Procedura guidata della capriata di copertura
Questo articolo descrive come, in StatiCAD, si costruisce una capriata di copertura in legno, in acciaio o in acciaio leggero con la procedura guidata della capriata: scelta del modello, anteprima quotata, posizionamento in pianta con due punti di appoggio (se si desidera, in serie), modifica e modello di analisi. Per aggiungere gli arcarecci tra le capriate vedere l'articolo Arcarecci automatici tra le capriate.
1. Informazioni su questo articolo
La procedura guidata permette di scegliere la capriata di copertura in legno da un modello, di regolarla con un'anteprima quotata e di costruirla facendo clic su due punti di appoggio in pianta (se si desidera, in serie). La capriata costruita può essere modificata in seguito con la stessa finestra.
La trattazione si basa su un esempio: in un edificio a un piano di 10 × 8 m, con pareti da 24 cm, vengono collocate, con interasse di 2 m, cinque capriate Howe con luce di 8 m, pendenza del 30% e sporto di gronda di 40 cm su entrambi i lati. L'aggiunta degli arcarecci tra le capriate è descritta nell'articolo Arcarecci automatici tra le capriate.
Edizione: la procedura guidata della capriata è disponibile in tutte le edizioni di StatiCAD. Le schermate sono state acquisite con StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.
2. Il metodo precedente e la differenza della procedura guidata
In StatiCAD la capriata veniva modellata in precedenza così: il prospetto della capriata si disegnava in pianta (nel piano XY) con travi, poi con il comando Ruota (Döndür) la si ruotava di 90° attorno all'asse X portandola nel piano verticale. Le travi rimaste verticali dopo la rotazione venivano trasformate in montanti con converti la trave in pilastro (kirişi kolona çevir).
La procedura guidata produce la stessa struttura di dati in modo parametrico. La differenza sta nel fatto che la geometria si definisce in un'unica finestra, che gli assi degli elementi si incontrano nei nodi e che la disposizione di appoggi e cerniere adatta al modello di analisi viene costruita automaticamente.
| Metodo con rotazione | Procedura guidata della capriata | |
|---|---|---|
| Geometria | Disegno a mano; da rifare per ogni luce e pendenza | 13 modelli; parametri di luce, pendenza, colmo e sporto di gronda; al variare della luce la pendenza viene mantenuta |
| Assi degli elementi | Nodo della trave sulla faccia superiore, asse h/2 più in basso (eccentrico) | Asse sulla linea nodale: le aste si incontrano al centro nel nodo |
| Cerniere | A mano | Correnti continui, estremità delle aste di parete incernierate nel piano della capriata (selezionabile) |
| Appoggio | Corrente inferiore direttamente alla quota di piano | Montante d'appoggio fisso + scorrevole (consigliato) oppure appoggio diretto |
| Serie | Per copia | Numero e interasse; ogni capriata è un gruppo di selezione distinto (MAKAS-01 ...) |
| Modifica | Elemento per elemento | Ricostruzione della capriata selezionata con la procedura guidata |
Progetti disegnati con il metodo precedente: sono supportate anche le capriate disegnate con il metodo della rotazione; i consigli per questi modelli si trovano nella Sezione 9.
3. Apertura della procedura guidata
La procedura guidata si apre in tre modi: Disegna › Capriata (procedura guidata della capriata)... (Çiz › Makas (çatı makası sihirbazı)...), Macro › Makas sihirbazı... (Procedura guidata della capriata) e il pulsante Capriata (Makas) della barra a sinistra. Tutti e tre aprono la stessa finestra. La capriata viene costruita come elemento del piano attivo; sul piano di fondazione viene mostrato un avviso.
4. Finestra della procedura guidata
Nella parte sinistra della finestra si trova la galleria dei tipi di capriata, al centro l'anteprima quotata e a destra le impostazioni in quattro schede: Geometria (Geometri), Reticolo (Örgü), Sezione (Kesit) e Disposizione (Yerleşim). L'anteprima si aggiorna a ogni modifica: il corrente superiore è disegnato in rosso, il corrente inferiore in blu, i montanti in verde, le diagonali in arancione; vengono quotati la luce, l'altezza del colmo, gli sporti di gronda e le pendenze e vengono mostrati i simboli degli appoggi. Passando il mouse su un elemento si vedono lunghezza e sezione. La riga sotto l'anteprima riporta il numero di nodi e di elementi, il numero e la lunghezza totale dei gruppi di elementi e il volume delle sezioni per capriata.
