404_Dispensa_04 Analisi-Dei-Carichi Parte 1 - 2012-13

S. Biondi - A. Viskovic Dispensa_04 Analisi-dei-Carichi Parte 1 - 2012-13 pag. 1/33

L'analisi dei carichi agenti sulle costruzioni Parte 1

La valutazione del livello di sicurezza di una struttura dipende dalla resistenza degli elementi strutturali

che compongono la struttura medesima: tanto pi un componente significativo ha una sollecitazione vicina al

limite di resistenza, tanto minore il margine di sicurezza insito nella struttura. Tale valutazione, per essere

numerica, presuppone una corretta conoscenza delle caratteristiche di ciascun elemento. Ci non per sufficiente, in quanto a monte necessario determinare con la dovuta accuratezza lo stato di sollecitazione

dellelemento stesso. Bisogna quindi possedere gli strumenti teorici necessari alla valutazione, dati i carichi sulla struttura, delle sollecitazioni in ogni elemento ed, ovviamente, bisogna essere in grado di definire in modo corretto le azioni che agiscono sulla struttura.

Le azioni sono dovute ai pesi propri della struttura, ai pesi propri degli altri componenti non strutturali, ai

pesi connessi con l'utilizzo della costruzione oltre che alle azioni esterne legate alla particolare forma o posizione della struttura.

Le azioni esterne, a differenza dei pesi propri che sono diretti come l'azione di gravit e sono applicati in

modo statico, possono essere dirette secondo una qualsiasi direzione o verso e possono avere le pi disparate

caratteristiche (in particolare possono sia statiche che dinamiche1).

Figura 1 Schema di equilibrio di un blocco monolitico verticale soggetto sia allazione del peso proprio (verticale) che

ad unazione esterna (orizzontale)

A seconda che le azioni sulle costruzioni siano verticali od orizzontali, si modificano anche le condizioni di equilibrio della struttura, come mostrato schematicamente nella Figura 1 per un elemento monolitico.

In questa sede si fa riferimento essenzialmente al caso di strutture soggette a sole azioni verticali, cio a

strutture soggette al peso proprio ed ad altre componenti di carico in direzione verticale, che discendono

dalla presenza di elementi portati dalla struttura stessa. Considerando solo quelli carichi verticali, lanalisi dei carichi verr sviluppata al solo fine di determinare le azioni sugli elementi verticali, cio sui pilastri (nel caso di struttura puntiforme in acciaio o cemento armato)

e sui muri (nel caso di struttura in muratura portante). Questo stato di sollecitazione, di pura compressione, sar quello trattato diffusamente nel presente corso. Per

tale sollecitazione saranno impostate delle condizioni di progetto e verifica nel caso di elementi in cemento

armato ad armatura lenta. Il carico verticale totale, al piede delledificio, la somma dei carichi verticali di tutti i piani. Ogni pilastro riceve una quota parte dei carichi dovuti a ciascun piano. In mancanza di differenti

criteri, che tengano conto della tessitura dei solai e della dimensione di ciascun elemento portante, sia

orizzontale che verticale, la ripartizione delle azioni verticali su ciascun pilastro pu essere effettuata

semplicemente computando l'area d'influenza.

1 una dettagliata descrizione del problema stata sviluppata in unaltra dispensa

A.A. 2012/13 Laboratorio Integrato di Costruzioni 2 Dip. InGeo

Elementi di Progettazione Strutturale

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L'area di influenza quindi definita come la superficie individuata dalla mediana di ciascun segmento che

congiunge l'asse di un pilastro con il pilastro adiacente, Figura 2.

Figura 2 Schema di ripartizione dei carichi verticali nei pilastri di una struttura secondo il criterio delle aree di

influenza, cio con ripartizione puramente geometrica tra i vari pilastri verticali

Figura 3 Schemi differenti di scarico a terra dei carichi verticali

L'analisi dei carichi agenti sulle costruzioni

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La forma strutturale definisce la distribuzione dei carichi sui singoli elementi, Figura 3. L'area di influenza

cos come descritta in precedenza ha significato per le strutture a telaio o meglio per le strutture in cui gli

elementi portanti siano chiaramente organizzati secondo una maglia, il pi possibile regolare, di elementi

verticali ed orizzontali. Questo si applica soprattutto alle strutture puntiformi, in cui oltre tutto lincidenza del peso delle strutture portanti verticali minima in relazione al peso dei solai. Nel caso di strutture in muratura invece lincidenza del peso proprio dei muri verticali non pu essere trascurata, vista la sua rilevanza significativa.

Figura 4 Schema di suddivisione delle funzioni in ciascuna porzione di un edificio: in funzione della destinazione duso

si avr uno specifico sovraccarico accidentale

La destinazione duso definisce i carichi da considerare su ciascuna porzione di struttura. Il carico globale dipender quindi non solo dal tipo di struttura considerata, dalle finiture presenti ma anche dalla capacit di

affollamento e stoccaggio di materiali che ciascuna destinazione d'uso pu comportare, Figura 4. Tenuto

conto che le destinazioni duso possono variare nel corso della vita di un edificio, di tale variazione eventuale si dovr tenere conto se non si vuole andare incontro a spiacevoli danneggiamenti della struttura se

non, addirittura, al crollo della stessa.




1. AZIONI SULLE COSTRUZIONI - GENERALIT

Le azioni da considerare nelle costruzioni comprendono in genere:

i pesi propri degli elementi costituenti la struttura, i carichi permanenti degli elementi non strutturali che compongono l'organismo,

i sovraccarichi variabili2 che derivano dalla destinazione dell'ambiente a cui la struttura fa da sostegno,

le variazioni termiche e igrometriche,

i cedimenti di vincoli, le azioni del vento o le spinte delle terre,

le azioni sismiche o dinamiche,

le azioni eccezionali collegate ad eventuali eventi da determinare di volta in volta. Nel seguito sono indicati i pesi per unit di volume dei principali materiali per la determinazione dei pesi

propri strutturali e sono date prescrizioni relativamente ai sovraccarichi variabili per gli edifici. Per tali

azioni si fa riferimento alla normativa tecnica che, per il progettista, deve essere considerata vincolante. Come meglio sar dettagliato in successivi corsi di Scienza e Tecnica delle Costruzioni, non sempre e

necessariamente le condizioni pi impegnative per una struttura sono quelle legate alla presenza del massimo

dei carichi verticali.

Ci possono essere infatti delle situazioni in cui la condizione peggiore sia quella in presenza del carico verticale minimo e di tale fatto si dovr tenere debitamente conto.

