Tralicci autoportanti

[IK7JWY]

Nel nostro forum credo si sia già affrontato l'argomento, forse non in modo organico e definitivo. Ma si sa, nei forum non può esserci nulla di definitivo, essendo luoghi di discussione aperti a tutti coloro che ritengono di prendere parte. Apro questa nuova discussione sul tema, pensando più che altro ad una raccolta di contributi da parte di chi conosce l'argomento.
La premessa fondamentale, a mio avviso, è che i tralicci di supporto di antenne ad uso radioamatoriale sono "strutture" a tutti gli effetti, con possibili drammatiche conseguenze, non solo sulle cose, qualora dovessero essere soggette a problemi. Quindi, non è assolutamente intenzione di questa discussione incoraggiare il fai da te in questo campo, ma esclusivamente far prendere coscienza dell'argomento a chi legge, anche per cercare di riconoscere .. la bufala in mezzo alle soluzioni strutturali corrette.
La discussione, ripeto, è aperta a tutti coloro che ritengono di conoscere l'argomento di cui si parla e a chi intende chiedere qualcosa in merito.
Evitiamo le polemiche e le allusioni a questo o a quel commerciante, per favore, pena la chiusura prematura della discussione.
Appena posso inizierò con un mio contributo tecnico sul tema.

[IK2RZP]

Re: Tralicci autoportanti

Inizio io con una parte non strettamente tecnica ma burocratica, probabilmente inutile per gli ingegneri ma da conoscere da parte del cittadino.
Se siete intenzionati ad installare un bel traliccio (penso di ogni tipo ma il mio è bello grosso, un 20mt autoportante) VERIFICATE il regolamento urbanistico del vostro comune. Nel mio, per l'installazione di qualsiasi palo o traliccio, è obbligatorio ottenere il Permesso di Costruire. Penso sia stato previsto per eventuali ripetitori di telefonia ma vale anche per quelli radioamatoriali. Quindi rapida capatina da parte del mio ingegnere di fiducia negli uffici comunali ed ecco che ho dovuto presentare il progetto del traliccio firmato da ingegnere, una bella relazione del geologo che è venuto a casa mia ad ispezionare il sito di installazione ed infine il progetto ed i calcoli firmati del plinto di calcestruzzo.
Alla fine il permesso è arrivato ma l'iter ha portato via un paio di mesi e parecchi millini di euro!!!
Quindi quando stimate il budget per un nuovo traliccio informatevi e calcolate bene, nel mentre gli ingegneri GODONO!!
Adesso possiamo aprire le danze sugli aspetti meramente tecnici.
73
Gino

[i4mfa]

Re: Tralicci autoportanti

Mi scuso per il non rispetto di quanto segnalato da IK2RZP Gino,

Adesso possiamo aprire le danze sugli aspetti meramente tecnici.

ma ritengo doveroso, con competenza derivante da studio ed esperienza che lo conferma, segnalare, forse ribadire, puntualizzare, un aspetto gia' definito importante: quello autorizzativo | legale, insomma, burocratico.
Premesso che suggerisco link alla documentazione, corredati di spiegazione succinta del suo rilievo, piuttosto che non ingombranti taglia-incolla, ricordo che Penso non e' una espressione valida ne' tecnicamente ne', per noi - per i giudici si - legalmente.
Alla luce di quanto sopra ritengo lapalissiano come le tabelline - motivo per cui non appongo link - che

1. per la installazione delle antenne utilizzate dai (soggetti a cui viene intestata la autorizzazione generale, i.e. dai) radioamatori si applica Art.17 comma 1 All.26, che richiama le disposizioni di cui a
   1. Art. 209 DL259/03 (che alla data del 23/12/2020 e' l'elemento di Legge di riferimento) il quale richiama (inerenti al de quo)
      1. al comma 4 (implicitamente, e alla data succitata solo esso) il citato All.26
      
      
   2. ovvero non introduce ulteriori elementi inerenti al de quo, e le cosiddette vigenti norme di carattere tecnico, urbanistico,
      ambientale e di tutela della salute pubblica .
   
   
2. da quanto sopra ed alla luce di Art.104 comma 1c1, che esplicita un distinguo fra quanto definito come "le stazioni di radioamatore" ed una serie di differenti servizi che parimenti necessitano di autorizzazione generale, qui citando in modo non esaustivo ma esemplare quelli di cui al comma 1a1 che indiscutibilmente comprendono la telefonia cellulare ed i ripetitori televisivi, debbono solamente ed unicamente rispondere a quanto stabilito nei richiami di cui al punto 1 sopra riportato.
3. ne consegue che (parte importante) le vigenti norme di cui al punto 1.2. di cui sopra - dal punto di vista legale - debbono esplicitamente, in sintonia con il DL a cui pretendono essere attinenti, riferirsi al servizio di radioamatore
4. ne consegue anche che (parte importante), in sintonia con il distinguo di cui ad Art. 138 comma 2b, il radioamatore e' civilmente (figuriamoci quindi penalmente) responsabile di quanto al punto 1