Figura 4 – Procedura guidata della capriata: Triangolare – Howe, luce 8,00 m, pendenza 30%, sporti di gronda 0,40 m
4.1. Tipi di capriata
La galleria contiene 13 modelli. Selezionando un modello, la geometria e il reticolo si compilano con i valori consigliati per quel tipo; ogni valore delle schede può poi essere modificato. Il pulsante Torna ai valori del modello (Şablon değerlerine dön) ripristina i valori del modello selezionato.
| Modello | Utilizzo |
|---|---|
| Triangolare – Fink (W) | Triangolo simmetrico; diagonali a forma di W. Il tipo più comune nelle abitazioni |
| Triangolare – Howe | Le diagonali salgono verso il colmo (compressione), i montanti portano trazione |
| Triangolare – Pratt | Le diagonali scendono dal colmo (trazione), i montanti portano compressione |
| Con monaco (king post) | Un solo montante al centro e due saette; luci ridotte |
| Trapezoidale – Pratt / Warren | Capriata a sommità piana (tronca) |
| A falda unica (tettoia) | Inclinata in un solo verso; tettoie e coperture a falda singola |
| Piana – Pratt / Warren | Travatura reticolare piana a correnti paralleli |
| Inclinata a correnti paralleli | Travatura reticolare inclinata a correnti paralleli |
| A forbice (scissor) | Capriata con corrente inferiore anch'esso inclinato (soffitto rialzato) |
| Arco / Mezzaluna | Corrente superiore curvo (nella mezzaluna anche l'inferiore); la curva è suddivisa in tratti parabolici |
4.2. Scheda Geometria
| Campo | Descrizione |
|---|---|
| Luce (tra gli appoggi) | Distanza orizzontale tra i due appoggi. Se è spuntato Mantieni la pendenza al variare della luce, le altezze del colmo e del tallone vengono adattate in modo che la pendenza resti invariata (la stessa regola vale per il posizionamento in pianta). I valori intermedi durante la digitazione (ad es. “8” mentre si scrive 800) non vengono presi in considerazione. |
| Colmo | Al centro, a sinistra, a destra oppure inserisci posizione; la posizione si indica in cm da sinistra. Se è spuntato Simmetrico, il lato destro segue il sinistro. |
| Corrente superiore | Altezze dell'estremità sinistra/destra (tallone) e del colmo dalla base, in cm; le pendenze possono essere inserite anche in %. L'opzione Corrente superiore curvo dà una forma ad arco. |
| Corrente inferiore | Altezze dell'estremità sinistra/destra e sotto il colmo (per la capriata a forbice). L'opzione Corrente inferiore curvo dà una forma a mezzaluna. |
| Sporto di gronda e quota | Lo sporto di gronda sinistro/destro è la sporgenza orizzontale del corrente superiore oltre l'appoggio. Chiudi l'estremità dello sporto aggiunge all'estremità un corrente inferiore e un montante. La Quota di base è l'altezza della base della capriata rispetto alla quota superiore del piano. |
4.3. Scheda Reticolo
Tipo di reticolo (Örgü tipi): Pratt, Howe, Warren, Warren + montanti, monodirezionale (N), Fink e con monaco. In basso è riportata una breve descrizione del tipo selezionato.
La suddivisione in pannelli (Panel bölümü) si indica in due modi. Selezionando con il numero di pannelli (Panel sayısı ile) si inserisce quanti pannelli ci sono a sinistra e a destra del colmo. Selezionando con la lunghezza obiettivo del pannello (Hedef panel boyu ile) si indica la lunghezza orizzontale del pannello e il numero di pannelli viene calcolato da essa.
Montante centrale al colmo (Mahyada orta dikme) aggiunge un montante verticale nel nodo di colmo.
I punti del corrente privi di nodi del reticolo vengono uniti; il corrente non viene suddiviso inutilmente.
4.4. Scheda Sezione
Tipo di materiale (Malzeme türü): Legno, Acciaio (capriata in acciaio) oppure Acciaio leggero (capriata in acciaio leggero); l'acciaio è disponibile in StatiCAD Ultimate e Hybrid, l'acciaio leggero solo in StatiCAD Ultimate. Classe (Sınıf): le classi di legno (ad es. C24, GL28h) o di acciaio (S235, S275, S355 ...) definite nel progetto e presenti nella libreria. Se una classe non è presente nel progetto, viene aggiunta dalla libreria.
La sezione rettangolare (b × h) (legno) si indica separatamente per quattro gruppi: corrente superiore, corrente inferiore, montante, diagonale.