Pesi per unit di volume dei principali materiali strutturali [kN/m3]

Conglomerato cementizio ordinario

Conglomerato cementizio ordinario armato (e/o precompresso)

Conglomerati leggeri: da determinarsi caso per caso

Conglomerati pesanti: da determinarsi caso per caso

Acciaio

Ghisa

Alluminio

Legname:

Abete, Castagno

Quercia, Noce

Pietrame:

Tufo vulcanico

Calcare compatto

Calcare tenero

Granito

Laterizio (pieno)

Malta di calce

Malta di cemento

24,00

25,00

(14,00 20,00)

(28,00 50,00)

78,50

72,50

27,00

6,00

8,00

17,00

26,00

22,00

27,00

18,00

18,00

21,00 Tabella 1 Pesi per unit di volume dei principali materiali strutturali

Malgrado ci i valori di peso proprio indicati dalla normativa sono in genere i valori massimi possibili per un determinato materiale, Tabella 1.

Per il calcestruzzo non armato si visto, ad esempio, come il suo peso specifico reale sia compreso

nellintervallo cls = 23,00 24,00 kN/m3, la normativa assume invece il valore massimo

cls = 24,00 kN/m3.

2 od accidentali



1.1 Normativa di riferimento

La normativa di riferimento nell'analisi dei carichi delle costruzioni quella emanata, con cadenza pi o

meno regolare, dal Ministero dei Lavori Pubblici.

Allo stato attuale le norme vigenti, oltre ovviamente a quelle del buon costruire, sono:

D.M. 16 gennaio 1996 (G.U. 5.2.1996 n. 29 Supplemento): Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi.

Circolare 4 luglio 1996 n.156AA.GG/STC (G.U. 16.9.1996 n. 217 Supplemento): Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al D.M. 16 gennaio 1996.

Queste prescrizioni, come tutte le normative di tale tipo, sono vincolanti per quanto riguarda il Decreto

Ministeriale, mentre sono indicative per quanto contenuto nella Circolare esplicativa. Attualmente in fase di approvazione il Testo Unico Norme Tecniche per le Costruzioni da parte del

Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, testo unico approvato dallAssemblea Generale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici in data 30 marzo 2005 (voto n 35/2005). Tale documento in fase di

perfezionamento dovrebbe entrare in vigore in data 30 settembre 2006.

1.2 Schemi di distribuzione dei carichi negli elementi strutturali

Definiti i valori di carico dovuti al peso proprio della struttura, sono da definire come tali carichi sono

applicati alla struttura e, in generale, come sono applicati i carichi esterni3.

Figura 5 Schema di carico concentrato o linearmente distribuito su una trave, cio su elemento a sviluppo orizzontale

I carichi su una struttura possono essere, nel caso di carichi verticali, schematizzati come carichi

concentrati o carichi distribuiti, Figura 5, sia superficiali che lineari, Figura 6.

Figura 6 Esempi di carichi concentrati o uniformemente distribuiti: nel secondo caso si hanno carichi distribuiti sia per

unit di superficie che per unit di lunghezza

Figura 7 Allungamento in una struttura dovuto alla presenza di un aumento di temperatura

3 i carichi sono indicati con la notazione vettoriale: lazione caratterizzata per direzione, verso e modulo, ove questo ultima ne rappresenta lentit




Nelle strutture oltre alle azioni direttamente connesse alla presenza di forze esterne si possono avere degli

effetti anche significativi legati alla presenza di deformazioni imposte alle strutture stesse4, Figura 7.

Figura 8 Esempi di carichi lineari variabili lungo lelemento

I carichi distribuiti sugli elementi non sempre sono distribuiti in modo costante e si possono avere delle

distribuzioni di carico variabili. Nel caso semplice di carichi distribuiti linearmente si hanno le situazioni di

Figura 8. Tali forze possono essere dovute a vari motivi; un carico linearmente variabile dipende da una luce

di carico perpendicolare non costante, da un solaio di tessitura in due direzioni o dalla presenza di materiali accatastati in modo non regolare. Un esempio tipico, e discusso in normativa, quello della neve che, in

presenza di pareti verticali, tende ad accumularsi e quindi a formare delle distribuzioni di carico non costanti.

Figura 9 Azione su una struttura: azione statica (cumulo di neve) ed azione dinamica (motore elettrico rotante)

Le azioni possono essere sia statiche che dinamiche, Figura 9.

Figura 10 Amplificazione dei carichi verticali per effetto dinamico

4 nel caso specifico di deformazioni imposte alla struttura, queste si tramuteranno in sollecitazioni nel caso che questa non sia libera di deformarsi,

cio sia iperstatica. Tali argomenti saranno ripresi nel dettaglio nei successivi corsi di Scienza e Tecnica delle Costruzioni.



Nel primo caso la schematizzazione secondo una distribuzione costante di azioni verticali del tutto naturale

e si esprime bene con gli schemi visti in precedenza. Un carico che agisce dinamicamente pu invece essere

preso in conto come un carico statico. In tale caso il carico statico equivalente, per essere a vantaggio di

sicurezza, deve essere opportunamente amplificato, Figura 10. Alcune azioni dinamiche, in cui la sollecitazione si accoppia in modo particolare con le caratteristiche della

struttura, permettono con valori di piccola entit di ottenere sollecitazioni e deformazioni notevolissime5.

1.3 Verso di tessitura dei solai di orizzontamento ed aree di influenza

I solai sono elementi bidimensionali a sviluppo orizzontale, o comunque secondo un piano. Tali elementi hanno per al loro interno una conformazione tale per cui la capacit portante viene sviluppata secondo

direzioni preferenziali che definiscono il cosiddetto verso di tessitura del solaio6.

Figura 11 Schema di un solaio con tessitura singola, a, e tessitura doppia, b. Nel primo caso i carichi vengono

scaricati sulle travi perpendicolari al verso di tessitura, nel secondo caso in entrambe le direzioni

La tessitura del solaio definisce la ripartizione dei carichi sulle travi, cio sugli elementi portanti orizzontali.

Per tessitura del solaio si intende il verso in cui il solaio trasmette agli elementi portanti orizzontali il proprio

peso ed i carichi portati, Figura 11 e Figura 12.

Figura 12 Schema di tessitura differenziata di un medesimo solaio orizzontale

5 in successivi corsi saranno mostrate situazioni molto significative in cui piccoli carichi, applicati per in modo dinamico, hanno portato al collasso

strutture molto resistenti ai carichi statici 6 lesempio pi classico di verso di tessitura di un solaio si ha nel caso di un solaio ligneo . Questo risulta organizzato secondo travi portanti tessute

in una certa direzione con sovrastante un pacchetto strutturale, portato, che costituisce il carico di ciascuna trave. Il verso di tessitura individua

quali sono gli elementi su cui viene scaricato il peso del solaio




La gerarchia strutturale, imposta dalla tessitura dei solai (o viceversa), definisce il flusso dei carichi e quindi limpostazione dellanalisi dei carichi. Nel caso di una struttura che abbia una parte di solaio tessuta in un verso ed unaltra tessuta nel verso perpendicolare, lanalisi dei carichi deve essere effettuata parzialmente. Facendo riferimento alla struttura semplice di Figura 12, bisogna in prima istanza considerare

la zona costituita dalla rettangolo BCDB, Figura 13, ove il solaio tessuto secondo il verso del lato lungo delledificio.