Pertanto, alla luce della trasformazione (differente terminologia, differente legge che si applica al termine) da licenza ad autorizzazione del documento che ci titola alla installazione di antenne e relativi supporti, l'ente (Ministero) ribalta le responsabilita' al titolato: una qualsivoglia forma di assunzione di responsabilita' (certificazione o collaudo o progetto redatto da professionisti od aziende) non e' contemplata nell'atto legislativo (non ha valore), fermo restando il legalmente c.d. diritto di rivalsa, per quanto riguarda il servizio di radioamatore di cui all'intero (meno un articolo) Capo VII DL259/03.


Il servizio di radioamatore non e' un hobby, sarebbe ora di smetterla con questa definizione errata, legalmente parlando.


Se molti di quanti leggono le mie righe, persone che si suppone abbiano competenza, (erroneamente) dissentono, figuriamoci se non lo fanno, in prima battuta, i funzionari pubblici preposti a fornire chiarimenti e moduli legati alle vigenti norme. E' compito di chi chiede fornire la richiesta in modo esaustivo e corretto, ragion per cui stampate e portate i riferimenti di cui sopra prima di recarvi ad un colloquio con i suddetti: domanda sbagliata, risposta sbagliata, ma la responsabilita' rimane vostra.
In termini pratici, SE fornite la documentazione di cui sopra (una relazioncina di accompagnamento che la chiarisca in modo esaustivo non guasta) FORSE le richieste dell'incompetente destinatario possono essere, come nel mio caso (una DIA, peraltro in sanatoria), esaudite con minori oneri; ma non minori responsabilita'.

Quindi, SI, se - ad esempio, non esaustivo - la ASL Emilia Romagna vi dichiara di essere responsabile alla certificazione del rispetto delle vigenti norme di tutela della salute pubblica per la citata regione e vi sottoscrive (esiste in ER tale documento) la non necessita' di alcuna verifica sulle emissioni, spuntate - EmilianoRomagnoli, ma non Toscani - quel punto; SI, se l'Ufficio Tecnico del Comune di Bologna vi dichiara e sottoscrive in modo analogo quanto legato alle vigenti norme di carattere urbanistico per il comune di Bologna, magari richiedendo un documento stilato come loro esigono redatto e sottoscritto da un da loro definito qualcuno (*) che sia legamente qualcosa, spuntate - Bolognesi, ma non Modenesi - quel punto.


Giova ricordare che

1. il rendere edotto il Segretario dell'Ufficio Tecnico di Bologna che, stante la vostra competenza e responsabilita', quel (*) qualcuno potreste essere voi in quanto Laureato in Medicina,
   1. implica per il suddetto una assunzione di responsabilita' (quella che il Ministero non vuole piu' prendersi)
   2. qualora avvallata vi fa risparmiare nell'immediato i millini di euro citati nel post precedente, ma
   3. non vi esonera dalle responsabilita' civili (multe, danni, ecc.) ne' tantomeno penali
   
   
2. il sottostare ad una ignorante (forse non per colpa sua ma anche per colpa del richiedente) ed onerosa presentazione di documentazione pretesa dal Segretario dell'Ufficio Tecnico di Bologna
   1. e' doverosa in quanto definita dalla Legge e
   2. non vi esonera dalle responsabilita', ma
   3. vi apre la possibilita' di un diritto di rivalsa
   
   

Questa e' la Legge ad oggi, o meglio al 1 gennaio 2016.


Quando il Nuovo Codice Della Strada introdurra' differente Disposizione di Chiarimento legata all'utilizzo dei segnalatori di direzione (aka freccie) in rotonda (elemento citato in quanto contiene lapalissiano errore dal punto di vista ingegneristico) E il nuovo Codice Delle Comunicazioni E/O le Vigenti Norme cambieranno (p.es. DL su Edilizia Libera) ovviamente muteranno alcune cose.


Pertanto, NO, non e' per cercar di riconoscere la bufala, bensi' doveroso - quanto controllare la pressione dei pneumatici prima di avviare la vettura - il nostro calcolo della struttura portante dei sistemi di antenna.


Fermo restandoil Diritto di Silvano al io faccio come dice la mamma o dire ti sbagli perche' mio cugino che era avvocato nel 1821 la pensa tuttaltro o reputare quanto sopra in modo diverso dall'intento di fornire un costruttivo aiuto a chi - qualcuno c'e' - non effettua riflettuta lettura su questo (tedioso) argomento.


Sperando che IK7JWY Art e IK2RZP Gino possano concordare con me che l'accento su quanto da loro correttamente (possibili drammatiche conseguenze e verificate, ho dovuto presentare) espresso andava dato, stante che il dovere non ci esonera dalle conseguenze, il calcolato controllo si (ho scritto conseguenze, non sfi...).

