari della copertura di uguale diametro e lunghezza.
Evidenziando lo sforzo di queste aste selezionate apparirà lo sforzo massimo dei quel gruppo di aste.
verificando quella, e solo quella, abbiamo la certezza che tutte quelle aste sono verificate.
Si ripete l'operazione per ogni gruppo di aste.

Palco veline2.jpg

E' necessario che queste strutture siano opportunamente zavorrate contro la spinta del vento.
Il vento radente al tetto provoca una forza di sollevamento pari alla pressione del vento per un coefficiente pari a 0,4.
A questo va aggiunta la resistenza delle colonne che, spesso sono coperte da insegne.
Queste forze tendenti a sollevare e ribaltare la struttura devono essere contrastate da pesi alloggiati sotto il palco che devono essere ben legati al palco (mediante funi tessili).
Questo palco ha seguito un tour presso diverse città italiane e veniva montato nelle piazze.
Nella tappa di Cesenatico ha subito una bufera di vento con danni alle case e ai vetri.
La prassi è che, con vento superiore a 70 km/h, le riprese vanno interrotte e il palco deve essere abbandonato.
La struttura ha resistito, senza danni.
In caso di palchi con teli (non è questo caso), altra prassi estrema è quella di tagliare le funi che reggono il telo in modo che il telo non faccia da vela.
In ogni modo lo strutturista deve calcolare adeguatamente il palco per resistere alla spinta del vento.
Ciao
 
Quindi ricapitolando:
Si può, in caso di ponteggi di tipo layer, ritenere che i momenti trasmissibili dai giunti siano trascurabili e che quindi la struttura si comporti come una reticolare spaziale.
Per altri tipi di ponteggi come quelli con tubi innocenti:
1633449128479.png
Posso fare le stesse considerazioni di prima?

I carichi nella realtà non penso che siano concentrati nei nodi, ma più verosimilmente distribuiti. Le aste non potrebbero cedere quindi per flessione? (Credo comunque che una quota di momento flettente ci sia in ogni caso in quanto se non sbaglio vi è una certa eccentricità fra i tubi del ponteggio)

E i nodi come si verificano? I produttori danno le forze massime sopportabili o si devono fare analisi fem specifiche ad esempio sul giunto più sollecitato?
 
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