Collegamenti (modello di analisi) (Birleşimler): correnti continui, estremità delle aste di parete incernierate (consigliato), tutte le estremità incernierate oppure rigidi. La cerniera è applicata solo nel piano della capriata (M3); il collegamento fuori piano viene mantenuto.
Appoggi (Mesnetler): montante d'appoggio fisso + scorrevole (consigliato) oppure poggia direttamente. Dettagli nella Sezione 8.
Capriata in acciaio
Quando come Tipo di materiale si seleziona Acciaio, al posto delle caselle b × h si scelgono per ogni gruppo la famiglia di profili (IPE, HE A, HE B, UPN, L, RHS, CHS ...) e il profilo. Valori predefiniti: correnti HE 100 A, montanti e diagonali IPE 80, classe S235.
Correnti e diagonali vengono costruiti come travi in acciaio, i verticali come montanti di capriata in acciaio. La sezione del profilo viene aggiunta al progetto; nel modello agli elementi finiti l'area e i momenti d'inerzia sono presi dal catalogo. Le cerniere sono le stesse del legno (estremità delle aste di parete incernierate nel piano). I montanti d'appoggio assumono il profilo del corrente inferiore.
Nella verifica dell'acciaio la lunghezza Lb per l'instabilità flesso-torsionale di un elemento del corrente è la lunghezza dell'elemento (pannello), nel corrente inclinato la lunghezza inclinata reale. Il riepilogo sotto l'anteprima indica il peso dell'acciaio per capriata.
Verifica degli elementi della capriata in acciaio: correnti e diagonali (travi in acciaio) sono verificati per instabilità a compressione assiale e per interazione forza assiale–flessione (ÇYTHYE 11.3); la lunghezza di instabilità è la lunghezza dell'elemento da nodo a nodo (nel corrente inclinato la lunghezza inclinata reale). I montanti (verifica dei pilastri in acciaio) sono verificati a compressione e a trazione. Profili supportati: I/H, U (se l'ala è compatta), scatolari, tubolari e angolari a lati uguali.
Non ancora supportati: il profilo a T e l'angolare a lati disuguali non rientrano nella verifica dell'acciaio; nell'analisi questi elementi risultano insufficienti con la motivazione “non ancora supportato” (henüz desteklenmiyor) e la procedura guidata lo segnala nella finestra e nel messaggio di risultato. Nel profilo a U l'instabilità flesso-torsionale a compressione e, nell'angolare, le regole per le aste compresse collegate su una sola ala non vengono calcolate separatamente.
Capriata in acciaio leggero
Quando come Tipo di materiale si seleziona Acciaio leggero, per ogni gruppo si scelgono la famiglia di profili (CC, UU, SIGMA, CPLUS, SIGMAPLUS) e il profilo dal catalogo dei profili in acciaio leggero predefiniti. Valori predefiniti: correnti CC C150x80x20x2, montanti e diagonali CC C100x60x18x2, classe S235. I profili Z non sono presenti nell'elenco delle capriate.
Correnti e diagonali vengono costruiti come travi in acciaio leggero, i verticali come montanti di capriata in acciaio leggero, e sono sottoposti alla verifica degli elementi in acciaio leggero (HCBTİE). Con l'ipotesi di nodi avvitati, il valore predefinito di Collegamenti è tutte le estremità degli elementi incernierate (nel piano; continue fuori dal piano); può essere modificato.
I risultati sono visibili dopo l'analisi nella relazione degli elementi in acciaio leggero.
Limiti della capriata in acciaio leggero: non viene eseguita la verifica dei collegamenti avvitati (nodi); gli elementi sono a profilo singolo (nessuna sezione composta accoppiata schiena contro schiena). L'ala superiore del corrente non è considerata vincolata lateralmente (gli arcarecci costruiti con la procedura guidata dell'arcareccio trattengono il corrente solo nei punti degli arcarecci).
4.5. Scheda Disposizione
Con il numero di capriate (Makas adedi) e l'interasse delle capriate (makas aralığı) si costruisce una serie in un'unica operazione. La direzione della serie (Dizi yönü) stabilisce se, guardando dal primo punto verso il secondo, la serie procede verso sinistra o verso destra.
Ogni capriata è assegnata a un gruppo di selezione distinto (prefisso del nome del gruppo (grup adı öneki) + numero progressivo: MAKAS-01, MAKAS-02 ...). Selezionando il gruppo si selezionano, eliminano o copiano insieme tutti gli elementi della capriata.