Figura 13 Distribuzione costante del carico per unit di superficie di solaio

Questo provoca il formarsi di un carico distribuito, Fq nel caso di solaio F della Figura 13, sulle travi perpendicolari al verso di tessitura del solaio, Figura 14.

Figura 14 Distribuzione costante del carico per unit di lunghezza di solaio a singola tessitura a partire da un solaio

caricato con carico costante per unit di superficie

In genere un solaio ha un carico uniformemente distribuito sullunit di superficie e di conseguenza il suo

carico viene riportato come carico lineare sulle travi CD e BB, con lespressione7 FFF lq,q 5002 .

Figura 15 Distribuzione del carico sulle travi di bordo in funzione del verso di tessitura del solaio

7 si noti che nella formulazione riportata la distanza lF rappresenta il valore della distanza di interasse tra le due travi parallele. A rigore si dovrebbe

considerare invece una quota di carico distribuito dovuta al solaio che si esprime per una lunghezza minore data dal valore dellinterasse delle travi

decurtato dallo spessore delle travi stesse



Tale ripartizione interessa travi differenti in funzione del verso di tessitura del solaio come mostrato ad

esempio in Figura 15 per la situazione presa in considerazione. In questo caso la trave AB caricata

direttamente dal solaio E per il tratto AC ed indirettamente dal solaio F nel punto C. I carichi totali sulla trave vengono riportati agli appoggi A e B secondo una distribuzione funzione della posizione delle risultanti, cio in funzione dei carichi8.

Figura 16 Percorso dei carichi dalle travi fino ai pilastri e da questi alle fondazioni. Ai carichi dovuti al solaio vanno,

di volta in volta, aggiunti i carichi dovuti ai pesi propri degli elementi

Nel riportare i carichi ad un livello inferiore, occorre mettere in conto il peso proprio degli elementi verticali

di sostegno, sia essi pilastri o pareti verticali, Figura 16.

Figura 17 Modalit di trasmissione del carico dalla base del pilastro alla fondazione e, da questa, al sottostante

terreno di fondazione

Nel riportare i carichi al terreno di fondazione, occorre tenere conto del peso proprio delle fondazioni. Queste hanno il compito di ridurre lo stato tensionale applicato al terreno, ridistribuendo il carico su una superficie maggiore. Ci in considerazione del fatto che in generale il terreno ha una resistenza nettamente

inferiore9 a quella dei materiali strutturali di cui composto un edificio.

La scelta dei una procedura che tenga conto del verso di tessitura del solaio necessit per della definizione, a priori, di tale tessitura stesso e quindi di un livello di raffinamento che non sempre possibile raggiungere

8 il modo in cui si ripartiscono i carichi sar meglio specificato in successivi corsi di Scienza e Tecnica delle Costruzioni. In questa sede, e solo in

questa sede, si pu assumere che i carichi siano ripartiti in parti uguali tra i due estremi. 9 in genere i valori di resistenza del terreno di fondazione sono estremamente inferiori alla resistenza dei materiali che costituiscono in elevazione le

strutture. Se consideriamo le fondazioni in calcestruzzo ed i terreni in sabbia od argilla si hanno valori di resistenza nella fondazione che sono da 50

a 200 volte superiori a quelli del terreno




nella prima fase di progettazione strutturale. Per tale motivo si ricorre spesso, ed in prima approssimazione,

allapproccio che considera in carichi sugli elementi verticali definiti in funzione delle aree di influenza di ciascun pilastro.

Figura 18 Aree di influenza di ciascun elemento verticale della struttura esaminata in precedenza considerando i versi

di tessitura del solaio

Il concetto di area dinfluenza, cio della definizione dell'intorno significativo di ciascun pilastro, pu essere utilizzato per unanalisi speditiva dei carichi gravanti sugli elementi portanti verticali.

Figura 19 Le aree di influenza sono ottenute considerando le bisettrici di ciascuna campata anche nel caso di aree, in

corrispondenza di un pilastro, non rettangolari

Ovviamente le condizioni di carico di ciascun pilastro saranno differenziate a seconda che questo sia un

pilastro centrale, di bordo o d'angolo di una struttura.



2. DEFINIZIONE DEI PRINCIPALI CARICHI E SOVRACCARICHI AGENTI SULLE STRUTTURE

Nellanalisi dei carichi verticali gravanti su una struttura, tutti i carichi dovuti ai pesi propri ed ai sovraccarichi desercizio sono in genere considerati agire staticamente, salvo casi particolari in cui gli effetti dinamici debbano essere debitamente valutati. In tali casi, a parte quanto precisato in regolamenti specifici ed

in mancanza di analisi dinamiche, i carichi indicati nel seguito verranno adeguatamente maggiorati per tener conto, in un'analisi statica equivalente, dell'amplificazione per gli effetti dinamici.

In linea di massima, in presenza di orizzontamenti pur con orditura unidirezionale ma con capacit di

ripartizione trasversale, i carichi ed i sovraccarichi potranno assumersi come uniformemente ripartiti sulla superficie del solaio, per la verifica d'insieme. In caso contrario, occorrer valutarne le effettive distribuzioni.

2.1 Carichi permanenti

Sono considerati carichi permanenti quelli non rimovibili durante il normale esercizio della costruzione,

come le tamponature esterne, i divisori interni, i massetti, gli isolamenti, i pavimenti ed i rivestimenti del piano di calpestio, gli intonaci, i controsoffitti, gli impianti, ecc.. In qualche caso pu essere necessario

considerare situazioni transitorie in cui essi non siano presenti. Tali carichi vanno valutati sulla base delle

dimensioni effettive delle opere e dei pesi per unit di volume dei materiali costituenti.

I tramezzi e gli impianti leggeri di edifici residenziali possono assumersi in genere come carichi equivalenti distribuiti, quando i solai hanno adeguata capacit di ripartizione trasversale.

