Come calcolare un solaio latero-cementizio

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Il calcolo di un solaio latero-cementizio interessa chi è nel settore dell’ingegneria civile, questa guida è utile soprattutto a chi si appresta allo studio dell’ingegneria civile, infatti durante il corso di studi è richiesta l’elaborazione di alcuni elaborati progettuali. In questa guida voglio spiegarti quali sono i punti chiave su cui basare il calcolo del solaio e le relative verifiche, da effettuarsi nel rispetto delle nuove norme tecniche per le costruzioni.

Istruzioni

  • 1
    Il solaio viene definito come elemento orizzontale del complesso strutturale di un edificio, il quale ha la funzione di trasmettere i carichi verticali agli elementi strutturali su cui è poggiato, cioè travi e pilastri. Il solaio svolge un ruolo importante anche nel caso di azioni sismiche, quindi azioni prevalentemente orizzontali.
  • 2
    In caso di azioni sismiche il solaio deve ripartire i carichi inerziali, oltre a quelli di peso proprio e carico accidentale. Il calcolo del solaio deve tenere conto di tutte le funzioni che questo elemento deve svolgere, per cui non devi considerare solamente le prestazioni dovute alla resistenza, ma anche quelle dovute alla deformabilità e all’assolvimento della funzione di ripartizione dei carichi.
  • 3
    Le norme tecniche per le costruzioni prescrivono le prestazioni che ciascun elemento strutturale deve assolvere, ciò può essere ottenuto nel pieno della libertà del progettista, a patto che siano rispettate tutte le verifiche che la norma ci impone.
  • 4
    La prima cosa che devi fare quando devi progettare un solaio latero-cementizio è scegliere il materiale di cui deve essere costituito. I materiali che puoi scegliere sono presenti nella normativa, nel caso di solaio latero-cementizio gli elementi di alleggerimento ed il tipo di calcestruzzo sono normati in base alle loro caratteristiche di dimensioni e forma il primo, di qualità e resistenza il secondo.
  • 5
    Il solaio latero-cementizio, così come dice stesso il nome, è costituito da pignatte, che sono gli elementi di alleggerimento, e calcestruzzo, che rappresenta la parte strutturale.una volta che hai scelto il materiale puoi iniziare a calcolare i carichi che devono agire sul solaio.
  • 6
    I carichi da applicare sul modello di calcolo per il nostro solaio si suddividono in: carichi permanenti, sovraccarichi fissi, carichi variabili. I carichi permanenti sono dovuti essenzialmente al peso proprio del solaio stesso ed in base alle nuove norme tecniche devi amplificarli con un appropriato coefficiente che trovi nel testo delle stesse normative al capitolo 2.
  • 7
    I sovraccarichi permanenti sono quei carichi che comunque non cambiano nel corso della vita utile dell’edificio, però potrebbero essere anche rimossi in un punto oppure variati di posizione. In effetti ai sovraccarichi permanenti appartengono i pesi dei tramezzi, del pavimento, dell’intonaco e di massetti.
  • 8
    Infine i valori dei carichi accidentali sono definiti dalla normativa, devi applicare 200 kn/m^2 oppure 400kn/m^2 in relazione alla posizione del solaio oppure alla tipologia d’uso della struttura. Ad esempio per gli interni dev usare il carico minore, mentre per i balconi si usa quello maggiore.
  • 9
    Nel caso di edifici pubblici utilizza sempre il carico accidentale maggiore, perché si presume che sia maggiormente affollato. Anche per i carichi accidentali devi applicare un coefficiente di amplificazione, che sarà diverso da quello dovuto ai carichi fissi e permanenti.
  • 10
    I carichi che vai a calcolare sono definiti come pesi a metro lineare, sono appunti questi che ti servono per effettuare i calcoli sul modello di calcolo, cioè quello di trave continua su più appoggi.
  • 11
    I carichi che hai calcolato nelle varie aliquote non devi sommarli perchè secondo le nuove norme tecniche, la condizione più gravosa non è quella in cui sono applicati i carichi maggiori, ma quella secondo cui alcune parti del solaio sono fortemente caricate ed altre fortemente scariche.