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

Vengo al dunque (tecnico).

Per autoportante si intende un traliccio che riesce a stare su sotto l'azione del vento senza alcun controvento. E', dunque, logico che il punto di partenza di tutto il discorso non può che essere la determinazione di quella che potrà essere l'azione del vento sul traliccio e relative antenne portate.

Prima di addentrarsi nell'argomento "vento", è bene chiarire subito che per questo tipo di strutture, snelle e leggere, l'eventuale azione sismica induce sollecitazione assai inferiori a quelle dovute al vento. Molto spesso, le deformazioni indotte dal sisma "di normativa" su un traliccio, anche calcolate con appositi e sofisticati software agli elementi finiti, sono trascurabili rispetto a quelle dovute al vento. In questa chiacchierata, quindi, si parlerà esclusivamente di vento.

Il vento esercita sul traliccio , come sulle antenne, un'azione variabile nel tempo e che dipende da diversi fattori. Ventosità della zona, altitudine del luogo di installazione, se ci si trova su un pendìo o in pianura, vicinanza dal mare, presenza di ostacoli, fattore di forma della struttura...
E non parliamo neanche di fenomeni complessi come vortici di Von Karman, risonanze etc..

Nelle progettazioni di strutture questo tipo, in genere l'azione del vento viene considerata come statica equivalente e ne viene calcolata l'entità moltiplicando la superficie esposta al vento per la pressione del vento.

La superficie esposta al vento è quella della sezione trasversale retta della struttura, vista nella direzione del vento. Per esempio, se avessi un cilindro messo in verticale, alto 3 metri e avente un diametro di 50 centimetri, il vento spirante orizzontalmente verso il traliccio vedrebbe una sezione esposta di 3x0,5 = 1,5 metri quadrati. E nel caso di un traliccio ? Il concetto è lo stesso: occorre proiettare ortogonalmente la struttura , nella direzione da cui spira il vento, ricavandone così l'area esposta. E' chiaro che nel caso di tralicci a sezione triangolare e con vento spirante in direzione parallela ad uno dei lati del traliccio, l'area esposta avrà un valore. Nel caso dello stesso traliccio ma con vento spirante in direzione perpendicolare ad uno dei lati , avremo un valore diverso dell'area esposta. Va visto, quindi, caso per caso, a seconda del tipo di traliccio e della direzione considerata per il vento.

La pressione esercitata dal vento su una superficie, invece, si determina con la formula:

p = qr * ce * cp * cd (1)

dove :

qr è la pressione cinetica di riferimento;
ce è il coefficiente di esposizione;
cp è il coefficiente di pressione;
cd è il coefficiente dinamico.

La pressione cinetica di riferimento qr è data dall'espressione 0,5 * ro * Vr^2, essendo ro la densità dell'aria, assunta convenzionalmente pari a 1,25 kg/mc (con mc indico qui il metro cubo) e Vr la velocità di riferimento del vento. Quest'ultima è il "valore medio su 10 minuti, a 10 m di altezza dal suolo su un terreno pianeggiante e omogeneo di categoria di esposizione II, riferito al periodo di ritorno di progetto TR", come detta la normativa italiana qui presa come riferimento (NTC2018 Capitolo 3.3 Azione del Vento). In pratica la Vr si calcola con le formule contenute nella citata normativa , in base alla zona d'Italia e all'altitudine.
Si , ok, ma cosa sono quegli altri coefficienti visibili nella formula (1) ?

Ce - Coefficiente di esposizione
Questo coefficiente dipende dall’altezza sul suolo del punto considerato, dalla topografia del terreno e dalla categoria di esposizione del sito ove sorge la costruzione. In assenza di analisi specifiche che tengano in conto la direzione di provenienza del vento e l’effettiva scabrezza e topografia del terreno che circonda la costruzione, per altezze sul suolo non maggiori di 200 m, esso si calcola con una formula contenuta nella normativa.

Cp - Coefficiente di pressione (o aerodinamico o di forma)
Questo coefficiente dipende dalla tipologia e dalla geometria della costruzione e dal suo orientamento rispetto alla direzione del vento. Il suo valore può essere ricavati in base a dati suffragati da opportuna documentazione o da prove sperimentali in galleria del vento (...)

Cd - Coefficiente dinamico
Il coefficiente dinamico tiene conto degli effetti riduttivi associati alla non contemporaneità delle massime pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti alla risposta dinamica della struttura.
Esso può essere assunto cautelativamente pari ad 1 nelle costruzioni di tipologia ricorrente (...)

I puntini (...) usati sopra stanno ad indicare una certa approssimazione che inevitabilmente si è costretti a mettere in conto per la determinazione del valore dei relativi coefficienti. Non capita spesso un cliente disposto a far eseguire una prova in galleria del vento per il proprio traliccio , oppure può capitare un traliccio alto 90 metri (non tipologia ricorrente...)

