RICERCA 2018
ANALISI TERMICA DI UNA TRAVE TRALICCIATA PREM
Confronto tra modello 3D e 2D
Vito Lavermicocca, 
Assegnista di Ricerca, Dipartimento ABC - Politecnico di Milano
vito.lavermicocca@polimi.it
Livio Izzo
Ingegnere LP, Membro CT Assoprem e CT Consorzio Produttori Travi REP
livio.izzo@fastwebnet.it
Structural 219 | Settembre - Ottobre  2018
10.12917/Stru219.25 – https://doi.org/10.12917/STRU219.25

L'articolo illustra una ricerca numerica condotta allo scopo di simulare il comportamento termico di una Trave tralicciata PREM con piatto in acciaio. Lo studio prende in considerazione sia il modello bidimensionale (2D) che un modello di comportamento che rappresenti la reale configurazione spaziale degli elementi della trave PREM (modello 3D). L'obiettivo è quello di simulare l'andamento della temperatura nel traliccio d’anima che, nel caso dell'analisi 2D usualmente impiegata in questi casi, è semplificativa e non può che essere una approssimazione del comportamento reale. Infatti, in questo caso, il modello piano non coglie la configurazione spaziale del traliccio che, spesso, viene modellato come collegamento continuo, fra il corrente inferiore ed il corrente superiore del traliccio, su tutta la lunghezza della trave mentre, nella realtà, è inclinato e convergente sul piatto inferiore solo ad ogni passo.
Ad entrambi i modelli è stato applicato il carico termico, assegnando ai nodi inferiori della piastra d’acciaio la legge di variazione della temperatura nel tempo indicata dalla norma UNI 9503, pressoché equivalente alla ISO 834.
Dal confronto dei risultati dei due modelli è emersa una quasi perfetta corrispondenza di temperatura relativamente al nodo di attacco tra piatto e traliccio d’anima mentre, in corrispondenza delle zone nella mezzeria dell’altezza del traliccio, il modello 2D fornisce dei valori di temperatura più alti, a parità di tempo di esposizione al fuoco, rispetto a quelli ottenuti con il modello 3D. Inoltre, per entrambi i modelli, la temperatura al piede d'anima risulta pressoché pari a quella del piatto d'acciaio ad esso saldato.
Sulla base dei risultati delle analisi si sono potute formulare alcune ipotesi progettuali che, in assenza di trattamento superficiale protettivo del piatto metallico, possono garantire una adeguata resistenza al fuoco dell’elemento.

ARGOMENTO:  CEMENT AND CONCRETE theory and applied research - CEMENTO E CLS ricerca teorica e applicata,FIRE - FUOCO
PAROLE CHIAVE: trave PREM, trave tralicciata, resistenza al fuoco, analisi 2D, analisi 3D
Abstract
x
THERMAL ANALYSIS OF A PREM TRUSS BEAM
Comparison between 3D and 2D model

The article illustrates a numerical research conducted to simulate the thermal behavior of a PREM truss beam with a steel plate. The study considers both the hypothesis of operating in two dimensions (2D) and of working with reference to a behavior model that considers the real spatial configuration of the elements of the PREM beam (3D model). In particular, the objective is to simulate the trend of the steel web temperature which, in the case of the 2D approach usually used in this type of analysis, can only be a rough approximation of the real behavior. In fact, in this case, the 2D model does not grasp the spatial configuration of the truss, which is necessarily modeled as a continuous connection between the lower current and the upper current of the truss, along the entire span of the beam while, in reality, it is inclined and converging on the bottom plate only at each step.
The thermal load was applied to both models, assigning to the lower nodes of the steel plate the law of variation in temperature over time suggested by the UNI 9503 standard, almost equivalent to ISO 834.
From the comparison of the results of the two models, an almost perfect temperature correspondence has emerged relative to the connection node between the plate and the steel web while, in correspondence with the zones in the centerline of the truss height, the 2D model gives higher temperature values, at the same time of exposure to fire, compared to those obtained from the 3D model. Moreover, for both models, the steel web foot temperature is almost equal to that of the welded steel plate.

KEYWORDS: PREM beam, truss beam, fire resistence, 2D Analysis, 3D Analisys
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