ATTI SEMINARIO TECNICO

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1 DOLMEN ACCIAIO: VERIFICHE APPLICATE AI PONTEGGI ATTI SEMINARIO TECNICO

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3 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi Indice Introduzione 2 Sistema a tubi e giunti 2 Sistema a telai prefabbricati 3 Sistema a montanti e traversi prefabbricati 4 Caratteristiche 5 Verifica 7 Carichi 8 Vento 8 Carichi variabili 9 Condizioni di carico 9 Risultati 10 1

4 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi Introduzione I ponteggi sono definiti come "opere provvisionali", sono delle strutture di servizio di tipo temporaneo non facenti parte integrante della costruzione, ma allestite o impiegate per la realizzazione, la manutenzione ed il recupero di opere edilizie. Vengono, inoltre, considerati come dispositivi di protezione collettiva contro le cadute dall alto e possono essere utilizzati come strutture autoportanti per la creazione di palchi, gradinate, affissioni pubblicitarie o altro. Si distingue tra: ponteggi di servizio, per il sicuro transito o sostegno di persone, attrezzi, materiali, apparecchi di sollevamento ponteggi di sicurezza, per la trattenuta di persone o materiali che potrebbero cadere da costruzioni o ponti di servizio DECRETO LEGISLATIVO 9 aprile 2008, n. 81 Art Ponteggi ed opere provvisionali. Nei lavori che sono eseguiti ad un'altezza superiore ai m 2, devono essere adottate, seguendo lo sviluppo dei lavori stessi, adeguate impalcature o ponteggi o idonee opere provvisionali o comunque precauzioni atte ad eliminare i pericoli di caduta di persone e di cose. Il ponteggio è una struttura reticolare provvista solitamente di impalcati. Fino ai primi del Novecento le strutture portanti venivano realizzate in legno strutturale, mentre quelle moderne sono quasi tutte costituite in acciaio e, talvolta, in alluminio. Gli impalcati possono essere costituiti da tavole di legno (che vengono chiamate ponti) o di acciaio indipendentemente dal materiale con cui è costruita la struttura portante. Nei paesi asiatici vengono utilizzate anche strutture di bambù. I ponteggi in acciaio possono appartenere ad uno dei seguenti tre sistemi, previsti dalle vigenti Normative italiane: Sistema a tubi e giunti Sistema a telai prefabbricati Sistema a montanti e traversi prefabbricati Sistema a tubi e giunti Il sistema a tubi e giunti, meglio conosciuto come ponteggio a tubi Innocenti (così detti dal nome dell'inventore Ferdinando Innocenti), è molto versatile e idoneo per qualsiasi tipo di impiego, ma è anche più laborioso da montare. Il sistema giunto-tubo è l ideale laddove siano richieste un elevata resistenza associata ad una grande flessibilità d impiego; è costituito da montanti, correnti, traversi e diagonali con la stessa sezione tubolare e disponibili in svariate dimensioni. Tutti gli elementi elencati sono vincolati tra loro in modo da formare uno schema tridimensionale che supporta i piani di calpestio distribuiti in altezza, senza particolari vincoli nelle distanze reciproche. Il sistema, dotato di dispositivi di ancoraggio alla costruzione, consente di realizzare piani di lavoro anche ad altezze 2