La normativa riporta, per i principali materiali, alcuni pesi nell'unit di volume o di superficie che debbono

essere utilizzati nella definizione dei carichi permanenti, Tabella 2. A) Malte Malta bastarda (di calce o cemento) 19,00 kN/m3

Malta di gesso 12,00 Intonaco (spessore 1,5 cm) 0,30 kN/m2

B) Manti di copertura Manto impermeabilizzante dasfalto o simile 0,30 Manto impermeabilizzante prefabbricato con

strati bituminosi di feltro, di vetro o simili 0,10 Tegole maritate (embrici e coppi) 0,60 Sottotegole di tavelloni (spessore 3-4 cm) 0,35 Lamiere dacciaio ondulate o nervate 0,12 Lamiere dalluminio ondulate o nervate 0,05 Lastre traslucide di resina artificiale, ondulate o nervate 0,10

C) Muratura Muratura di mattoni pieni 18,00 kN/m3 Muratura di mattoni semipieni 16,00 Muratura di mattoni forati 11,00 Muratura di pietrame e malta 22,00 Muratura di pietrame listato 21,00 Muratura di blocchi forati di calcestruzzo 12,00

D) Pavimenti (escluso sottofondo) Gomma, linoleum o simili 0,10 kN/m2

Legno 0,25 Laterizio o ceramica o grs o graniglia (spessore 2 cm) 0,40 Marmo (spessore 3 cm) 0,80

E) Vetri Normale (3 mm) 0,075 Forte (4 mm) 0,100 Spesso (5 mm) 0,125 Spesso (6 mm) 0,150 Retinato (8 mm) 0,200

Tabella 2 Pesi per unit di volume e superficie di alcuni materiali da costruzione. [Tabella 2 della Circolare 4 luglio 1996 n.156AA.GG/STC (G.U. 16.9.1996 n. 217 Supplemento): Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al D.M. 16 gennaio

1996]




2.2 Sovraccarichi variabili (di esercizio).

Le intensit da assumere, sempre secondo la citata normativa, per i sovraccarichi variabili verticali ed

orizzontali ripartiti e per le corrispondenti azioni locali concentrate, tutte comprensive degli effetti dinamici ordinari, sono riportate nella Tabella 3.

Cat.

TIPO DI LOCALE

Verticali

ripartiti

kN/m2

Verticali

concentrati

kN

Orizzontali

lineari

kN/m 1 Ambienti non suscettibili daffollamento (locali abitazione e

relativi servizi, alberghi, uffici non aperti al pubblico) e

relativi terrazzi a livello praticabili

2,00

2,00

1,00

2 Ambienti suscettibili di affollamento (ristoranti, caff,

banche, ospedali, uffici aperti al pubblici, caserme) e relative

terrazze a livello praticabili

3,00

2,00

1,00

3 Ambienti suscettibili di grande affollamento (sale convegni,

cinema, teatri, chiese, negozi, tribune con posti fissi) e

relativi terrazzi a livello praticabili

4,00

3,00

1,50

4 Sale da ballo, palestre, tribune libere, aree di vendita con

esposizione diffusa (mercati, grandi magazzini, librerie, ecc.),

e relativi terrazzi a livello praticabili, balconi e scale

5,00

4,00

3,00

5 Balconi, ballatoi e scale comuni (esclusi quelli della Cat. 4) 4,00 2,00 1,50

6 Sottotetti accessibili (per sola manutenzione) 1,00 2,00 1,00

7 Coperture:

- non accessibili - accessibili: secondo categoria appartenenza (da l a 4)

- speciali (impianti, eliporti, altri): secondo il caso

0,50 -

-

1,20 -

-

8 Rimesse e parcheggi:

- per autovetture di peso a pieno carico fino a 30 kN

- per transito di automezzi di peso superiore a 30 kN: da

valutarsi caso per caso

2,50

2 10,0

1,00

9 Archivi, biblioteche, magazzini, depositi, laboratori, officine

e simili: da valutarsi secondo il caso comunque:

> 6,00

6,00

1,00

Tabella 3 Sovraccarichi accidentali [Tabella 3 D.M. 16 gennaio 1996 (G.U. 5.2.1996 n. 29 Supplemento): Norme tecniche

relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi]

Figura 20 Schema di applicazione dei carichi concentrati e dei carichi orizzontali nelle strutture civili

I carichi distribuiti debbono essere intesi come i minimi prevedibili in relazione all'uso e comprendono gli

effetti dinamici ordinari (movimento delle persone, cadute accidentali di oggetti ecc.): non devono mai

essere cumulati con i sovraccarichi per neve, essendo i due eventi generalmente non sovrapponibili10.

10

per tale motivo tra sovraccarico accidentale, da affollamento, e neve andr preso in considerazione il caso di maggiore impegno per la struttura.

Nelle analisi condotte secondo i principi di questo corso le condizioni peggiori sono quelle legate alla presenza del massimo dei carichi

verticali,condizione che, come detto, non necessariamente di carattere generale



I carichi verticali concentrati previsti nella tabella debbono essere utilizzati per le verifiche locali delle

membrature e s'intendono applicati su impronta di cm 5 5, tranne quelli della categoria 8 che devono

intendersi applicati su impronta di cm 20 20 ad interasse di 160 cm, come mostrato in Figura 20. I carichi orizzontali devono essere utilizzati per le verifiche locali di parapetti, ringhiere, ecc. e devono essere

applicati all'altezza del bordo superiore del mancorrente ovvero, nel caso di pareti, alla quota di 1,20 metri

dal piano di calpestio, sempre come mostrato in Figura 20.

Figura 21 Riduzione del carico verticale applicato su singoli elementi strutturali in funzione dellestensione del solaio

considerato

Per la verifica di singoli elementi strutturali, quali travi, pilastri, pareti portanti, fondazioni, si potr

formulare l'ipotesi che i carichi di esercizio non agiscano contemporaneamente sul totale della superficie d'influenza, A, se questa risulta superiore ai limiti riportati nella Figura 21.




3. ANALISI DEI CARICHI DI SOLAI DI ORIZZONTAMENTO IN STRUTTURE CIVILI

3.1 Solai in latero cemento

Uno dei solai di maggiore interesse, per la sua diffusione nel caso di strutture civili, quello costituito da

un solaio misto di laterizio e calcestruzzo armato. Tale tipo di solaio viene indicato come solaio in latero cemento e pu essere sia del tipo gettato in opera, cio con le parti in conglomerato cementizio realizzate in

cantiere dopo la posa dei laterizi, sia del tipo ad elementi portanti parzialmente od integralmente

prefabbricati, in cui solo alcune limitate porzioni di completamento sono realizzate con il getto in opera di

calcestruzzo. I principali componenti di un solaio in latero cemento sono riportati nella Figura 22, con indicazione sia

schematica che dettagliata di ciascuno di questi.

Figura 22 Sezioni trasversali, schematica e dettagliata, di un solaio in latero cemento gettato in opera

Per il peso specifico del travetto in c.a. si adotta in genere 25,00 kN/m3; per gli alleggerimenti in laterizio

(pignatte) si deve adottare un valore compreso tra 5,50 e 9,00 kN/m3 in relazione alla percentuale dei vuoti

presenti. In prima approssimazione (per un pre-dimensionamento di un solaio) si pu adottare un peso

specifico medio complessivo di 11,00 kN/m3, per linsieme di travetti ed alleggerimento in laterizio.