Posiziona con coordinate (Koordinatla yerleştir): si inseriscono i due punti di appoggio (cm) e con Aggiungi (Ekle) la capriata viene costruita senza fare clic in pianta.
5. Posizionamento in pianta
Con il pulsante Posiziona in pianta (2 punti) (Planda yerleştir (2 nokta)) la finestra viene nascosta e si passa alla modalità di selezione in pianta. Valgono le opzioni di snap del programma (punto finale, intersezione di assi, intersezione di oggetti); tenendo premuto Shift, il secondo punto viene bloccato nella direzione ortogonale rispetto al primo.
- Fare clic sul primo punto di appoggio (nell'esempio, sulla parete inferiore a x = 1,00 m).
- Spostare il mouse sul secondo appoggio. La linea elastica mostra tutte le linee di capriata della serie; la finestra Anteprima capriata (Makas önizleme) aggiorna la luce in tempo reale (la pendenza viene mantenuta).
- Fare clic sul secondo punto di appoggio. Le capriate vengono costruite e nella barra di stato compare un riepilogo.
- Lo strumento resta attivo; per una nuova serie di capriate si possono fare di nuovo clic su due punti. Per terminare, fare clic destro oppure scegliere un altro strumento.
Figura 9 – In attesa del secondo punto: la linea elastica mostra le cinque linee di capriata, la finestra di anteprima la luce in tempo reale (7,96 m)
Figura 10 – Dopo il secondo clic sono state costruite cinque capriate (MAKAS-01 … MAKAS-05); riepilogo nella barra di stato
6. Modello risultante
La procedura guidata produce gli stessi tipi di elemento del precedente metodo con rotazione. Correnti e diagonali sono travi in legno con quote di estremità diverse. I verticali sono di tipo Montante di capriata (Makas Dikmesi); questo tipo non riceve appoggi automatici e le sue cerniere vengono prese in considerazione. Gli assi degli elementi si trovano sulla linea nodale (offset della trave h/2); le aste si incontrano al centro nei nodi.
Figura 11 – Le capriate costruite in vista 3D
| Gruppo | Tipo di elemento | Condizione di estremità |
|---|---|---|
| Corrente superiore | Trave in legno | Continuo (nel collegamento consigliato) |
| Corrente inferiore | Trave in legno | Continuo |
| Diagonale | Trave in legno | Incernierata alle due estremità nel piano della capriata (M3) |
| Montante | Montante di capriata | Incernierato alle due estremità nel piano della capriata (M3) |
| Montante d'appoggio | Montante di capriata | Incernierato in alto sul 1° appoggio (fisso), incernierato alle due estremità sul 2° appoggio (scorrevole) |
7. Modifica della capriata
Selezionare un elemento qualsiasi di una capriata già costruita; aprire la procedura guidata dal menu contestuale del clic destro in pianta oppure con Macro › Seçili makası düzenle... (Modifica la capriata selezionata). La finestra si apre con il titolo modifica capriata (makası düzenle). Con Aggiorna capriata (Makası güncelle) i vecchi elementi del gruppo vengono eliminati e la capriata viene ricostruita con i nuovi valori a partire dallo stesso primo appoggio e nella stessa direzione (anche la luce può essere modificata).
Figura 13 – Modalità di modifica: compaiono i parametri della capriata costruita nella stessa sessione; Aggiorna capriata
I parametri vengono salvati nel file: i parametri della capriata (compresi il tipo di materiale e i profili) vengono scritti nel file di progetto a partire dalla V10.0.7.1; nella modifica compaiono le impostazioni presenti nel file. In una capriata costruita con una versione precedente, l'asse, la luce, la quota di base e i montanti d'appoggio vengono ricavati dagli elementi; le altre impostazioni assumono i valori del modello.
8. Modello degli appoggi e analisi
Quando il corrente inferiore poggia direttamente sulla parete alla quota superiore del piano e l'opzione diaframma nelle condizioni di carico verticali (düşey yüklemelerde diyafram) è attiva, il diaframma rigido blocca reciprocamente nel piano gli appoggi e i nodi del corrente inferiore. In questo caso, per i carichi verticali nel corrente inferiore non si sviluppa trazione; la forza va al vincolo del diaframma. Anche nel precedente metodo con rotazione la situazione era la stessa.
Il montante d'appoggio fisso + scorrevole (consigliato) elimina questo problema. La capriata viene costruita a una quota più alta pari all'altezza d'appoggio (predefinita 10 cm). Il breve montante sul primo appoggio è incernierato in alto nel piano della capriata (appoggio fisso). Il montante sul secondo appoggio è incernierato a entrambe le estremità (pendolo, appoggio scorrevole). Fuori dal piano la capriata è trattenuta a entrambe le estremità. In questo modo la capriata si comporta come una vera travatura reticolare.