5 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi notevoli. Tra i punti di forza del sistema a tubi e giunti c'è sicuramente la flessibilità. Il sistema, infatti, grazie alla gamma delle dimensioni dei moduli tubolari impiegati, consente di costruire piani di lavoro su ogni tipologia di facciata. Il sistema, in particolare, viene frequentemente impiegato in cantieri di restauro e recupero. Vantaggi: - idoneo per qualsiasi tipo di struttura architettonica - costi iniziali d acquisto vantaggiosi - manutenzione contenuta - solidità Svantaggi: - pesantezza della struttura - necessità di maestranze qualificate - tempi maggiori di montaggio e smontaggio - costi maggiori di manodopera Figura 1: Sistema a tubi e giunti Sistema a telai prefabbricati Il sistema a telai prefabbricati, pensato per l utilizzo su facciate di edifici lineari, è adatto per il restauro e la costruzione. Molte le prerogative alla base della diffusione dei sistemi di ponteggi a telai prefabbricati: facilità e semplicità di installazione, rapidità di messa in opera, elevate garanzie di sicurezza. Poche le differenze tra i vari prodotti in commercio. Rappresenta per la sua semplicità di montaggio, il più utilizzato soprattutto dalle aziende non specializzate. Nonostante tutto, tuttavia, occorre considerare che la poca versatilità del prodotto, dovuta a distanze orizzontali e verticali prestabilite, lo costringono spesso ad integralo con altri tipi di materiali. Il sistema a telaio prefabbricato si presenta nei due schemi strutturali a portale ed ad acca con due tipologie di attacchi: a perni e a boccole. Due i materiali con cui viene normalmente realizzato: l'acciaio e l'alluminio; 3

6 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi Quest'ultimo, in particolare, garantisce una maggiore facilità di montaggio e una significativa resistenza contro i processi di corrosione. Vantaggi: - costi iniziali d acquisto vantaggiosi - velocità della messa in opera - facilità di trasporto Svantaggi: - idoneo per strutture architettoniche lineari Figura 2: Sistema a telai prefabbricati Sistema a montanti e traversi prefabbricati Il sistema a montanti e traversi prefabbricati (multidirezionale o multipiano) è abbastanza flessibile ed è generalmente idoneo per la realizzazione di strutture a tre dimensioni. Questa tipologia di ponteggio unisce la versatilità del tubo - giunto alla semplicità dei telai prefabbricati. Tale prodotto largamente diffuso in Europa è stato introdotto in Italia solo recentemente. Anche i tempi di montaggio si collocano in posizione intermedia tra i precedenti sistemi mentre la manodopera richiesta non è necessariamente specializzata (è richiesta semplicemente la conoscenza dei suoi numerosi elementi), tuttavia il prezzo di acquisto è superiore. È una struttura metallica adatta per effettuare lavorazioni in facciata nonché sulle coperture di edifici da costruire, restaurare o demolire, collegata all edificio mediante idonei ancoraggi. Viene realizzata con elementi assemblati in infinite misure: tubi di differente lunghezza uniti con snodi che creano strutture snelle ed adattabili. Vantaggi: - idoneo per qualsiasi tipo di struttura architettonica 4

7 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi - velocità della messa in opera - costo d'esercizio particolarmente contenuto - solidità - leggerezza - facilità di trasporto Svantaggi: - costi iniziali d acquisto maggiori - una volta realizzato non è modificabile Figura 3: Sistema a montanti e traversi prefabbricati Caratteristiche I ponteggi metallici devono essere provvisti di un Autorizzazione Ministeriale alla quale è allegato un libretto di uso e manutenzione. Gli elementi del ponteggio devono essere del tipo autorizzato dal Ministero e deve essere presente il marchio del fabbricante su ogni elemento metallico. Si ritiene opportuno sottolineare che nel ponteggio metallico fisso la sicurezza strutturale, che ha un rilievo essenziale, dipende da numerosi parametri, quali: la frequenza di utilizzo, il numero dei montaggi e smontaggi, il corretto stoccaggio dei componenti, l ambiente di lavoro, l utilizzo conforme all autorizzazione ministeriale, lo stato di conservazione degli elementi costituenti lo stesso. 5

