Calcolo scala a soletta rampante, ad andamento curvilineo

G.E.

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  1. Lib. prof.
Anni esperienza
2-5
Regione
  1. Campania
CAD/BIM
  1. Autocad
Soft. strutture
  1. EdiLus
Salve, dovendo fare una demo-ricostruzione di una scala a soletta rampante in c.a. ad andamento curvilineo (la scala ha una forma simile una s allungata), costituita da n. 2 rampe e pianerottolo intermedio sostenuto da pilastro in c.a., come mi consigliate di procedere nel calcolo delle sollecitazioni (di taglio e flessione) massime di progetto?

Io avevo pensato di procedere, approssimando la scala ad asse rettilineo e considerando la luce delle rampe pari alla lunghezza del bordo della scala a lunghezza maggiore. Una volta effettuata tale approssimazione, procedere con il calcolo ordinario di una scala a soletta rampante rettilinea, a due rampe: quindi effettuando l'inviluppo delle sollecitazioni dati dagli schemi statici di incastro-incastro e appoggio-appoggio delle rampe, la verifica delle sezioni maggiormente sollecitate ecc...
 
Salve, dovendo fare una demo-ricostruzione di una scala a soletta rampante in c.a. ad andamento curvilineo (la scala ha una forma simile una s allungata), costituita da n. 2 rampe e pianerottolo intermedio sostenuto da pilastro in c.a., come mi consigliate di procedere nel calcolo delle sollecitazioni (di taglio e flessione) massime di progetto?

Io avevo pensato di procedere, approssimando la scala ad asse rettilineo e considerando la luce delle rampe pari alla lunghezza del bordo della scala a lunghezza maggiore. Una volta effettuata tale approssimazione, procedere con il calcolo ordinario di una scala a soletta rampante rettilinea, a due rampe: quindi effettuando l'inviluppo delle sollecitazioni dati dagli schemi statici di incastro-incastro e appoggio-appoggio delle rampe, la verifica delle sezioni maggiormente sollecitate ecc...
direi che può andare bene come prima approssimazione (o come schema di controllo di una modellazione più completa). se la "S" è molto poco pronunciata gli effetti torsionali probabilmente saranno trascurabili, ma l'unico modo per saperlo e fare una modellazione tridimensionale. a maggior ragione se hai un singolo pilastro (centrato o meno?) che su una soletta rampante potrebbe punzonare.


io suggerirei di fare come hai detto tu inizialmente e predimensionare con quel metodo e poi modellare la soletta rampante sia come beam che come plate e vedere quanto la componente torcente influenza il problema

facci sapere come va magari postando degli aggiornamenti
 
scala a soletta rampante in c.a. ad andamento curvilineo (la scala ha una forma simile una s allungata), costituita da n. 2 rampe e pianerottolo intermedio sostenuto da pilastro in c.a ...

Ciao G.E.
Sarebbe bello fare una scala ad andamento curvilineo sostenuta dalle sole solette, senza pilastro sotto il pianerottolo.
In definitiva sarebbe una soletta rampante curva.
Una scala con un raggio di curvatura interno e uno esterno è impossibile da modellare con elementi plate perchè i vari spicchi della curvatura non sono piani.
La pendenza del brodo interno è diverso della pendenza del brodo esterno.
Qui sta il problema, perchè gli elementi plate per l'analisi FEM devono avere la superficie piana.
Il problema si presenta, ad esempio, anche per le rampe curve degli scivoli e, in generale, per tutte le superfici curve rampanti.
Io ho escogitato un sistema per approssimare la differente curvatura esterna ed interna della scala con una coppia di triangoli piani di diversa pendenza (vedi figura sotto).
Occorre procedere nel seguente modo:
1) disegnare la scala in alzata e pedata lungo tutto il suo andamento (figura 1)
2) disegnare la diagonale interna di ogni gradino da esterno-basso a interno alto (figura 1 in basso)
3) disegnare i due triangoli piani, di diversa pendenza che simulano il gradino per ogni gradini (figura 2)
4) importare il disegno nel programma di calcolo e trasformare i triangoli in plate
5) a questo punto si può mesciare ed applicare i carichi (figura 4)
Il programma riconosce la continuità della mesh perchè i trinagoli sono uniti anche se di diversa pendenza.
Si può quindi ricavare gli sforzi.
Ciao.


Scala.jpg
 
na scala con un

scala a soletta rampante in c.a. ad andamento curvilineo (la scala ha una forma simile una s allungata), costituita da n. 2 rampe e pianerottolo intermedio sostenuto da pilastro in c.a ...

Ciao G.E.
Sarebbe bello fare una scala ad andamento curvilineo sostenuta dalle sole solette, senza pilastro sotto il pianerottolo.
In definitiva sarebbe una soletta rampante curva.
Una scala con un raggio di curvatura interno e uno esterno è impossibile da modellare con elementi plate perchè i vari spicchi della curvatura non sono piani.
La pendenza del brodo interno è diverso della pendenza del brodo esterno.
Qui sta il problema, perchè gli elementi plate per l'analisi FEM devono avere la superficie piana.
Il problema si presenta, ad esempio, anche per le rampe curve degli scivoli e, in generale, per tutte le superfici curve rampanti.
Io ho escogitato un sistema per approssimare la differente curvatura esterna ed interna della scala con una coppia di triangoli piani di diversa pendenza (vedi figura sotto).
Occorre procedere nel seguente modo:
1) disegnare la scala in alzata e pedata lungo tutto il suo andamento (figura 1)
2) disegnare la diagonale interna di ogni gradino da esterno-basso a interno alto (figura 1 in basso)
3) disegnare i due triangoli piani, di diversa pendenza che simulano il gradino per ogni gradini (figura 2)
4) importare il disegno nel programma di calcolo e trasformare i triangoli in plate
5) a questo punto si può mesciare ed applicare i carichi (figura 4)
Il programma riconosce la continuità della mesh perchè i trinagoli sono uniti anche se di diversa pendenza.
Si può quindi ricavare gli sforzi.
Ciao.