Opzione di appoggio diretto: quando si seleziona Poggia direttamente (Doğrudan oturur), la procedura guidata mostra un avviso sullo stato del diaframma. Con questa opzione, per risolvere la capriata disattivare l'opzione “Crea il diaframma anche nelle condizioni di carico verticali (G e Q)” (“Düşey yüklemelerde (G ve Q) de diyafram oluştur”) in Impostazioni Generali del Progetto › Sollecitazioni degli Elementi (Proje Genel Ayarları › Eleman Kuvvetleri).
Figura 14 – Analisi del modello di esempio: nessun avviso di elementi sospesi (le avvertenze nell'elenco riguardano il peso per unità di volume del materiale della parete dell'esempio)
9. Capriate disegnate con il metodo precedente
Anche le capriate disegnate ruotandole attorno all'asse X vengono analizzate come quelle costruite con la procedura guidata. Nelle travi ottenute per simmetria o per rotazione, le quote di estremità, il tipo e la lunghezza dell'appoggio, la sporgenza, le cerniere di estremità e l'armatura d'appoggio bloccata vengono trasportati insieme all'estremità; la geometria della capriata non cambia nell'analisi.
Il collegamento delle capriate alle travi d'appoggio è eseguito dal modulo di contatto delle travi (Controllo Geometria › collega automaticamente le travi che si intersecano/si toccano (Geometri Kontrolü › kesişen/değen kirişleri otomatik bağla)): il corrente inferiore che tocca la trave di gronda o di parete viene collegato con un legame di contatto; un elemento verticale la cui estremità inferiore poggia su una trave (ad es. il montante di colmo della capriata) non viene considerato appoggiato a terra.
Consigli per il progetto:
- Disegnare il corrente inferiore della capriata a una quota tale da toccare la trave d'appoggio o la sommità del pilastro; se lo spazio intermedio supera la tolleranza di contatto (5 cm), il collegamento non viene creato.
- Un montante isolato senza capriata sotto, un pilastro disegnato due volte nello stesso punto e un pilastro non collegato da nessuna parte compaiono nell'elenco delle avvertenze dell'analisi come gruppo di elementi sospesi (havada kalan eleman grubu); eliminarli.
- Le estremità del montante di colmo e delle saette devono trovarsi sulla linea del corrente; uno scostamento di pochi cm può far sì che le aste di parete non si colleghino al corrente.
- Per le nuove capriate usare la procedura guidata: gli assi si incontrano nel nodo e il modello degli appoggi è già pronto.
10. Selezione nella finestra 3D
È difficile selezionare in pianta il corrente superiore della capriata, perché correnti, corrente inferiore e aste di parete si sovrappongono in pianta. Nella finestra 3D gli elementi si selezionano facendo clic su di essi con il pulsante modalità di selezione (seçim modu). La selezione avviene con il punto di vista visualizzato sullo schermo; con il clic la vista non cambia. Gli elementi di capriata selezionati in 3D si usano nella procedura guidata dell'arcareccio con Acquisisci dalla selezione (Seçimden al) (vedere Arcarecci automatici tra le capriate).
11. Limiti e suggerimenti
- La capriata si costruisce con sezione rettangolare in legno (b × h), con profili in acciaio laminati a caldo oppure con profili in acciaio leggero formati a freddo. Per l'ambito della verifica dell'acciaio e dell'acciaio leggero vedere la Sezione 4.4.
- I parametri della capriata vengono salvati nel file di progetto (Sezione 7); gli elementi vengono salvati anche come normali travi e montanti.
- La capriata viene costruita nel piano attivo; i punti d'appoggio sono i punti su cui si è fatto clic in pianta, non si cercano pareti o pilastri.
- In pianta non esiste un simbolo specifico per la capriata; gli elementi sono disegnati come travi e montanti.
- Per eliminare una capriata, selezionare uno dei suoi elementi, selezionare quindi il gruppo di selezione (MAKAS-nn) ed eliminarlo. Annulla (Geri Al) annulla l'operazione della procedura guidata in un solo passo.
Il modello e le sezioni dell'esempio hanno solo scopo illustrativo; la correttezza della scelta delle sezioni, dei collegamenti e delle condizioni di appoggio è responsabilità dell'ingegnere responsabile del progetto.