8 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi In relazione a quanto sopra, non essendo possibile stabilire una durata limite di vita del ponteggio, sono state elaborate delle istruzioni, che ribadiscono i controlli minimali, ritenuti necessari, che l utilizzatore deve eseguire prima del montaggio e durante l uso del ponteggio, focalizzando, per le diverse tipologie costruttive, gli elementi principali in cui eventuali anomalie riscontrate potrebbero influire sulla stabilità complessiva del sistema e ridurre la sicurezza dei lavoratori. Bisogna controllare che vi sia la documentazione dell esecuzione, da parte del responsabile di cantiere, dell ultima verifica del ponteggio di cui trattasi, al fine di assicurarne l'installazione corretta ed il buon funzionamento. Occorre controllare che, qualora siano montati sul ponteggio tabelloni pubblicitari, graticci, teli o altre schermature, sia stato redatto apposito calcolo, eseguito da Ingegnere o da Architetto abilitato a norma di legge all'esercizio della professione, in relazione all'azione del vento presumibile per la zona ove il ponteggio è montato. In tale calcolo deve essere tenuto conto del grado di permeabilità delle strutture servite. Inoltre si deve controllare: il mantenimento dell'efficienza del serraggio dei giunti il mantenimento dell'efficienza del serraggio dei collegamenti fra gli elementi del ponteggio il mantenimento dell'efficienza degli ancoraggi il mantenimento della verticalità dei montanti il mantenimento dell'efficienza delle controventature di pianta e di facciata il mantenimento della linearità delle aste delle diagonali Ed effettuare altri esami visivi: Il controllo visivo dello stato di conservazione dei collegamenti ai montanti delle diagonali di facciata e delle diagonali in pianta; Il controllo visivo dello stato di conservazione degli elementi di impalcato aventi funzione di controventatura in pianta. Il controllo del mantenimento in opera dei dispositivi di blocco degli elementi di impalcato. Il controllo del mantenimento in opera dei dispositivi di blocco o dei sistemi antisfilamento dei fermapiedi. 6

9 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi Verifica DECRETO LEGISLATIVO 9 aprile 2008, n. 81 Art Progetto 1. I ponteggi di altezza superiore a 20 metri e quelli per i quali nella relazione di calcolo non sono disponibili le specifiche configurazioni strutturali utilizzate con i relativi schemi di impiego, nonché le altre opere provvisionali, costituite da elementi metallici o non, oppure di notevole importanza e complessità in rapporto alle loro dimensioni ed ai sovraccarichi, devono essere eretti in base ad un progetto Ai sensi del Dlgs 81/2008 art. 131 i componenti del ponteggio, per poter essere utilizzati, devono essere provvisti di un libretto di autorizzazione alla costruzione ed all'impiego, rilasciato al fabbricante dal Ministero del Lavoro. L'articolo 133 dispone altresí che, prima della realizzazione di un ponteggio, debba essere preparato un disegno esecutivo. Occorre, quindi, redigere un progetto (completo di planimetrie, di sezioni e di calcoli), firmato da un ingegnere o architetto abilitato a norma di legge all'esercizio della professione e tale progetto deve essere tenuto in cantiere a disposizione dell'autorità di vigilanza, unitamente alla copia del libretto di cui all'autorizzazione ministeriale; secondo quanto disposto dallo stesso articolo il calcolo deve essere eseguito secondo le istruzioni riportate nel libretto. Si possono, così realizzare ponteggi di qualsiasi forma, anche diverse dalle specifiche combinazioni corrispondenti agli schemi di tipo con cui il fabbricante del ponteggio ha ottenuto l autorizzazione ministeriale. 7