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Ciao Betoniera, grazie mille per la risposta.
Purtroppo, seppur molto interessante il sistema da te ideato, non è percorribile per me, in primo luogo perchè causa vincolo paesaggistico, la scala deve essere rifatta identicamente allo stato attuale, in secondo luogo perchè con il software in mio possesso non ho modo di modellare come da te suggerito...altre idee?
 
direi che può andare bene come prima approssimazione (o come schema di controllo di una modellazione più completa). se la "S" è molto poco pronunciata gli effetti torsionali probabilmente saranno trascurabili, ma l'unico modo per saperlo e fare una modellazione tridimensionale. a maggior ragione se hai un singolo pilastro (centrato o meno?) che su una soletta rampante potrebbe punzonare.


io suggerirei di fare come hai detto tu inizialmente e predimensionare con quel metodo e poi modellare la soletta rampante sia come beam che come plate e vedere quanto la componente torcente influenza il problema

facci sapere come va magari postando degli aggiornamenti
Ciao Paolo, il pilastro è centrato rispetto al pianerottolo e potrei fare tranquillamente una verifica a puntonamento. In pratica abbiamo: rampa - pianerottolo - rampa. In fase di modellazione con Edilus sto avendo tantissimi problemi, motivo per il quale vorrei proseguire a mano (anche in relazione al fatto che trattandosi di sostituzione, potrei procedere con un intervento locale). Tra le altre cose, a complicare il tutto devo anche verificare l'incastro delle nuove barre di armatura che saranno inghisate al pianerottolo di arrivo a fine scala (esistente).
 
Ciao Paolo, il pilastro è centrato rispetto al pianerottolo e potrei fare tranquillamente una verifica a puntonamento. In pratica abbiamo: rampa - pianerottolo - rampa. In fase di modellazione con Edilus sto avendo tantissimi problemi, motivo per il quale vorrei proseguire a mano (anche in relazione al fatto che trattandosi di sostituzione, potrei procedere con un intervento locale). Tra le altre cose, a complicare il tutto devo anche verificare l'incastro delle nuove barre di armatura che saranno inghisate al pianerottolo di arrivo a fine scala (esistente).
le nuove barre inghisate in resina le verifichi a parte prendendo taglio e momento nel punto di innesto (sia esso cerniera o incastro).

diciamo che edilius e l'acca in genere non godono della mia "ammirazione professionale". se non puoi modellare le solette a plate (cosa che mi pare strano) puoi fare una modellazione a beam discredizzando le curve e considerando il torcente
 
Come dice @paolo.scarparo, la soluzione è discretizzare la curva in vari tratti rettilinei, con Edilus è l'unica cosa che puoi fare in questi casi.
 
Ciao
dato che sei in Autocad è "semplice" disegnare/discretizzare la rampa curvilinea con una spezzata 3D.
Cioè una una serie di linee unite centrali a gradini.

Dato che hai già la pianta e la sezione:
In ambiente Autocad puoi usare STRUCTURA per fare il calcolo delle sollecitazioni.

Dopo aver disegnato la spezzata 3D ti riporti i gradini come linee in direzione perpendicolare
semplicemente facendo sposta in direzione Z (perchè vedo che le hai già disegnate).

Come ogni FEM ogni asta deve avere un nodo inziale e finale.
Questo in Structura si fa con in Nodi di Autocad e si associano le caratteristiche di vincolo.

Per la spezzata 3D (es. B=2m; H 0,20m) i vincoli dovrebbero essere tutti incastro.

Per i gradini i vincoli esterni sono liberi.
Due linee per gradino, cioè 2 sbalzi di un metro; uno interno e uno esterno ( sezione B= 0,3 m; H= 0,17m)

Structura calcola i pesi propri in automatico.

Gli elementi linee dei gradini servono per il carico verticale e torcente da dare alla spezzata 3D.

Applichi i Carichi in direzione verticale Globale (-z).
Io li applicherei lungo lungo il gradino per valutare automaticamente il momento torcente Mx lungo la spezzata 3D.

In combinazioni metti 2 o 3 combinazioni sle slu etc. E lanci i vari calcoli statici.
Poi con visualizza diagrammi Structura disegna i diagrammi in vari layer di autocad.

www.structurasoft.cloud
 
A titolo informativo e per completezza nella discussione, se qualcuno un giorno fosse interessato per la soluzione manuale di una scala elicoidale, c'è la trattazione alla fine di un volume del Pozzati, mi pare il primo (ma vado a memoria e non son sicuro)
 
A titolo informativo e per completezza nella discussione, se qualcuno un giorno fosse interessato per la soluzione manuale di una scala elicoidale, c'è la trattazione alla fine di un volume del Pozzati, mi pare il primo (ma vado a memoria e non son sicuro)
Purtroppo non posseggo il testo del Pozzati, per caso potresti postarne un estratto con l'argomento in oggetto? Grazie mille
 
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