  • 12
    In effetti la nuova normativa ti prescrive di utilizzare delle combinazioni di carico, che ti permettono di valutare al meglio le sollecitazioni che si avranno nel corso d’esercizio della struttura. Lo schema di funzionamento che devi utilizzare è quello di trave continua su più appoggi.
  • 13
    Vai a considerare una fascia di un metro di solaio, per cui i carichi sono quelli a metro lineare, tra un pilastro e l’altro vi è un elemento continuo cioè la trave, mentre gli appoggi sono i pilastri.
  • 14
    Per questo schema di funzionamento devi considerare 3 schemi limite: -trave continua: con tale schema si approssima meglio il comportamento della trave in presenza di pilastri deformabili;-campate incastrate ai pilastri:approssima il comportamento del solaio nel caso di pilastri molto rigidi e poco deformabili;-campate separate ed appoggiato: questo schema è utile per considerare il caso in cui si abbia perdita di continuità nel solaio.
  • 15
    Una volta che hai definito i carichi, le combinazioni di carico e lo schema di funzionamento dello stesso sei in grado di operare il calcolo del solaio. I risultati di questo calcolo sono le caratteristiche della sollecitazione cioè il momento, il taglio e lo sforzo normale.
  • 16
    In base a tutti gli schemi di calcolo che hai considerato devi costruire l’inviluppo delle caratteristiche della sollecitazione, questo lo puoi fare sovrapponendo tutti i grafici del momento, taglio e sforzo normale.
  • 17
    Di questa sovrapposizione devi considerare i valori maggiori, sia positivi, sia negativi. Il diagramma di inviluppo del momento ti serve per il calcolo dell’armatura a flessione. Il calcolo dell’armatura lo puoi effettuare con le formule relative alla rottura bilanciata, in base alle quali calcoli l’area di ferro teorica, in base alla quale puoi scegliere i tondini di ferro da utilizzare.
  • 18
    Se i valori dei diametri dei ferri da utilizzare sono molto diversi, e ne hai più di due tipi devi sceglierne solamente due. I diametri che scegli devono soddisfare le verifiche di resistenza, inoltre non devono essere consecutivi, altrimenti in cantiere potrebbero esserci degli errori nella messa in opera. I due diametri se consecutivi potrebbero sembrare uguali, tanto che gli operai potrebbero confonderli.
  • 19
    Quando hai scelto i ferri di armatura a flessione, devi effettuare solamente le verifiche agli stati limite come prescritto dalla stessa normativa di riferimento. Questa verifica può anche essere effettuata graficamente cioè sovrapponendo il diagramma del momento resistente del ferro, con il diagramma di inviluppo delle sollecitazioni.
  • 20
    Ricorda che il calcestruzzo viene considerato resistente solamente a compressione mentre l’acciaio è ugualmente resistente a trazione e compressione, questo sempre in maniera teorica. Per quanto riguarda le sollecitazioni a trazioni abbiamo i ferri inferiori che resistono a questa sollecitazione, mentre per la parte in compressione dobbiamo verificare se il calcestruzzo da solo è capace di resistere, questo viene fatto con il progetto delle fasce piene. In realtà devi mettere dei ferri anche a compressione, quando vai a calcolare i ferri di armatura lo fai anche per la parte di diagramma che sta sopra all’asse della trave.
  • 21
    Il progetto delle fasce piene devi farlo sovrapponendo il diagramma del momento ultimo del calcestruzzo con il diagramma di inviluppo del momento. Nel punto dove il diagramma del momento ultimo va ad intersecare l’inviluppo del momento devono terminare le fasce piene.
  • 22
    Questo perché i punti dove abbiamo i massimi del momento sono sempre in corrispondenza dei pilastri, per quanto riguarda quelli negativi, mentre quelli positivi in campata. Se il diagramma del momento ultimo è superiore a quello dell’inviluppo, questo significa che non c’è bisogno delle fasce piene, in realtà devi metterle lo stesso, per garantire la continuità del pilastro, travi e solaio.

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