Quindi, si deve lavorare molto di dati disponibili in letteratura, studio e ricerca.Per il coefficiente di forma dei tralicci, ho trovato utili, tra l'altro le Istruzioni CNR per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni.

E' chiaro che se si sottostima l'azione del vento, la progettazione porterà ad una struttura sottodimensionata. Nè , ovviamente, si deve esagerare, altrimenti la progettazione porterà ad una struttura antieconomica. Bisogna, come sempre, trovare un giusto compromesso, ma la cosa assolutamente necessaria, per la sicurezza, è quella di non sottostimare l'azione del vento.

Bene, ora che abbiamo compreso che il vento in questi casi la fa da padrone, e abbiamo stimato correttamente la sua azione sul traliccio e sulle antenne, come si procede, nel caso di tralicci autoportanti ?

La fretta è cattiva consigliera... Quindi , per ora meditiamo sull'azione del vento

[IN3ZNR]

Re: Tralicci autoportanti

Dunque Art la tua simulazione si riferisce al mero calcolo del traliccio definito autoportante e quindi strutturato in maniera da rimanere su da solo( se no che autoportante é..)Ma in questo calcolo non é compreso il carico di punta futuro, ovvero il sistema radiante che il possessore del fortunato traliccio autoportante vorrá il più efficiente possibile. E nell'azione del vento sará tenuto conto anche di una six elem. over six over six dei 20 metri o di una tre elementi per i 40m anche se caricata oppure magari di una semplice tre elementi..
Cioé voglio dire tu calcoli il traliccio che stia su comunque, giusto? Indipendentemente da
quello che vi andrá sopra?
Grazie
73 Brix

[i4mfa]

Re: Tralicci autoportanti

Forse la prima domanda che verrebbe da porti potrebbe essere: al fine di ottenere una formula che, cosi' come per il parametro di Wind Survival di una antenna, ci dica quale forza Fv agisce orizzontalmente sul nostro traliccio, per semplicita' inteso tipo enel ovvero quadrangolare a montanti e tralicci di larghezza pari ad 1/300 della sua altezza e con passo tipico di 1/20 della altezza, allorquando la velocita' Vb del vento e' (p.es.) 100Km/h [valore compatibile con la normativa citata], possiamo considerare il traliccio, rispetto ad un edificio (p.es. una casa di 4 piani, 50x25m di pianta), come costruzione di forma inusuale per rilevante snellezza e leggerezza e flessibilita' oppure no?
Se si o se no, perche'?
Chiedo questo sia per il fatto che mi sorge il sospetto che la aereodinamicita' di una struttura reticolare fondamentalmente priva di superficie se rapportata al prodotto larghezza/altezza del suo ingombro possa far propendere per differenti formule di calcolo, sia perche' il secondo comma del 3.3 (giustamente) solleva tale plausibile obiezione.
Qualora la risposta fosse si, allora la citata normativa di riferimento stessa obbligherebbe alla adozione di una differente metodologia di calcolo, quale ad esempio quella per determinare l'azione del vento sulle superfici ad esso esposte aventi un elevato rapporto fra le due dimensioni (della faccia esposta al vento), che orientativamente suona simile, F = K * V^2, con K derivato sperimentalmente [cito la 3.3 della normativa a cui ti riferisci: il vento può dare luogo ad effetti la cui valutazione richiede l’uso di metodologie di calcolo e sperimentali adeguate allo stato dell’arte] per esse sulla base della tipologia (tondo o piatto) della sezione ortogonale del profilo esposto.

Quanto sopra al fine di stimare correttamente e quantitativamente la azione del vento in una formula fruibile qui, del tipo F = func(V), che tutti possano adoperare in modo semplice (metti V, ottieni F).

Quanto sopra ovviamente dovra' trovare applicazione anche, e soprattutto (stante il maggior momento), al carico, ovvero alle antenne: sono anche esse un edificio?

Poi, definito come calcolare F, funzione della velocita' del vento, potremo vedere come essa agisce su antenna e traliccio e vedere se riesce a stare su sotto l'azione del vento. O no?

[i4mfa]

Re: Tralicci autoportanti

Dunque Art la tua simulazione si riferisce al mero calcolo del traliccio definito autoportante

Io leggo no, dice esplicitamente

... ora che ... abbiamo stimato correttamente la sua azione sul traliccio e sulle antenne ...

Quindi il suo post definisce come calcolare la azione del vento (Fv orizzontale) sul traliccio e sulle antenne.
Non simulazione ma formula di calcolo.
E sicuramente NON

Indipendentemente da quello che vi andrá sopra

visto che parla di traliccio ed antenne.

