PALLETPREV
Sull’importanza dei controventi di piano
nelle scaffalature porta pallet
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rev. 1.0 del 2-8-2018
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a cura di Ing. Paolo Rugarli
La presenza dei diagonali di piano nelle scaffalature porta pallet è di fondamentale importanza nel caso in cui un telaio sia controventato e l’altro no, nella scaffalatura monofronte. Analoghe considerazioni valgono per le scaffalature bifronte.
Nel seguito si farà riferimento a un blocco di scaffalatura porta pallet, monofronte, controventato. Si dirà C il telaio controventato ed L il telaio libero da controventi. Entrambi i telai possono essere dotati o meno di nodi semi rigidi alla interfaccia corrente montante, e di molle al piede dei montanti.
Il carico critico di una scaffalatura è governato dai seguenti fattori:
-Forma della deformata critica. A questa si associa:
-L’energia di deformazione degli elementi distorti (inflessi o tesi e compressi).
-Il lavoro del second’ordine compiuto dai carichi verticali portati. Per rotazioni di una colonna su un perno alla base, aventi entità θ, il lavoro è tipicamente PHθ2/2, dove H è l’altezza a cui si trova il carico P.
Nel caso in cui l’area dei diagonali di piano, o la loro efficienza, sia pari a 0, chiaramente la deformata critica si ottiene dal movimento del solo telaio L. In questo caso il carico critico coincide con quello della scaffalatura monofronte non controventata.
E’ interessante osservare come sia assolutamente fondamentale l’entità della rigidezza del diagonale di piano. Chiaramente, la rigidezza deve essere garantita da opportuni dispositivi di attacco, e si dovrebbero evitare deformazioni locali atte a inficiare la rigidezza teorica EA/l. Ovvero: non basta avere una buona area, occorre anche che la forza venga consegnata in modo efficiente.
Figura 1 αcr=3.9
Figura 2. αcr=3.9
Se l’area del diagonale di piano è insufficiente, la struttura può trovare più conveniente attivare una modalità critica nella quale C sta praticamente fermo, ed L slitta. Lo slittamento di L su C comporta una elongazione dei diagonali di piano tesi. Nella figura 1 si vede un esempio di tale situazione. C (il telaio in alto) è quasi fermo ed L (il telaio in basso) slitta. Le spalle si torcono (Figura 2).
L’energia di deformazione è sostanzialmente quella del telaio L più quella dei diagonali di piano.
Figura 3. αcr=9.7
Se l’area del diagonale di piano è elevata, ma il numero di campate controventate non è completo, essendo solo quelle ove è presente il controvento longitudinale, i diagonali di piano isolano delle “torri compresse” che possono trovare facile sbandare con una torsione quasi pura (Figura 3). In questo caso, le campate ove è presente il controvento longitudinale possono di fatto essere inattivate, e l’atto di moto critico è una torsione che inattiva il controvento ed anche gli stessi diagonali di piano. Di fatto la principale energia di deformazione è quella incassata dalle spalle, che, appartenendo al blocco che ruota sono in parte inflesse, ma in direzione opposta (Figura 4).
Figura 4. αcr=9.7
Se i diagonali di piano sono posti su tutte le campate, la modalità critica cambia ancora, e di fatto si rifluisce in una deformata critica che ricorda quella del montante considerato come asta di Eulero tra i campi controventati (le spalle terminali sono caricate la metà e sbandano meno).
Figura 5 αcr=14.1
E’ questa la modalità più desiderabile:
1.Perché è organizzata e globale
2.Perché ha valori prossimi a quelli di verifica del montante e quindi non si ha penalizzazione per instabilità globale.
3.Perché non vi sono componenti trasversali di spostamento, ma quasi solo longitudinali.
4.Perché ad essa corrisponde il maggior carico critico globale.
Nel caso in cui si adotti una soluzione mista in cui i controventi di piano siano posti un livello sì ed uno no, ma su tutte le campate, il benefico effetto di riduzione della lunghezza di libera inflessione del montante, sul telaio L, diminuisce (Figura 6). Resta comunque una deformata critica longitudinale ed un valore alto del carico critico.
Figura 6. αcr=13.2
Infine, nel caso in cui si adottino soluzioni miste, con tutti i livelli controventati, ma solo una campata sì ed una no, si possono generare situazioni a “torre multipla”, in cui più coppie di spalle, quelle collegate da diagonali di piano, tendono a ruotare (Figura 7). Una tale modalità è da preferire a quella con torre singola, per il maggior valore del carico critico, tuttavia presenta un comportamento non organizzato e tale da impegnare i correnti sulla flessione debole, dove i sistemi di aggancio possono essere danneggiati con maggiore probabilità.
Figura 6. αcr=13.4
Conclusioni
Da questo studio emerge in modo cristallino la fondamentale importanza dei controventi di piano al fine di contrastare l’instabilità per scaffalature monofronte controventate.
Emerge anche che il numero, la disposizione e l’area dei controventi di piano pilota in modo diretto la forma della deformata critica.
Le soluzioni con diagonali di scarsa efficienza sono da considerare tali da non cogliere appieno i vantaggi che il controvento longitudinale può offrire, e danno prestazioni scarse.
Le soluzioni con controventi atti a delimitare torri controventate isolano di fatto tali sotto strutture e vanificano una buona organizzazione strutturale complessiva.
Sono quindi da preferire soluzioni con controventi di piano diffusi su tutte le campate, e un livello sì ed uno no, o meglio tutti i livelli.