10 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi Carichi I carichi da applicare al ponteggio sono distinguibili nei seguenti gruppi: Peso Proprio: peso degli elementi strutturali Permanente: peso degli impalcati Vento X: azione del vento nella prima direzione principale Vento Y: azione del vento nella seconda direzione principale Neve: carico del manto nevoso Manutenzione/costruzione: carichi variabili dovuti all utilizzo Di seguito vengono riportate le indicazioni riportate dalla circolare n. 44 del 1990 (al punto 4) inerenti il vento e le condizioni di carico. Vento L'azione esercitata dal vento deve essere valutata secondo le CNR 10012, assumendo come velocità di riferimento del vento: - in condizioni di lavoro V rif = 16 m/s - in condizioni di fuori servizio V rif = 30 m/s e adottando i seguenti valori dei coefficienti: - coefficiente di topografia α t = 1 - coefficiente di ritorno α r = coefficiente di profilo (corrispondente alla categoria 3 ) α z = cat. 3 La valutazione dell'effetto di schermo dell'edificio servito sul ponteggio deve essere effettuata con l'espressione: C = 0,3 + (A/A t ) in cui: -A è la superficie totale delle aperture nella struttura servita dal ponteggio; -A t è la superficie totale della struttura servita dal ponteggio. Tale effetto può essere valutato esclusivamente per le azioni normali alla facciata della struttura servita. In assenza di effetti di schermo da parte della 8

11 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi struttura servita, ovvero per impieghi generalizzati, il coefficiente di pressione o di forza deve essere assunto come segue: -C = 1,2, per la struttura del ponteggio, considerando come superficie esposta all'azione del vento quella effettiva, senza riduzioni per azioni di schermo tra telaio esterno e telaio interno; -C = 1,3, per i parasassi e per i tabelloni pubblicitari, purché l'altezza di questi sia inferiore almeno a cinque volte la relativa larghezza. li coefficiente di raffica G deve essere assunto come segue: G = 1+1,12 α d /α z assumendo α d = 1 Carichi variabili Carichi variabili dovuti all utilizzo: CLASSE GENERE DEL LAVORO kn/m 2 1 Lavori di ispezione 0, Lavori di manutenzione, pitturazione, pulitura di superfici, intonacatura, riparazione, ecc senza deposito di materiali salvo quelli immediatamente necessari Lavori di manutenzione con limitato deposito di materiali necessari per il lavoro giornaliero 1,50 2,00 4 Lavori di costruzione (muratura, getti in calcestruzzo, ecc ) 3,00 5 Deposito temporaneo di materiali (piazzole di carico) 4,50 6 Lavori di muratura pesante, vie di transito per veicoli leggeri 6,00 Condizioni di carico Devono essere effettuate verifiche per le seguenti condizioni di carico: 1) Condizione di servizio Devono essere cumulati nel modo più sfavorevole: -i pesi propri; - i carichi di servizio, assunti per intero su un impalcato e per il 50% su un secondo impalcato; - l'azione del vento prevista per la condizione di servizio. 2) Condizione di fuori servizio normale Devono essere cumulati, nel modo più sfavorevole - i pesi propri; - il 50% dei carico di servizio, applicato su un solo impalcato; - l'azione del vento prevista per la condizione di fuori servizio. 9

12 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi 3) Condizione di fuori servizio per neve Devono essere cumulati, nel modo più sfavorevole: - i pesi propri; - il carico dovuto alla neve, applicato: per intero sull'impalcato più alto e sulla più alta tavola parasassi e globalmente per il 30% sull'insieme degli impalcati o degli schermi parasassi eventualmente sottostanti; - l'azione del vento previsto per la condizione di fuori servizio Risultati La verifica viene fatta considerando le 6 componenti delle sollecitazioni; in particolare la tensione normale massima viene determinata con la seguente formula: ωn σ = A M x + N xw ν ψ x 1 N cr, x M y + N yw ν ψ y 1 N cr, y f d Il 1 termine rappresenta la tensione per compressione assiale, il 2 termine è la σ derivante dal momento flettente intorno all asse x, mentre il 3 termine è la σ derivante dal momento flettente intorno all asse y, tutti comprendenti gli effetti dell instabilità globale secondo Eulero. 10

13 DOLMEN Acciaio: verifiche applicate ai ponteggi 11

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15 PONTEGGIO A TUBI E GIUNTI RELAZIONE DI CALCOLO TIPO

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17 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo 1.1 ANALISI DEI CARICHI I carichi sono quelli derivanti dal D.M. 14 gennaio 2008 ed in particolare: CARICHI PERMANENTI Peso specifico acciaio: kn/m 3 Peso specifico legno (ponti): 6.00 kn/m CARICHI VARIABILI Carico su ponte: 1.50 kn/m 2 Neve (q sk ): 2.50 kn/m 2

