Design di arcarecci in acciaio formato a freddo con il software SkyCiv
Cos'è un arcareccio in acciaio?
Arcarecci in acciaio formato a freddo sono travi longitudinali installate per rinforzare insieme capriate o travi. La sua funzione primaria è quella di trasferire i carichi esterni applicati sul tetto al corrente superiore della capriata. Il design degli arcarecci è idealizzato da una struttura collegata a perni in cui la distanza delle capriate è trattata come la campata e le sue estremità come i suoi giunti. I carichi di gravità e del vento sono comunemente applicati sull'arcareccio e causeranno l'abbassamento dell'elemento. Per fornire supporto laterale agli arcarecci, le barre di abbassamento vengono aggiunte su punti discreti.
Oltre ad essere utilizzato nei sistemi di copertura, gli arcarecci possono essere applicati anche come correntini per il rivestimento delle pareti. L'immagine sotto mostra un tipico telaio in acciaio applicato con arcarecci.
figura 1: Tipica intelaiatura di edifici in metallo (Estratto dalla Guida alla progettazione AISI D111-09)
Tipi comuni di arcarecci per tetti formati a freddo
Le sezioni C e Z sono le forme più comuni disponibili per gli arcarecci in acciaio formati a freddo. Come implicano i loro nomi, queste sezioni sono piegate secondo la lettera dell'alfabeto (fare riferimento alla figura 2). Da Arcarecci sono puntualmente simmetrici, e talvolta le loro flange sono fabbricate in modo leggermente disuguale per consentire la sovrapposizione. Nel frattempo, C Arcarecci hanno un modulo di sezione verticale leggermente inferiore, rendendoli più vantaggiosi per tetti con pendenze inferiori. Ogni forma ha i suoi pro e contro; spetta all'ingegnere valutare l'arcareccio appropriato in base ai requisiti del progetto.
figura 2: Arcarecci comuni a forma di C e Z
Quando installato sul tetto, gli arcarecci sono generalmente sovrapposti tra loro, dare continuità alla sezione. Di solito è collegato utilizzando bulloni a livello di macchina attraverso le reti di arcarecci sovrapposti.
Quando si tratta del suo design, i carichi sono applicati sugli assi normale e tangenziale del baricentro della sezione. così, la flessione biassiale è principalmente controllata. Si presume che gli effetti torsionali sull'elemento siano trascurati a causa dei vincoli laterali e torsionali parziali forniti dalla guaina del tetto.
Vantaggi dell'acciaio formato a freddo rispetto ad altri materiali
Questo articolo si concentra sull'uso dell'acciaio formato a freddo (CFS). Questo tipo di acciaio è costituito da lamiere sottili e, dalla parola stessa, è realizzato mediante processi di lavorazione a freddo come la pressatura e la laminazione, rendendolo più resistente rispetto ai fogli laminati a caldo. In contrasto con il legno, l'acciaio formato a freddo offre una durata maggiore in quanto è resistente a muffe o parassiti.
Dal momento che è leggero, CFS è più facile da installare e può anche essere riciclato quando il sistema di copertura viene rimosso o modificato. Se correttamente costruito e progettato, Le strutture CFS possono resistere a carichi ambientali estremi, rendendolo uno dei materiali più resilienti disponibili.
Utilizzo del calcolatore di capacità SkyCiv Purlin
Con il Calcolatore della capacità di carico SkyCiv Purlin. I calcoli sono modellati principalmente da AISI, ASCE, e codici AISC. A differenza delle tipiche tabelle di capacità del produttore per gli arcarecci, questo calcolatore presenta un approccio semplificato per verificare la capacità della sezione considerando le sue proprietà geometriche e materiali, configurazione del tetto, e carichi.
Questo calcolatore consente all'utente di inserire arcarecci C e Z standard e personalizzati. Richiede anche l'input per la lunghezza dell'alloggiamento, qual è arcareccio, il spaziatura degli arcarecci, angolo del tetto, e la posizione dell'asta di abbassamento, che si trova nel punto medio o nei terzi punti. Per completare l'analisi vengono utilizzati anche i casi di carico che adattano l'approccio progettuale ASD.
La figura seguente mostra l'output di esempio della calcolatrice:
figura 3: Uscita del calcolatore della capacità dell'arcareccio
Qui vengono mostrate le proprietà dell'arcareccio insieme alla spaziatura dell'arcareccio specificata dall'utente. Vengono inoltre presentati i carichi determinanti calcolati dalla combinazione di carico più critica. La capacità dell'arcareccio è caratterizzata dalla combinazione dei rapporti di utilità dal limite dimensionale, sforzo di flessione combinato, sforzo di taglio, e deformazione.
Dai un'occhiata al Calcolatore di spaziatura e capacità dell'arcareccio e progetta oggi stesso il tuo sistema di copertura!
Riferimenti:
- Guida alla progettazione per sistemi di telai per tetti con arcarecci in acciaio formato a freddo (Guida alla Progettazione AISI D111-09) . Istituto americano del ferro e dell'acciaio, 2009.
- Segui, William T. Progettazione d'acciaio 6a edizione. Apprendimento Cengage, 2018.
Sviluppatore del prodotto
BSc, MEng (Civile)
