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Schematizzazione supporto strallato

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  • Schematizzazione supporto strallato

    Moltissimi dei nostri supporti di antenna sono costituiti da un traliccio on un palo controventati con uno e più ordini di stralli. Il numero e la disposizione planimetrica degli stralli possono essere i più vari a seconda delle situazioni pratiche che si riscontrano caso per caso. Nel ragionamento che segue, prendo in considerazione una configurazione "standard" costituita da un supporto controventato con due ordini di stralli, tre stralli per ordine, per un totale quindi di 6 stralli, disposti planimetricamente a 120 gradi gli uni dagli altri.
    Come schematizzare staticamente questa struttura ai fini del calcolo ?
    Se gli stralli fossero inestensibili, in pratica sarebbe come se il supporto verticale fosse vincolato, oltre che alla sua base, anche in corrispondenza dei punti in cui gli stralli sono ancorati al suporto. In pratica , potremmo considerare il supporto come una trave continua , messa in verticale, e con appoggi (gli ancoraggi degli stralli al supporto) fissi. Questo sarebbe in sostanza lo schema statico adottato (qui disegnato con Autodesk Forceeffect):

    Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   trave continua appoggi fissi.jpg 
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Dimensione: 228.5 KB 
ID: 102514

    Dati geometrici e di carico:
    H totale supporto = 10m
    H primo ordine di stralli = 5m
    H secondo ordine di stralli 10m
    q = carico orizzontale distribuito sul supporto = 40 daN/m
    P = carico orizzontale concentrato in punta = 100 daN
    vincolo alla base = incastro

    I vettori in rosa sono le reazioni vincolari. Notare il momento flettente Ma alla base, pari a circa 73 daNm (1 daN = a circa 1 kgf). Il taglio Ra alla base risulta invece pari a circa 90 daN.
    In corrispondenza delle suddette reazioni vincolari è abbastanza agevole andarsi a determinare i tiri negli stralli con semplici equazioni di equilibrio nelle direzioni orizzontali x e y in corrispondenza dei nodi in cui convergono gli stralli sul supporto. Si ottiene, nell'ipotesi che i carichi dovuti al vento siano orientati secondo la direzione perpendicolare ad una delle coppie di stralli (inferiore e superiore) :

    T1 = 370 daN (strallo sotto tiro dell'ordine inferiore)
    T2 = 460 daN (strallo sotto tiro dell'ordine superiore)

    T'1 = 185 daN (strallo inferiore perpendicolare ai carichi)
    T'2 = 230 daN (strallo superiore perpendicolare ai carichi)

    Si può, inoltre, determinare lo sforzo di compressione alla base del supporto, dovuto al tiro negli stralli, pari a circa 920 daN (al netto del peso proprio del supporto).

    Nella realtà, naturalmente, gli stralli non sono affatto inestensibili. Considerato il loro modulo elastico E, la loro lunghezza e la loro area trasversale (molto piccola rispetto alla lunghezza), sono soggetti ad un allungamento elastico proporzionale allo sforzo di trazione a cui sono soggetti.

    L'allungamento elastico degli stralli sotto tiro fa si che i vincoli del supporto visti sopra non siano più fissi ma cedevoli. Il supporto, cioè, può essere ancora schematizzato come una trave continua in verticale, ma non più su appoggi fissi, bensì cedevoli. In particolare, cedevoli elasticamente. Il cedimento degli appoggi, cioè, è in funzione del tiro a cui sono soggetti gli stralli.
    Evidentemente, in questo caso il problema si complica proprio perché la cedevolezza degli appoggi non è nota a priori in quanto dipende dall'effettivo stato di tensione degli stralli. Sicuramente non è un problema risolvibile con Autodesk Forceeffect.

    Risolvendo lo schema statico con gli appoggi cedevoli elasticamente con uno dei software strutturali disponibili, si ottengono stavolta i seguenti risultati:

    Ma = momento flettente alla base del supporto = 210 daNm
    Ra = taglio alla base del traliccio = 110 daN
    T1 = 360 daN
    T2 = 436 daN
    T'1 = 175 daN
    T'2 = 210 daN
    N = 950 daN (sforzo di compressione alla base del supporto)

    Confrontando i suddetti risultati con quelli ottenuti prima nell'ipotesi di appoggi non cedevoli, si nota che la differenza percentuale tra i due casi è modesta salvo che per il momento flettente alla base del supporto. Questo , infatti, passa da 73 daNm a 210 daN, con un aumento percentuale di circa il 190 % !

    Naturalmente, il momento flettente alla base del supporto è importantissimo ai fini del dimensionamento del plinto di fondazione.