In termini iperstringati, ik7jwy sta dicendo:
A. il vento produce su tutta la struttura traliccio+antenna una forza orizzontale qr (in Kg) pari a 0,6 * V^2 con V velocità vento in Km/h (i 60Kg a 60mph di cui vi parlavo), per mq
B. essendo sì detta forza funzione dei mq di traliccio ed antenna ma anche, fiera dell'ovvio, della velocità del vento, che velocità per Legge devo considerare in fase di collaudo? Brezza o tormenta? La Legge - o normativa - dice di usare una velocità leggermente diversa a seconda della regione ed ubicazione, in pratica prossima ai (se&o) 90Km/h aumentata di un fattore di esposizione (diciamo 1,6 per le antenne in cima e 1 per il traliccio) legato ad altezza dal suolo e diminuita di un fattore legato alla aereodinamicità della struttura
C. compreso ora che devo contare i mq e moltiplicarli per un fattore legato ad una velocità del vento di 90 (traliccio) e 150 (antenna) Km/h per "omologare" (se sta su) la installazione, visto che la Legge dice "per le case si fa così, per strutture snelle e flessibili si può usar differente metodologia", io gli chiedevo se concordava sul punto, stante che come valore di vento da calcolare "in una omologazione" mi par più logico il c.d. Wind Survival della antenna (quando quella vola via, il traliccio ha meno sforzo in cima e resta su)

Glossario
Autoportante=sta su da solo (palo 6m imbragato al muro sta su senza tiranti)
Se ci metto una hb9cv sta su con la bufera
Se ci metto una antenna stile ik2nonricordo vien giu con uno starnuto
Quindi un sistema antenna supporto è autoportante se sta su con un vento a X Km/h, dice la Legge,
Od anche (identico dal pdv fisico) un sistema è autoportante fino ad Y mq di antenna in cima, fermo restando la velocità X di Legge da soddisfare

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

[per IN3ZNR; Come evidenziato da Marco MFA, in effetti avevo menzionato anche le antenne. E' chiaro che l'azione del vento si applica sia al traliccio sia alle antenne. Nel mio ragionamento ho voluto , però, mettere in risalto quella sul traliccio perché spesso capita che essa venga curiosamente trascurata, pensando solo a quella sulle antenne]

[per I4MFA: è vero che i tralicci sono cosa diversa dagli edifici, ma è anche vero che per questi ultimi si considerano anche l'azione tangente alle superfici laterali (dovute all'attrito tra vento e superficie laterale) e le depressioni sulle pareti coperte, oltre che le pressioni su quelle esposte.. In definitiva, le formule sono le stesse, quelli che cambiano sono i valori dei coefficienti in gioco e l'assenza, per i tralicci, di azioni tangenti e azioni da depressione.]


Ancora sull'azione del vento e qualche dato numerico.
Si è capito, spero, che la pressione esercitata dal vento sulla superficie esposta è data dal prodotto di una pressione "di base" , o di riferimento rispetto al luogo considerato, per i tre coefficienti di esposizione, di pressione (o di forma o aerodinamico) e dinamico. Questi tre coefficienti, ahinoi, sono sempre maggiori di 1, per cui, a conti fatti, la pressione del vento , da cui poi si ricava la forza agente orizzontalmente sul traliccio e sulle antenne, è sempre ben maggiore di quella di riferimento. Non meravigliamoci, quindi, se facendo i conti verranno fuori pressioni non indifferenti. Teniamo presente che un traliccio, anche se è cosa ovviamente ben diversa da un cartellone pubblicitario rettangolare piano o da un edificio (che prendono assai più vento, avendo una maggiore superficie esposta) è un organismo strutturale composto da aste tra loro variamente connesse. Il vento, soffiando e passando nel traliccio attraverso i vuoti tra le aste, crea turbolenze varie.
In letteratura tecnica si trovano diversi dati sul valore da attribuire al coefficiente di forma dei tralicci. Per esempio, la vecchia Circolare Ministero LLPP n.156 del 16 gennaio 1996, al paragrafo 7.6.5. recita testualmente:

7.6.5. Torri e pali a traliccio a sezione rettangolare o quadrata
Per torri e pali a traliccio a sezione rettangolare o quadrata, per vento spirante normalmente ad una delle pareti, salvo più accurate valutazioni, i coefficienti di forma sono da valutare nel modo seguente
cp = 2,4 per torri con elementi tubolari a sezione circolare;
cp = 2,8 per torri con elementi di forma di sezione diversa dalla circolare.
L’azione di insieme esercitata dal vento spirante normalmente ad una delle pareti va valutata con riferimento alla superficie della parte piena di una sola faccia.
Per vento spirante secondo la bisettrice dell’angolo formato da due pareti, l’azione d’insieme è pari a 1,15 volte quella sopra definita.
Salvo documentazione specifica, i medesimi coefficienti si adottano cautelativamente anche per torri a sezione triangolare per le quali non è da applicare il coefficiente 1,15 suddetto.

