Serra in tubi rettangolari

Metodo di calcolo della serra in tubi rettangolari

Questo calcolatore calcola la geometria di una serra in tubi rettangolari e restituisce le principali superfici, il volume, la lunghezza dell'arco e la lunghezza totale degli elementi della struttura. Il calcolo è adatto per un dimensionamento preliminare, per stimare la quantità di tubi e di pannelli di rivestimento, e per preparare un disegno quotato prima della fabbricazione.

Il modello della serra viene considerato come un corpo con sezione trasversale costante lungo tutta la sua lunghezza. Questo rende possibile calcolare in modo univoco la superficie di base, la superficie delle testate, la superficie dell'involucro, il volume interno e la lunghezza approssimativa del tubo necessaria per telai e campate.

Valori di riferimento e raccomandazioni

Modello geometrico

Forma della sezione trasversale. Il calcolatore considera la vista frontale come una combinazione di una parte rettangolare inferiore e di una parte arcuata superiore. Le dimensioni di input sono la lunghezza della serra A in mm, la larghezza B in mm, l'altezza totale H1 in mm e l'altezza della parete diritta H2 in mm. L'altezza della parte arcuata viene assunta pari a h = H1 - H2.

Arco. La parte superiore della vista frontale viene calcolata come un arco di cerchio che passa per i punti superiori delle pareti laterali diritte. Per questo arco, il raggio viene prima determinato dalla larghezza B e dalla freccia dell'arco h.

R = B2 / (8h) + h / 2

Angolo al centro dell'arco. Una volta trovato il raggio, si calcola l'angolo corrispondente alla parte arcuata. Questo angolo viene poi utilizzato sia per la lunghezza dell'arco sia per l'area del segmento circolare.

θ = 2 arsin(B / (2R))

Superficie, volume e involucro esterno

Superficie della serra. La superficie di base viene calcolata come un rettangolo in pianta. Questo valore mostra l'ingombro occupato dalla serra sul terreno.

S = A x B

Superficie di una testata. Una testata è composta da un rettangolo con larghezza B e altezza H2 e da un segmento circolare con altezza h. L'area del segmento viene determinata utilizzando il raggio R e l'angolo θ.

Sseg = R2 x (θ - sinθ) / 2

Sfacade = B x H2 + Sseg

Volume della serra. Poiché la sezione trasversale non cambia lungo la lunghezza, il volume interno viene calcolato moltiplicando la superficie di una testata per la lunghezza della serra.

V = Sfacade x A

Superficie del tetto e delle pareti laterali. Per una serra ad arco, l'involucro longitudinale esterno viene calcolato come la lunghezza della serra A moltiplicata per la lunghezza dell'arco di una sezione trasversale. Questo risultato comprende il tetto e le due superfici laterali curve, senza includere le testate.

Larc = R x θ

Sroof = A x Larc

Superficie delle testate. La superficie totale delle due testate è uguale al doppio della superficie di una testata.

Sfacades = 2 x Sfacade

Superficie totale. La superficie esterna totale di rivestimento si ottiene sommando la superficie dell'involucro longitudinale e la superficie delle due testate.

Sfull = Sroof + Sfacades

Perimetri e lunghezza dell'arco

Perimetro in pianta. Il valore del perimetro si riferisce alla base della serra e viene calcolato come il perimetro di un rettangolo con lunghezza A e larghezza B. È utile per una stima preliminare del telaio di base, del contorno della fondazione o della lunghezza totale del bordo lungo il perimetro.

P = 2 x (A + B)

Perimetro della campata. Il valore chiamato "perimetro della campata" corrisponde alla lunghezza di un arco trasversale della serra. In pratica, è la lunghezza di tubo necessaria per realizzare un telaio arcuato senza elementi interni di controventatura.

Logica del calcolo della struttura

Campate trasversali. Il numero di telai trasversali viene determinato dividendo la lunghezza della serra in sezioni laterali. Più sezioni ci sono lungo la lunghezza, minore è l'interasse tra i telai e maggiore è il numero totale di archi trasversali e di elementi longitudinali.