Figura 23 Sezione assonometrica di un solaio misto in latero cemento con travetto prefabbricato, posto in opera in

alternanza con i laterizi e successivamente completato con getto integrativo



Ad esempio per un solaio alto 20 cm con una soletta di 4 cm abbiamo: 0,04 25,00 + 0,16 11,00 = 2,76 kN/m

2. Per pavimento e massetto, occorre considerare almeno 1,00 kN/m

2; per lintonaco dintradosso, occorre considerare almeno 0,30 kN/m

2; per i tramezzi occorre considerare unincidenza di 1,50 kN/m2. In definitiva, in fase di pre-dimensionamento, si pu adottare un peso del solaio, comprensivo dei carichi

permanenti, almeno pari a 5,00 kN/m2. Nel caso invece in cui si proceda ad un'analisi dei carichi pi

dettagliata si ottiene la seguente sequenza, Figura 2311, riferita ad un edificio di civile abitazione.

a) Solaio interno tipo (H = 16 + 4)12 Soletta 0,04 25,00 = 1,00 kN/m

2

Travetti 2 (0,20 - 0,04) 0,10 25,00 = 0,80 Laterizi (0,20-0,04) 0,80 7,00 = 0,90 Intonaco (spessore = 1,5 cm) = 0,30 Massetto (sottofondo) = 0,45 Pavimento = 0,40 Quota tramezzi = 1,50 . Totale carichi fissi = 5,35 kN/m

2

b) Solaio per uno sbalzo, balcone (H = 12 + 4) Soletta 0,04 25,00 = 1,00 kN/m

2

Travetti 2 (0,16 - 0,04) 0,10 25,00 = 0,60 Laterizi (0,16 - 0,04) 0,80 7,00 = 0,67 Intonaco (spessore = 1,5 cm) = 0,30 Massetto = 0,45 Pavimenti = 0,70 . Totale carichi fissi = 3,72 kN/m

2

Altri tipi di solaio in latero-cemento sono quelli riportati nella Figura 24 i cui carichi possono essere ricavati

di conseguenza. Si nota che nel caso dei solai in latero cemento sono importanti, al fine di definire la

geometria del solaio stesso, linterasse e al dimensione dei travetti in cemento armato. In genere gli interassi di maggiore utilizzo sono 40 cm, 50 cm e 60 cm a cui corrispondono, rispettivamente, travetti da 8 cm, 10

cm e 12 cm. Nella direzione longitudinale le pignatte hanno in genere lunghezza pari a 25 cm mentre i tipi di

solaio di uso corrente sono 16 + 4 cm e 20 + 4 cm. Uso minore hanno solai pi sottili, 12 + 4 cm, oppure

solai pi spessi, 24 + 5 cm.13

Figura 24 Sezioni assonometriche di solai in latero cemento con differenti finiture e geometrie dei costituenti

11

si noti che la sequenza dei carichi cos come riportata negli schemi successivi quella classica che prevede la distinzione tra pesi propri,

sovraccarichi permanenti e sovraccarichi accidentali. Si noti inoltre che lanalisi dei carichi dovrebbe essere correttamente effettuata considerando le unit di misura del sistema internazionale e quindi, per il carico ad unit di superficie, il kN/m2 12

si ricordi che nel caso di solai in latero cemento si indica, sempre in cm, il solaio riportando in sequenza il valore della ltezza del laterizio pi il

valore dello spessore della soletta di completamento 13

si noti che nelledilizia corrente si considerino massetti di spessore maggiore di quelli in figura e questo per permettere un migliore passaggio

delle tubazioni connesse con la realizzazione degli impianti (elettrico, termo-idraulico)




3.2 Analisi dei carichi di un solaio di qualsiasi tipo

Oltre a solai in latero cemento, si possono realizzare dei solai misti in acciaio, calcestruzzo e laterizio

come quelli mostrati in Figura 25. In questo caso si hanno i vantaggi connessi al fatto che gli elementi portanti in acciaio sono efficienti sin dalla loro posa in opera, non necessitano cio dellatttesa di maturazione del calcestruzzo, e gli svantaggi legati alla difficile connessione tra elementi portanti in acciaio

ed il resto del pacchetto strutturale del solaio.

Tali solai sono inoltre assai sensibili sia allossidazione che, soprattutto, allattacco eventuale del fuoco.

Figura 25 Sezioni assonometriche di solai misti in acciaio, laterizio e calcestruzzo



In questo caso l'analisi dei carichi conduce ai seguenti risultati, considerando lultimo dei casi di Figura 25.

Longarine IPE160 (0,158 kN/m14), interasse 80 cm15:

1,00 / 0,8 = 1,25 1,25 0,158 1,00 1,00 = 0,20 kN/mq Tavellonato (6 cm) 0,06 1,00 1,00 8,00 = 0,48 Massetto armato (4 cm) 0,04 1,00 1,00 25,00 = 1,00 . Totale peso struttura = 1,68 kN/mq Malta di allettamento (2 cm) 0,02 1,00 1,00 21,00 = 0,42 Pavimento marmo (3 cm) = 0,80 . Totale carichi fissi = 2,90 kN/mq

I solai sopra presentati sono di tipo monolitico, nel senso che hanno un'elevata rigidezza dovuta alla presenza

del getto di completamento di calcestruzzo che li rende un blocco omogeneo. In passato invece il solaio era

organizzato con una tessitura di elementi resistenti (travi) con un tavolato16 di completamento, Figura 26. Tali tipi di solaio sono riportati in Figura 26 con solaio in legno di carattere storico a cui si accoppia un

solaio, pi recente, con travi in cemento armato precompresso.

Figura 26 Sezioni assonometriche di solai senza elementi interposti con elementi portanti orizzontali od in legno od in

cemento armato prefabbricato

14

ricavato dai prontuari di uso corrente per gli elementi in acciaio di produzione industriale

15 per lincidenza al mq di un elemento di interasse pari ad i, basta moltiplicare il peso per unit di lunghezza dellelemento stesso per il fattore

1

i

16 tavolato che pu essere sia ligneo che di laterizio. Questo ultimo in genere laterizio pieno nelledilizia storica, forato nelledilizia pi recente ove

si tende alla riduzione dei pesi propri della struttura




Questo ultimo solaio permette di ottenere un'analisi dei carichi del tipo seguente:

Travetto in cemento armato precompresso

sezione circa 618 cm, 0,06 0,18 1,00 2500 =

interasse 80 cm: 0,27 kN/m 1,00 / 0,80 = 0,34 kN/mq

Tavellonato (6cm) 0,06 1,00 1,00 8,00 = 0,48 Massetto retinato in cls leggero 0,04 1,00 1,00 13,00 = 0,52 . Totale peso struttura = 1,34 kN/mq

Manto di copertura (tegole o coppi) = 0,60 . Totale carichi fissi = 1,94 kN/mq

Il solaio cos ottenuto assai pi leggero di un solaio tradizionale in cemento armato gettato in opera, la sua non monoliticit per conduce ad una minore efficienza strutturale oltre che ad una minore qualit dal punto

di vista sia di coibenza termica che di isolamento termo-acustico.