Spulciando, invece, sulle Istruzioni CNR-DT 207/2008 (*) del 19 febbraio 2009, a pagina 123 si trova un intero paragrafo dedicato al coefficiente di forma (lì definito coefficiente di forza) dei tralicci, in funzione della loro "densità" , ossia il rapporto tra l'area piena (montanti, traverse e diagonali) e l'area lorda di un tratto di traliccio. Tali istruzioni richiamano sotto molti aspetti l'Eurocodice 1, parte 2-4, che fornisce regole e metodi per il calcolo dei carichi del vento (UNI ENV 1991-2-4:1997, pag. 66) Con le tabelle ivi riportate si evincono valori in genere inferiori a quelli indicati dalla citata circolare del 1996.

Io anni fa scrissi un foglio Excel ad uso professionale , con il quale rendo abbastanza spedita la determinazione delle forze in gioco. A titolo esemplificativo di come varia la pressione del vento lungo il traliccio , riporto di seguito un'immagine tratta dal foglio Excel. E' relativa ad un traliccio triangolare ad elementi di sezione circolare alto 12 metri installato su un edificio a sua volta alto 10 metri. Zona di installazione 3 (Vr=27m/s).

A proposito di prove in galleria del vento, poco fa mi sono imbattuto nella pagina web di un software di simulazione di galleria del vento. Ormai oggi si simula di tutto Chissà che mi metta a fare qualche prova con un modello .STL di traliccio, ma solo entro i 30 giorni della versione trial...

https://www.dlubal.com/it/prodotti/s...ind-simulation

(*)
Essiste la versione aggiornata CNR-DT 207 R1/2018 del 23 ottobre 2018. Se interessa, è scaricabile qui: https://www.ingegneri.cc/wp-content/...2018_Vento.pdf

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

A proposito del software RWIND Simulation, da me scoperto appena oggi, la Dlubal software non si smentisce anche stavolta. Già in passato avevo utilizzato RSTAB , softsware FEM per il calcolo di strutture intelaiate generiche e la curva di apprendimento era stata assai ripida grazie all'intuitività dei comandi del software. Anche stavolta , in poche ore ho imparato ad usarlo, anche se andrebbe naturalmente approfondito. Non avendo altro da fare oggi, anche per via del lockdown, ho scaricato, installato e attivato la versione TRIAL (full per soli 30 giorni) e ho modellato in 4 e 4 otto un traliccio utilizzando modelli belli e pronti in formato .STL (accettati da RWIND) presi dal sito free3d.com
Ho messo il traliccio così modellato nel tunnel del vento virtuale messo a disposizione dal software e dopo avere impostato una velocità del vento di riferimento di 27 m/s, ho lanciato la simulazione.
Allego i risultati in forma grafica.
A conti fatti, mi ritrovo una forza orizzontale distribuita lungo il traliccio, come calcolata dal software di simulazione della galleria del vento, in buon accordo con i conti fatti con il mio foglio Excel






da questa immagine si vede che, in realtà, anche nel caso dei tralicci, a valle della struttura ci sono zone in depressione (pressione col segno meno)


da questa immagine si notano le turbolenze che si generano dietro il traliccio

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

Prima di andare oltre con l'approfondimento specifico sui tralicci autoportanti, restando ancora sull'argomento "vento", nel frattempo ho migliorato il mio "skill" con l'uso del software RWind citato prima. Questo software utilizza la CFD, ossia la fluidodinamica computazionale, un mezzo davvero notevole per studiare fenomeni, come il vento, in cui c'è un fluido, in questo caso l'aria, che investe una qualsivoglia struttura. Il termine computazionale fa intuire che la risoluzione di questi problemi complessi avviene per via numerica, non essendoci una formula risolvibile in modo esatto. L'analisi numerica del problema avviene per approssimazioni successive finché essa non converge verso un risultato finale che , con le successive iterazioni, praticamente cambia di pochissimo , comunque al disotto di un valore impostato all'inizio. Nei casi esaminati (vento su strutture) , la differenza residua della pressione del vento sulla struttura risulta inferiore a 0,0001 Pascal...

Ebbene, utilizzando il software ho capito che nelle prime prove utilizzavo una dimensione di "mesh" (maglia) troppo alta per quelle che sono le dimensioni di un traliccio. Il risultato era che il vento non vedeva i vuoti tra le aste che compongono il traliccio, per cui lo considerava in pratica un palo di diametro pari al lato del traliccio.
Riducendo la dimensione delle mesh fino a 1 cm, è aumentato a dismisura il tempo di elaborazione, ma ho ottenuto una modellazione realistica, con i filetti d'aria che fluiscono anche attraverso i vuoti tra le aste del traliccio.
Come è intuibile, così si sono ridotte significativamente le azioni che il vento, complessivamente, esercita sul traliccio.
Sarebbe, a questo punto, auspicabile un confronto tra tecnici strutturisti al fine di capire l'entità della riduzione rispetto ai valori risultanti dalla mera applicazione della normativa italiana (NTC2018 paragrafo 3.3 e circolare CNR o Eurocodice 1 parte 2.4). Superfluo dire che nei giorni scorsi ho proposto l'argomento su gruppi fb di ingegneri strutturisti e l'interesse suscitato è stato micidiale (25000 visualizzazioni, ad oggi, del mio post ) e ho avuto anche qualche riscontro. Ma è un discorso ancora in divenire.
Ok, nel prossimo intervento, passerò a dire cosa facciamo delle azioni del vento sul nostro traliccio autoportante.