Testate. Per le testate, il calcolatore tiene conto del contorno esterno di ciascuna testata, del vano porta e degli elementi interni in base al numero specificato di sezioni orizzontali e verticali. Entrambe le testate vengono considerate identiche dal punto di vista geometrico.

Pareti laterali. Per ciascun lato longitudinale, il calcolatore somma gli elementi longitudinali lungo la lunghezza della serra e i montanti verticali in base al numero specificato di sezioni. Il risultato viene poi raddoppiato perché le pareti laterali sono due.

Lunghezza totale del materiale della struttura. La lunghezza totale del tubo si ottiene sommando le lunghezze dei telai trasversali, degli elementi delle testate, degli elementi laterali e dell'intelaiatura della porta. Questa è la lunghezza misurata lungo gli assi degli elementi, quindi al momento dell'acquisto del materiale è comune aggiungere una riserva di lavorazione per taglio, adattamento e sfrido. In pratica, si utilizza spesso una riserva di circa 5% per tagli semplici e di circa 10% quando ci sono molti giunti e pezzi rifilati.

Che cosa non è incluso nel calcolo

Verifica strutturale. Il calcolatore non dimensiona la sezione del tubo per carichi di neve, vento o montaggio e non verifica la stabilità della struttura. Calcola geometria, superfici, volume e lunghezze degli elementi, non la capacità portante della struttura.

Dimensione del tubo. La dimensione del tubo in mm viene utilizzata per il disegno e per la rappresentazione visiva degli elementi, ma non sostituisce un calcolo strutturale completo della struttura metallica. Per una struttura reale con rivestimento e carichi effettivi, la sezione deve essere verificata separatamente.

Riferimenti normativi. Per la verifica di progetto di una struttura in acciaio per serre in Europa, è comune fare riferimento a EN 1993-1-1 Eurocodice 3. Progettazione delle strutture di acciaio. Parte 1-1. Regole generali e regole per gli edifici, a EN 1090-2 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio. Parte 2. Requisiti tecnici per le strutture di acciaio e, per le strutture di serre, anche a EN 13031-1 Serre. Progettazione e costruzione. Parte 1. Serre per produzione commerciale. Questi documenti vengono utilizzati per verificare resistenza, stabilità, funzionalità in esercizio e requisiti di fabbricazione, mentre questo calcolatore esegue un calcolo geometrico e quantitativo.

FAQs

Perché la lunghezza dell'arco è importante per una serra in tubo d'acciaio rettangolare?

La lunghezza dell'arco è necessaria per due attività allo stesso tempo: calcolare un telaio trasversale e determinare la superficie dell'involucro esterno. Aiuta a stimare sia la lunghezza di tubo per un arco sia la quantità di rivestimento per la superficie arcuata.

Qual è la differenza tra superficie della serra e superficie totale?

La superficie della serra è la superficie di base in pianta, cioè lunghezza moltiplicata per larghezza. La superficie totale è l'intera superficie esterna che deve essere coperta con materiale: l'involucro arcuato più le due testate.

Questo calcolo può essere usato direttamente per acquistare tubo d'acciaio rettangolare?

Il calcolatore fornisce una buona stima preliminare della lunghezza totale del tubo, ma è meglio aggiungere una riserva per tagli e giunti prima dell'acquisto. Se la struttura verrà realizzata da barre commerciali standard, è utile anche verificare lo schema di taglio dei singoli elementi.

Il calcolatore tiene conto della porta della serra?

Sì, la lunghezza totale della struttura include l'intelaiatura della porta secondo le dimensioni della porta specificate. Allo stesso tempo, il calcolo rimane geometrico e non valuta rinforzi separati, cerniere, controventi diagonali o il tipo esatto di assieme della porta.

Questo calcolatore è adatto per verificare l'affidabilità della serra sotto carichi di neve e vento?

No, questo calcolatore non sostituisce una verifica della capacità strutturale. I carichi di neve, i carichi di vento, la scelta dello spessore della parete del tubo e la verifica di stabilità richiedono un calcolo ingegneristico separato secondo le norme europee per strutture in acciaio e serre.