Figura 27 Sezione trasversale ed assonometrica di un solaio in legno tradizionale con tavolato (assito) in legno

soprastante una doppia orditura di travi, di differente dimensione ed interasse

Un solaio in legno ha invece i componenti elementari riportati in Figura 27 e si caratterizza, in genere, per una doppia orditura di elementi portanti (travi e travicelli) in legno con soprastante tavolato del medesimo

materiale.



In questo caso i carichi per unit di superficie possono essere ottenuti nel modo seguente:

Travicelli 1010cm 0,10 0,10 1,00 7,0017 =

interasse 40 cm: 0,07 kN/m 1,00 / 0,40 = 0,175 kN/mq Trave 1824cm 0,18 0,24 1,00 7,00 =

interasse 40 cm: 0,3024 kN/m 1,00 / 1,90 = 0,159 kN/mq

Totale peso struttura = 0,334 kN/mq Pavimento = 0,400 kN/mq

Allettamento (5 cm) 0,05 1,00 1,00 18,00 = 0,900 Caldana (6cm) 0,06 1,00 1,00 10,00 = 0,600 Assito o pianellato (2,50 cm) 0,025 1,00 1,00 7,00 = 0,175 . Totale carichi fissi = 2,409 kN/mq

A questi carichi vanno sommati i carichi dovuti alla presenza del sovraccarico accidentale; si nota comunque l'estrema leggerezza della struttura in legno rispetto agli altri tipi di solaio esaminati in precedenza.

3.3 Incidenza dei tramezzi nell'analisi dei carichi di un solaio di orizzontamento

In tutte le analisi precedenti manca l'incidenza dei tramezzi interni che, se in laterizio, non trascurabile.

Tale incidenza pu essere determinata sia considerando l'effettivo sviluppo delle tramezzature sia assegnando un valore forfettario alle stesse. In questo caso si agisce in genere a vantaggio di sicurezza.

Figura 28 Sezione orizzontale e verticale di un edificio con indicazione della distribuzione delle tramezzature interne

17

si considera un peso specifico tipico dellabete




Nel caso si voglia determinare leffettiva incidenza dei tramezzi sui carichi presenti in un solaio di orizzontamento, bisogna far riferimento alla situazione progettuale reale considerata. Se ad esempio la distribuzione planimetrica di un edificio quella della Figura 28 si deve, in prima istanza, calcolare il peso

per unit di superficie del tramezzo18, Figura 29.

Figura 29 Sezione costruttiva di un tramezzo in laterizio con doppio intonaco in gesso

Tramezzo interno:

Intonaci interni a gesso (1 cm) 2 0,01 1,00 1,00 12,00 = 0,24 kN/mq

Muratura di forati (8 cm) 0,08 1,00 1,00 11,00 = 0,88 . Totale carichi fissi = 1,12 kN/mq

Totale carichi fissi arrotondato = 1,15 kN/mq

Da notare che il valore ottenuto riferito all'unit di superficie del tramezzo, tale valore va trasformato in

peso per unit di superficie del solaio che sopporta il tramezzo. La normativa19 suggerisce che: per orizzontamenti di edifici per abitazioni e uffici, il carico costituito da tramezzi di peso minore di 1,50 kN/m

2

potr essere ragguagliato ad un carico uniformemente distribuito sul solaio pari a 1,50 volte il peso

complessivo della tramezzatura, semprech vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare una

adeguata distribuzione del carico . Altrimenti va utilizzato il valore di 1,50 kN/m2. Svolgiamo l'analisi del peso dei tramezzi nel caso dello schema della Figura 28.

Superficie del solaio al netto delle travi in c. a. (5,15 + 0,25 + 4,00) 5,40 = 50,76 m2

Sviluppo tramezzi sul solaio 3,70 + 0,10 + 1,50 + 4,50 + 5,40 = 15,20 m Altezza dei tramezzi = 2,70 m

Superficie lorda dei tramezzi 15,20 2,70 = 41,04 m2

Detrazione per porte 3 (2,00 0,80) = -4,80 m2

Superficie netta dei tramezzi = 36,24 m2

Carico totale (36,24 1,15) = 41,68 kN

Totale carico ripartito 1,50 41,68 / 50,76 = 1,23 kN/m2

Si pu notare che in generale ed a vantaggio di sicurezza non si effettua la decurtazione del peso

complessivo dei tramezzi dovuta alla presenza di porte di collegamento tra un vano e laltro.

18

ovviamente si intende lunit di superficie del tramezzo che posto in verticale sul solaio di orizzontamento 19

punto C.5.1. RIPARTIZIONE DEI TRAMEZZI INTERNI della Circolare 4 luglio 1996 n.156AA.GG/STC (G.U. 16.9.1996 n. 217 Supplemento):

Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e

sovraccarichi di cui al D.M. 16 gennaio 1996



3.4 Determinazione del carico sul singolo pilastro di un organismo strutturale

Con le premesse svolte, si pu effettuare l'analisi dei carichi gravanti su ciascun pilastro di un organismo

strutturale secondo la procedura illustrata di seguito.

Figura 30 Sezione verticale ed orizzontale di un edificio di civile abitazione con valutazione del carico totale (nel

sistema degli ingegneri) su un pilastro di bordo in funzione delle aree di influenza e della differenziazione di

carico tra la parte calpestabile interna e la parte calpestabile esterna (balcone)

Nel caso mostrato nella Figura 30 larea di influenza del pilastro di bordo considerato deve essere suddivisa in due porzioni a seconda che si tratti della parte di calpestio interna e della parte di balcone esterno. Tali due porzioni si differenziano sia per la diversa tipologia di solaio (quindi diverso peso proprio)

che per la diversa tipologia di finitura (quindi diversi sovraccarichi permanenti). Infine le due parti si

differenziano anche per i diversi sovraccarichi accidentali.




3.5 Copertura a falde inclinate

Nel caso di copertura a falde inclinate bisogna tenere nel debito conto l'inclinazione del tetto e effettuarne

la proiezione sull'orizzontale.

Figura 31 Assonometrie costruttive di tetti tradizionali in legno con differente disposizione dellorditura principale e

secondaria

Il peso proprio dipende dalla particolare tipologia strutturale utilizzata per la realizzazione del tetto. In Figura

31 si hanno alcune semplici tipologie per tetti tradizionali in legno.

