Calcolo dei carichi strutturali

Metodo di calcolo dei carichi strutturali

Il calcolatore compila i carichi strutturali e li converte in un formato coerente per solaio, trave o pilastro. I risultati possono essere usati come dati di ingresso per verifiche successive di resistenza, freccia e stabilità.

Il calcolo segue la logica degli Eurocodici. Prima si raccolgono i valori caratteristici dei carichi per sorgente. Poi si formano i valori di progetto usando i coefficienti parziali e, quando necessario, le combinazioni di carico.

Linee guida e raccomandazioni

Norme. I principi per la raccolta e la combinazione delle azioni seguono EN 1990 (Basis of structural design) ed EN 1991 (Actions on structures). Per i carichi d’esercizio si usa EN 1991-1-1. Per neve e vento si usano EN 1991-1-3 ed EN 1991-1-4 se queste azioni sono incluse nella composizione.

Unità e risultato. Nel calcolatore i carichi superficiali sono sommati in kg/m². In parallelo viene mostrata la conversione in kN/m² usando la relazione standard:

q(kN/m²) = q(kg/m²) · 0.00981

Carichi degli strati. Se uno strato è definito da spessore t (mm) e densità ρ (kg/m³), il carico caratteristico per 1 m² è calcolato così:

qlayer(kg/m²) = (t/1000) · ρ

Se uno strato è inserito direttamente come carico superficiale (kg/m²), quel valore viene usato al posto del calcolo da spessore e densità.

Coefficienti parziali per gli strati. Ogni strato ha il proprio coefficiente parziale k. Il carico di progetto dello strato è pari al carico caratteristico moltiplicato per k:

qlayer,R = qlayer · k

In una configurazione tipica molti strati usano k = 1.2. Il valore può variare per materiali specifici o righe predefinite.

Peso proprio del solaio. Prima si seleziona il tipo di solaio perché influisce sulla massa media per 1 m² tramite il coefficiente k_type. Nel calcolatore k_type è scelto come segue:

• Solaio alveolare. k_type = 0.6. È un’approssimazione per considerare una massa inferiore rispetto a un solaio pieno.
• Solaio nervato. k_type = 0.25. È un’approssimazione per considerare un volume di calcestruzzo ridotto grazie alle nervature.
• Solaio pieno (gettato in opera). k_type = 1.0. La massa è calcolata come per uno strato pieno di calcestruzzo armato.

Dopo aver scelto k_type, la massa del solaio per 1 m² è calcolata dallo spessore a (mm) e dalla densità assunta del calcestruzzo armato pari a 2500 kg/m³:

qslab(kg/m²) = (a/1000) · 2500 · ktype

Poi il peso proprio di progetto è formato usando un fattore fisso 1.1:

qslab,R = 1.1 · qslab

Tramezzi sul solaio. Se i tramezzi sono attivati, il calcolatore prima stima la massa dei tramezzi dalla geometria e dalla densità del materiale. Poi la massa viene distribuita sull’area del solaio per ottenere un carico equivalente per 1 m²:

qpart(kg/m²) = (L · t · h · ρ) / Aslab

Dopo di che si applica il coefficiente kperegorodki. Dipende dall’altezza del tramezzo e porta il valore al livello di progetto:

qpart,R = qpart · kperegorodki

Il calcolatore usa la seguente logica di scelta per kperegorodki. Se l’altezza del tramezzo è maggiore di 1600 mm, si usa 1.1. Altrimenti si usa 1.2.

Carico neve. Se la neve è attivata, il valore caratteristico B viene moltiplicato per 1.4:

qsnow,R = 1.4 · B

Carico d’esercizio. Se il carico d’esercizio è attivato, il valore caratteristico T viene moltiplicato per il coefficiente kpolezn:

qlive,R = T · kpolezn

Carico superficiale totale di progetto sul solaio. Il totale si ottiene sommando tutti i componenti di progetto attivati. I componenti disattivati nel calcolatore sono considerati pari a zero:

qtotal,R = qslab,R + qpart,R + Σ qlayer,R + qsnow,R + qlive,R

Conversione per trave e pilastro. Per trave e pilastro il calcolatore forma anche valori in kN/m e kN convertendo da kg/m e kg con la stessa relazione basata su 9.81. Il valore finale è la somma dei componenti di progetto per l’elemento selezionato.

FAQs

Perché si usano i coefficienti 0.6 e 0.25 per solaio alveolare e solaio nervato?

È un modo semplificato per considerare che questi solai sono di solito più leggeri di un solaio pieno a parità di spessore complessivo. Nel calcolatore il tipo di solaio influisce solo sul peso proprio. La geometria di alveoli o nervature non è modellata esplicitamente.

Da dove viene il fattore 1.1 per il peso proprio del solaio?

Il calcolatore moltiplica il peso proprio per 1.1 come fattore fisso per formare un valore di progetto. Questo riflette la logica generale degli Eurocodici in EN 1990. In progetto i coefficienti devono essere scelti secondo l’Annesso Nazionale applicabile.

Come viene calcolato il carico dei tramezzi?

La massa dei tramezzi è calcolata dalla geometria e dalla densità del materiale. Poi la massa è distribuita sull’area del solaio A_slab per ottenere un carico equivalente per 1 m². Dopo di che si applica il coefficiente kperegorodki in funzione dell’altezza del tramezzo.

Perché la tabella mostra sia kg/m² sia kN/m²?

kg/m² è comodo per confronti con valori di riferimento comuni. kN/m² è l’unità ingegneristica standard per le azioni negli Eurocodici. La conversione è eseguita con il fattore fisso 0.00981.

Il totale può essere usato come carico finale per una trave o un pilastro?

Sì, la raccolta dei carichi è un passaggio iniziale tipico. È importante che spessori, densità e coefficienti parziali siano coerenti con la tua applicazione. Per la progettazione, i coefficienti e le regole di combinazione devono essere allineati a EN 1990 e all’Annesso Nazionale applicabile.