    In definitiva, la cedevolezza elastica degli stralli , come si è visto, induce una maggiore sollecitazione flessionale sul supporto, di cui si deve tenere conto nel dimensionamento del plinto di fondazione. Per quanto riguarda, invece, gli sforzi di trazione negli stralli, la differenza tra caso reale (stralli cedevoli elasticamente) e caso più semplice (stralli inestensibili) è tale che si possono tranquillamente calcolare adottando lo schema statico di trave continua su appoggi fissi.
    Ultima modifica di IK7JWY; 27-06-13, 11:52.
    73 de IK7JWY Art
    https://www.qrz.com/db/IK7JWY
    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

  • #2
    Re: Schematizzazione supporto strallato

    Mi è chiaro ma mi manca un passaggio. Come sei passato a definire il carico di 40 daN? Lo dico in un altro modo: le nostre antenne hanno un area equivalente per es. 0.5 metri quadri e poi abbiamo un vento diciamo da 120 Km/h. Sviluppando si ottiene una forza F applicata nel punto dove il boom si allaccia al mast. E poi?
    73 Godifredo

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    • #3
      Re: Schematizzazione supporto strallato

      Originariamente inviato da I0GOD Visualizza il messaggio
      Come sei passato a definire il carico di 40 daN?
      HI God,
      il vento non soffia solo sull'antenna, ma anche sul traliccio.
      Naturalmente, possono esserci tante situazioni diverse: un traliccio "coperto" al vento da altri edifici adiacenti, oppure un traliccio piantato al suolo e circondato da alti alberi a breve distanza etc.. Ma, dovendo fare le cose "a norma", va applicato , in Italia, il D.M. 14-01-2008 "Norme Tecniche per le Costruzioni" che dedica un bel capitolo (il numero 3) alle azioni sulle costruzioni, tra cui il vento.
      Ma anche prima che entrassero in vigore le suddette norme tecniche, vigeva in Italia apposita normativa (D.M.1996) che definiva l'azione del vento sulle costruzioni. Sia la precedente che la normativa attualmente vigente sono state accompagnate da Circolari Esplicative, relative anche all'azione del vento. Su quest'ultima esiste in realtà una copiosa letteratura tecnica che aiuta a districarsi tra coefficienti di esposizione, coefficienti di forma etc .
      Sarebbe un discorso un pò lungo spiegare in questa sede come si calcola l'azione del vento sul traliccio in termini di daN per metro lineare di traliccio.
      Quello che è importante sapere è che si parte dalla velocità di riferimento del vento per la zona d'Italia interessata e si arriva alla pressione cinetica sulla struttura investita dal vento, tenendo conto di alcuni coefficienti ossia il coefficiente di esposizione, coefficiente di forma del traliccio e il coefficiente dinamico. In particolare, il coefficiente di forma dipende dalla tipologia e dalla geometria della costruzione e dal suo orientamento rispetto alla direzione del vento. In pratica ogni oggetto che viene investito dal vento risulta soggetto ad una forza che dipende anche dalla sua forma. Intuitivamente, una cosa è il vento che soffia perpendicolarmente ad un cartellone pubblicitario rettangolare , un'altra cosa è lo stesso vento che soffia su un cilindro avente diametro uguale al lato lungo del cartellone e altezza uguale al lato corto del cartellone.
      Oppure, una cosa è prendere il vento con una Ferrari che marcia nella giusta direzione, un'altra cosa è prenderlo andando in retromarcia (alla stessa velocità).. Questo perché cambia il coefficiente di forma o aerodinamico, nei due casi.
      Anche i tralicci hanno il loro bravo coefficiente di forma, che varia a seconda che il traliccio sia a sezione triangolare o quadrata, che abbia i montanti in tubolare a sezione circolare oppure in tubolare a sezione quadrata, o che il vento sia perpendicolare o meno ad uno dei lati.
      In definitiva, applicando la normativa vigente in materia di azione del vento sulle costruzioni, si determina un carico lungo il traliccio , in realtà variabile con l'altezza. Per semplicità si assume un carico costante. Mediamente, nella mia pratica professionale, il carico distribuito lungo il traliccio si aggira intorno ai 25-30 daN/m.
      73 de IK7JWY Art
      https://www.qrz.com/db/IK7JWY
      http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

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      • #4
        Re: Schematizzazione supporto strallato

        Art, quando studiavo io c' erano ancora i Kg per centimetro quadrato. Ora non ci sono più. Chi è stato???

        Paolo I4EWH
        http://i4ewh.altervista.org

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        • #5
          Re: Schematizzazione supporto strallato

          Originariamente inviato da i4ewh Visualizza il messaggio
          Art, quando studiavo io c' erano ancora i Kg per centimetro quadrato. Ora non ci sono più. Chi è stato???
          Il Sistema Internazionale di misura (S.I.), diventato obbligatorio in Italia nel lontano 1982 ! Ma ricordo che ancora a fine anni '80, i miei prof. di Tecnica delle Costruzioni usavano tranquillamente il kg per le forze. In effetti, il daN è un pò una via di mezzo . Poiché 1 daN = 10N = quasi 1 kgf , è più facile esprimersi con il S.I. avendo ancora in mente il kgf . In realtà si dovrebbe usare il Newton , e non un suo sottomultiplo, per le forze.
          73 de IK7JWY Art
          https://www.qrz.com/db/IK7JWY
          http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

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