Figura 32 Sezioni trasversali di tetti in legno di differente tipologia con schema di valutazione del rapporto tra lunit di superficie inclinata e la sua proiezione sullorizzontale

Sulla base dello schema globale del tetto, possibile ricavare la sezione trasversale dei suoi componenti secondo quanto mostrato in Figura 32.

Nella medesima figura si mostra lo schema della correlazione geometrica che intercorre tra lunit di superficie sul piano inclinato e la sua proiezione sullorizzontale. In sostanza allunit di superficie inclinata corrisponde una minore superficie sul piano orizzontale.



Figura 33 Schemi geometrici di distribuzione del peso proprio, del sovraccarico da vento e del sovraccarico da neve su una superficie inclinata

Il peso proprio del solaio distribuito secondo lo sviluppo inclinato della sua superficie, il vento

perpendicolare a tale superficie mentre la neve ha uno sviluppo orizzontale, Figura 33. In sostanza il peso per

unit di superficie della neve riferito all'orizzontale ed indifferente alla pendenza del tetto.

Figura 34 Sezione di un solaio di copertura in legno, con o senza rinforzo, con sezione verticale dellintera copertura

Nel caso della Figura 34 viene proposta una semplice struttura con copertura in legno soggetta ad un

intervento di leggera ristrutturazione che consiste nellaggiungere, al pacchetto originale, una strato di calcestruzzo alleggerito.




Lanalisi dei carichi del solaio in parola, sia in termini di carico per unit di superficie, che di carico globale viene riportata in Tabella 4. In tale analisi dei carichi si fa riferimento sia allo stato attuale che allo stato modificato. Il carico della neve,

assunto ledificio sito a Sulmona, viene effettuato secondo i criteri di normativa che saranno meglio dettagliati in seguito.

Angolo inclinazione solaio ligneo 16,50

Elemento Spessore Area Interasse Peso specifico Moltipl. Peso unitario

[m] [mq] [m] [kN/mc] [kN/mq]

Arcarecci 0,053 2,70 8,00 1,04 0,16

Travicelle 0,006 0,28 8,00 1,04 0,19

Pianelle 0,02 18,00 1,04 0,38

Massetto alleg. 0,00 11,00 1,04 0,00

Manto tegole 0,60 1,04 0,63

1,36

Sovraccarico neve a Sulmona, quota 405 m s.l.m. 1,77

3,13


[m] [mq] [m] [kN/mc] [kN/mq]

Arcarecci 0,053 2,70 8,00 1,04 0,16

Travicelli 0,006 0,28 8,00 1,04 0,19

Pianelle 0,02 18,00 1,04 0,38

Massetto alleg. 0,04 11,00 1,04 0,46

Manto tegole 0,60 1,04 0,63

1,81

Sovraccarico neve a Sulmona, quota 405 m s.l.m. 1,77

3,59


Differenza di sovraccarico 2,23

2,23

Base Altezza Area Peso totale

[m] [m] [mq] [kN]

Tetto 6,35 5,65 35,88 112,19

Sbalzi laterali 5,80 0,50 2,90 6,46

Sbalzo frontale 0,55 5,65 3,11 6,92

TOTALE GENERALE 125,58

Base Altezza Area Peso totale

[m] [m] [mq] [kN]

Tetto 6,35 5,65 35,88 128,66

Sbalzi laterali 5,80 0,50 2,90 6,46

Sbalzo frontale 0,55 5,65 3,11 6,92

TOTALE GENERALE 142,04

Riepilogo totale - stato originario

Solaio copertura - stato originario

Solaio copertura - stato modificato

Differenza di sovraccarico per parte a sbalzo

Riepilogo totale - stato modificato

Tabella 4 Analisi dei carichi del solaio di copertura di cui alla Figura 34 nel caso di localizzazione delledificio nella

citt di Sulmona, cio ad una quota di 405 metri sul livello del mare



Per la determinazione corretta dei carichi totali, va effettuata la distinzione tra le porzioni poste inclinate

sullorizzontale ed i carichi, come quello da neve, gi definiti come proiettati sullorizzontale. Nella Figura 35 si ripropone ulteriormente uno schema interpretativo per tale aspetto.

Figura 35 Criterio per la proiezione sullorizzontale del carico dovuto al peso proprio ed ai sovraccarichi permanenti

di tetto inclinato a falda singola

Si pu chiaramente concludere come, dato un carico per unit di superficie sulla falda inclinata qf, il

corrispondente valore proiettato sulla superficie orizzontale qp sia minore e rispetti la condizione:

qp = qf

cos (1)

3.6 Analisi dei carichi su scala di collegamento verticale

Le medesime questioni, legate all'inclinazione dell'elemento strutturale, debbono essere affrontate nel

caso di analisi dei carichi della soletta di una scala.

Si consideri il caso di una scala la cui sezione trasversale sia quella della Figura 36.

Figura 36 Sezione longitudinale e trasversale di una scala con soletta rampante mista in cemento armato e laterizio




Figura 37 Pianta e sezione longitudinale completa di una scala di collegamento in latero cemento con due pianerottoli

di estremit di differente lunghezza

Lo schema complessivo di tale scala sar quello riportato in Figura 37; in tale caso il peso proprio della

scala, per la parte di soletta inclinata, assume il valore:

Peso proprio scala Soletta solaio in pignatte e travetti gettati in opera (h = 24cm) = 3,60 kN/m

2

Intonaco (inferiore) = 0,30 kN/m2

Gradini riportati = 0,80 kN/m2

Rivestimento in marmo = 0,80 kN/m2

Incidenza delle ringhiere = 0,15 kN/m2

Peso proprio strutturale inclinato = 5,65 kN/m2



Tenendo conto dellinclinazione della scala di ottiene un angolo sullorizzontale dato dal valore:

3028420

260arctg (2)

Per tale motivo lanalisi dei carichi della scala si conclude nel modo seguente:

Peso proprio strutturale proiettato sull'orizzontale 5,65 / cos (30) = 6,52 kN/m2

Carico accidentale = 4,00 kN/m2

Carico totale proiettato sull'orizzontale = 10,52 kN/m2

Si nota che il carico accidentale quello definito direttamente dalla normativa e non necessita quindi di essere proiettato sullorizzontale. Nel caso dei pianerottoli lanalisi dei carichi viene effettuata direttamente per lunit di superficie orizzontale secondo la seguente procedura:

Peso proprio pianerottolo

Soletta solaio in pignatte e travetti gettati in opera (h = 24 cm) = 3,60 kN/m2

Intonaco (inferiore) = 0,30 kN/m2

Rivestimento in marmo = 0,80 kN/m2

Incidenza delle ringhiere = 0,15 kN/m2

Peso proprio strutturale = 4,85 kN/m2

Carico accidentale = 4,00 kN/m2

Carico totale proiettato sull'orizzontale = 8,85 kN/m2

Questi carichi vanno trasformati in carichi lineari sui travetti in cemento armato che costituiscono la struttura

portante della scala20.