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

E' ora di esaminare le sollecitazioni che il vento induce sul traliccio autoportante.
L'azione statica equivalente esercitata dal vento sulla struttura, come probabilmente si sarà capito nei post precedenti, non è costante lungo tutto il traliccio, ma , in genere, aumenta dal basso verso l'alto. Dipende dalla quota di installazione del traliccio, cioè se è installato a piano campagna oppure su un edificio a sua volta alto ad esempio una ventina di metri rispetto al piano campagna. Avremo, quindi, un valore alla base del traliccio e uno, maggiore, in punta. In genere, si approssima l'andamento del carico orizzontale distribuito lungo il traliccio a quello lineare e costante, di valore pari alla media tra quello più alto è quello più basso. Questo semplifica il calcolo delle sollecitazioni sul traliccio. Ma quali sono queste sollecitazioni ? Quella più importante per un traliccio non controventato è sicuramente il cosiddetto "momento flettente" alla base del traliccio.
Cosa è un momento flettente ? Intanto, il termine "flettente" ci fa pensare a qualcosa che si piega, si flette , appunto. Il momento flettente, dunque, è un'azione che tende a piegare il traliccio. Forse un esempio alla portata di tutti può ulteriormente chiarire il concetto. Prendiamo un righello e portiamolo al bordo di un tavolo, facendolo fuoriuscire per un buon tratto. Teniamolo fermo con una mano e con il dito indice dell'altra, esercitiamo una leggera pressione alla punta del righello esterna al bordo del tavolo. Ovviamente, il righello si flette. Infatti, la forza applicata alla punta del righello con il nostro dito si traduce , rispetto al bordo del tavolo, in un momento flettente a carico del righello, dato dal prodotto tra l'intensità della forza F e la distanza L del dito dal bordo del tavolo. Questo ci dice, pure, che l'unità di misura del momento flettente è il prodotto tra quella della forza, il Newton, che si abbrevia con N, e quella delle lunghezze , il metro, che si abbrevia con m. Quindi, l'unità di misura del momento flettente nel Sistema Internazionale di misura (S.I.) è il Nm.
Tornando al traliccio non controventato, possiamo vederlo come ...un righello verticale, tenuto fermo solo alla base, e ad esercitare la forza orizzontale che poi si traduce in momento flettente è il vento. Maggiore è il vento, maggiore sarà il momento flettente alla base del traliccio. Perché parlo di base del traliccio ? Perché è lì che il momento flettente attinge il valore massimo e, quindi, rischia di fare danni. Infatti, nel caso del righello sul tavolo, se premiamo troppo alla punta del righello, esso si spezzerà proprio in prossimità del bordo del tavolo.
A questo punto, per spiegare come si arriva al valore del momento flettente alla base del traliccio partendo dall'azione orizzontale del vento uniformemente distribuita lungo il traliccio , sarebbe necessario andare forse oltre gli ovvi limiti di questa trattazione. Quindi , prendete per buona la formula che ora scrivo:
Mq = q * H^2 / 2
dove:
Mq = momento flettente alla base del traliccio dovuto all'azione del vento lungo il traliccio
q = carico orizzontale uniformemente distribuito lungo il traliccio, in N/m (Newton al metro)
H= altezza del traliccio
Noterete che l'altezza H compare al quadrato. Cio' ci fa capire che, a parità di carico orizzontale distribuito lungo il traliccio, un modesto aumento di altezza del traliccio, comporta un significativo aggravio di sollecitazione flettente alla base del traliccio.
Un momento ! (stavolta non quello flettente ) Ma il carico del vento sulle antenne installate sopra il traliccio ?
Certo, anche quello si traduce in momento flettente alla base del traliccio, e la formula per calcolarlo è:
Mp= P * H
dove:
Mp = momento flettente alla base del traliccio dovuto all'azione del vento sulle antenne
P = carico concentrato orizzontale , in sommità al traliccio, dovuto all'azione del vento sulle antenne, in Newton
H = altezza del traliccio

In definitiva, il momento flettente totale alla base del traliccio sarà dato da:

M = Mq + Mp = 1/2 q H^2 + P H

Vedremo nel seguito come verificare il traliccio soggetto a questa sollecitazione.