Carichi lineari sui travetti centrali: rampa (i = 40 cm) 10,52 0,40 = 4,21 kN/m Carichi lineari sui travetti centrali: pianerottoli (i = 40 cm) 8,85 0,40 = 3,54 kN/m

La medesima procedura pu essere utilizzata per una scala metallica come quella schematicamente riportata in Figura 38.

20

si noti che i due travetti di bordo, sia della rampa che dei pianerottoli, hanno un carico distribuito, per unit di lunghezza, che ovviamente la

met di quello dei travetti centrali




Figura 38 Pianta e sezione schematica di una scala in acciaio

In questo caso le voci da considerare sono le seguenti: peso proprio travi in acciaio, peso struttura in acciaio

dei gradini, peso del rivestimento in legno, peso delle ringhiere (una per lato), carico accidentale. La sezione

di carpenteria di tale scala quella riportata in Figura 39.



Figura 39 Carpenteria di una scala in acciaio con elementi porta gradino in lamierino tagliato e saldato

Nel caso di una scala metallica bisogna avere notevole cura ad individuare tutte le componenti strutturali al fine di ottenere una corretta analisi dei carichi. Nel caso della Figura 39 si hanno i risultati della Tabella 5.




p B L s P n P

[kN/mc] [mm] [mm] [mm] [kN] [-] [kN]

6,00 320 900 30 0,05 18 0,93

p B L s P n P

6,00 1180 1950 30 0,41 1 0,41

p A s P n P

[kN/mc] [mmq] [mm] [kN] [-] [kN]

78,50 93400 0,5 0,0037 18 0,07

p A s P n P

78,50 93400 0,5 0,0037 4 0,01

p B L s P n P

[kN/mc] [mm] [mm] [mm] [kN] [-] [kN]

25,00 760 2470 140 6,57 1 6,57

p A s P n P

[kN/mc] [mmq] [mm] [kN] [-] [kN]

25,00 1631100 140 5,71 1 5,71

p Lh Lt P n P

[kN/ml] [mm] [] [mm] [kN] [-] [kN]

0,14 2400 28,81 2739 0,39 2 0,78

p Lh Lt P n P

0,14 3000 28,81 3424 0,49 2 0,98

p Lh Lt P n P

0,14 900 0,00 900 0,13 2 0,26

p Lh Lt P n P

0,14 300 0,00 300 0,04 2 0,09

p Lh Lt P n P

0,14 880 0,00 880 0,13 4 0,50

p Lh Lt P n P

0,14 1750 0,00 1750 0,25 2 0,50

p Lh Lt P n P

0,14 2900 0,00 2900 0,41 2 0,83

p Lv Lt P n P

[kN/ml] [mm] [] [mm] [kN] [-] [kN]

0,22 3500 0,00 3500 0,77 1 0,77

p A P n P

[kN/mq] [mq] [kN] [-] [kN]

4,00 10,67 42,68 1 42,68

totale generale 61,09

gradino

pianerottolo

lamiera che sostiene la pedata

lamiera che sostiene il pianerottolo

pianerottolo di arrivo

pilastri verticali nel muro

sovraccarico accidentale

travi inclinate arrivo

travi diritte partenza

travi diritte arrivo

travi diritte pianerottolo

pianerottolo laterale

travi inclinate partenza

travi trasversali pianerottolo

trave trasversale partenza-arrivo

Tabella 5 Analisi dei carichi di una scala in acciaio



Si nota che nel caso appena visto di scala di collegamento si utilizzato un valore di sovraccarico

accidentale q = 4,00 kN/mq che relativo alle scale di collegamento comune tra i piani di un edificio. Nel

caso di scala interna si sarebbe potuto utilizzare un valore di carico inferiore e pari al carico di calpestio del

solaio di riferimento, Tabella 3.

3.7 Altri tipi di strutture di orizzontamento

Nel caso di una copertura metallica deve essere evidenziata la gerarchia degli elementi strutturali al fine

di una corretta analisi dei carichi, o meglio di una corretta suddivisione dei carichi tra i vari elementi.

Figura 40 Carpenteria di una struttura di copertura in acciaio

Nella Figura 40 si ha lo schema di carpenteria di una copertura in acciaio, tale copertura piuttosto leggera e pu essere utilmente messa in opera nel caso di coperture di notevole dimensioni.

Altre e diverse tipologie di orizzontamento a struttura metallica sono quelle riportate nella Figura 41 ove,

oltre ai casi di solaio misto in acciaio e laterizio (con o senza getto di completamento in calcestruzzo), si

riportano anche i casi di solai di lamiera ondulata, tipo grecato, con getto integrativo di calcestruzzo. Questo ultimo tipo fornisce buone doti di leggerezza al solaio oltre a notevoli livelli di resistenza strutturale.

Figura 41 Sezioni trasversali di solaio misti in acciaio e laterizio o in lamiera grecata con getto di completamento in

calcestruzzo




I primi tipi di solaio, misto in acciaio, laterizio e calcestruzzo, possono esser rinvenuti nelledilizia di vecchia realizzazione con strutture portanti verticali in muratura, Figura 42.

Figura 42 Sezione trasversale di un solaio misto in acciaio e laterizio con getto di completamento in calcestruzzo

leggero. Il getto irrobustito dalla presenza di una rete elettrosaldata

Un solaio in lamiera grecata senza getto di completamento si ha invece nella Figura 43. In questo caso viene

privilegiata la leggerezza della struttura orizzontale.

Figura 43 Solaio di copertura del tipo a deck in lamiera grecata senza getto di completamento



4. BIBLIOGRAFIA

Cinuzzi, A. & Gaudiano, S., Tecniche di progettazione per strutture di edifici in cemento armato, edizioni

Masson, 1994

Circolare 4 luglio 1996 n.156AA.GG/STC (G.U. 16.9.1996 n. 217 Supplemento): Istruzioni per lapplicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al D.M. 16 gennaio 1996

D.M. 16 gennaio 1996 (G.U. 5.2.1996 n. 29 Supplemento): Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi

Furiozzi, B., Messina, C. & Paolini, L. (a cura di), Prontuario con software per il calcolo di elementi

strutturali, Le Monnier Editrice, 2001

Testo Unico Norme Tecniche per le Costruzioni, Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, Assemblea Generale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici (voto n 35/2005 del 30.03.2005)

Documents

404_Dispensa_04 Analisi-Dei-Carichi Parte 1 - 2012-13