[i4mfa]

Re: Tralicci autoportanti

Ritengo che ci possa essere una qualche incomprensione se da un lato definiamo distribuita la F dovuta alla azione del vento sul traliccio e dall'altro definiamo concentrata la F dovuta alla azione del vento sulla antenna: visto che sembrerebbe tu abbia scritto in modo semplificato la F dovuta alla azione del vento sul traliccio, come potremmo scriverla intendendola come una F concentrata sulla cima di esso, e quindi analoga alla F dovuta alla azione del vento sulla antenna?
Perche' a me - e a molti - e' chiaro che una forza distribuita si legga come Kg/m e che quindi si passa ad F moiltiplicandola per la lunghezza H su cui essa si distribuisce, ma qualcuno potrebbe esordire con un l'azione del vento si calcola in modo differente per una antenna rispetto ad un traliccio.
Quindi, visto che per il momento flettente del traliccio-righello (per ora lo chiamerei palo) hai impostato una F ad altezza H, perche' non ricondurci ad analoga rappresentazione anche nella formula finale?
E' chiaro come il sole che q e' q e si calcola in modo q mentre P e' P e si calcola in modo P (ed anche Ft - forza agente sul traliccio per azione del vento su di esso - e Fa - forza agente sul traliccio per azione del vento slla antenna- essendo lettere diverse avranno diversi metodi di calcolo).

Quanto sopra alla luce di "quali sono queste sollecitazioni ? Quella più importante per un traliccio non controventato è sicuramente il cosiddetto "momento flettente" alla base del traliccio." e della successiva spiegazione del momento flettente mediante l'utilizzo di forza concentrata anziche' non forza distribuita: se spieghiamo il momento flettente - la da te definita piu' importante azione - con una forza concentrata - esempio del righello - manteniamo tale logica, oppure variamole entrambe (appoggia la mano di 20 cm di palma sul righello di 20 cm).

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

Ritengo che ci possa essere una qualche incomprensione

Ho usato il simbolo F solo nell'esempio del righello. L'azione del vento sul traliccio è distribuita lungo la sua lunghezza, ed è stata da me indicata con il simbolo q. La forza che, invece, agisce sulle antenne è considerata, ai fini delle verifiche sul traliccio, come concentrata alla sua sommità, ed è stata da ma indicata con il simbolo P. Quindi, se vogliamo, P è l'equivalente sul traliccio della F sul righello. Ma, ripeto, il righello era solo un esempio.

[i4mfa]

Re: Tralicci autoportanti

... L'azione del vento sul traliccio è distribuita lungo la sua lunghezza, ed è stata da me indicata con il simbolo q...

Premesso che q non e' una forza, essendo in Newton / metro ed avendomi detto qualcuno bravo che la forza si misura in Newton (o Kg, fattore 10), dal momento in cui scrivi che la forza agente sul traliccio (da considerare per calcolare il suo momento flettente come F da moltiplicare per la H del traliccio, F * H) e' 0,5 * q * H allora tu la consideri distribuita linearmente, senza differenziare fra azione del vento a bassa quota e azione del vento ad alta quota (cosa su cui concordo) al fine di semplificare.

Pertanto e' ovvio che, avendo tu definito F = 0,5 * q * H al fine di calcolare il momento flettente M = F * H = (0,5 * q * H) * H = q * H^2 / 2, ci si possa esattamente e matematicamente riportare, senza errore alcuno [dovendo utilizzare q nella da me condivisa tua semplificazione esposta] ad una F in testa al traliccio.

Parlare di q, forza per metro, non crea vantaggio alcuno laddove q, crescendo linearmente, e partendo da 0 a terra, per tua semplificazione, ovviamente ha come valore 2 * F / H: area del triangolo.

Parlare di vento che esercita sul traliccio un momento proporzionale alla forza per metro ed al quadrato della altezza del traliccio e nel contempo evidenziare un addizionale momento sul traliccio causato dalla forza - punto, non per metro - agente sulla antenna moltiplicata per la altezza del traliccio, mi sa che fara' ben presto tirar fuori a qualcuno che gli effetti del vento sono quadratici sui tralicci e lineari sulle antenne, errore che per certo tu non vuoi ti venga affibbiato!

Tutto li'

[IK7JWY]

Re: Tralicci autoportanti

Ricapitolando:
q è un carico distribuito lungo il traliccio, unità di misura Newton / metro
P è un carico concentrato in sommità al traliccio, unità di misura Newton
Il momento flettente alla base del traliccio è dato dalla somma di due contributi, quello dovuto al carico distribuito q e quello dovuto al carico concentrato P.
Le formule per calcolare il primo e il secondo sono quelle che ho scritto:

Mq = 1/2 q H^2

Mp = P H

Il contributo al momento flettente dovuto al carico distribuito lungo il traliccio cresce , a parità di q, con il quadrato dell'altezza del traliccio (a rigore, aumenta pure q con l'altezza del traliccio, quindi a conti fatti, Mq cresce pure qualcosa in più rispetto al quadrato dell'altezza). Non posso farci nulla, è matematica.
Se qualcuno ha dubbi, prima di farsi pensieri strani, puo' chiedere chiarimenti.