18 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo 1.2 CALCOLO DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE Figura 1: Andamento dello sforzo normale nelle aste del ponteggio

19 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo 1.3 VERIFICA DELLE ASTE Figura 2: Mappatura colorata delle tensioni ideali nelle aste del ponteggio

20 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo Verifica delle tensioni normali e tangenziali nelle aste del ponteggio: lavoro : TELAIO Unità di misura: Lunghezze: mm Prop.Sez.: mm Forze: dan Momenti: dancm Tensioni: dan/cm2 MATERIALI Fe360: Mod.El.= ; fd = ( per sp>40 mm) CASI DI CARICO N Descrizione Soll. 1 Servizio - VY 2 2 Fuori servizio VY 2 3 Fuori servizio + nev 2 CARATTERISTICHE GEOMETRICHE TUBO_CIRCOLARE_S001 ( 1) : A = E+00 Jz= E+00 Jy= E+00 Jt= E+00 diamest= 48. ; diamint= 45. Unità di misura tab.: z,y : cm Tau/Tz,Tau/Ty : dan/cm2 ogni dan Tau/Mt : dan/cm2 ogni dancm TUBO_CIRCOLARE_S002 ( 2) : A = E+00 Jz= E+00 Jy= E+00 Jt= E+00 diamest= 48. ; diamint= 46. Unità di misura tab.: z,y : cm Tau/Tz,Tau/Ty : dan/cm2 ogni dan Tau/Mt : dan/cm2 ogni dancm TUBO_CIRCOLARE_S003 ( 3) : A = E+00 Jz= E+00 Jy= E+00 Jt= E+00 diamest= 48. ; diamint= 45. Unità di misura tab.: z,y : cm Tau/Tz,Tau/Ty : dan/cm2 ogni dan Tau/Mt : dan/cm2 ogni dancm TUBO_CIRCOLARE_S006 ( 6) : A = E-03 Jz= E-03 Jy= E-03 Jt= E+00 diamest= 27. ; diamint= 25. Unità di misura tab.: z,y : cm Tau/Tz,Tau/Ty : dan/cm2 ogni dan Tau/Mt : dan/cm2 ogni dancm CIRCOLARE_S012 ( 12) : A = E-03 Jz= E-03 Jy= E-03 Jt= E-03 Diam= 10. Unità di misura tab.: z,y : cm Tau/Tz,Tau/Ty : dan/cm2 ogni dan Tau/Mt : dan/cm2 ogni dancm

21 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo TUBO_CIRCOLARE_S001 ( 1) stato limite ultimo - ASTA ( ) PROGR si 9 Sx Si si 5 Ty PROGR si 9 Sx Si si 5 Ty PROGR si 9 Sx Si si 5 Ty PROGR si 9 Sx si 5 Ty si 12 Si PROGR si 11 Sx si 5 Ty si 13 Si VERIFICA STABILITA` : Caso 1-1 L0 = 300. Lc = 300. Ro = 16. lm= 18.3 Nodo 9 om = 1.00 csz= 1.00 csy= 1.00 Infless. Y Ncrz = Ncry= Nmax = -0.4 Mzeq= -8.3 Myeq= 0.0 Ss = -3.4 TUBO_CIRCOLARE_S001 ( 1) stato limite ultimo - ASTA ( ) PROGR

22 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo 1-1 si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR si 1 Sx si 5 Ty si 14 Si PROGR si 1 Sx si 5 TySi VERIFICA STABILITA` :asta tesa per tutti i casi di carico. TUBO_CIRCOLARE_S001 ( 1) stato limite ultimo - ASTA ( ) PROGR si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR

23 DOLMEN Acciaio: Ponteggio a tubi e giunti Relazione di calcolo 1-1 si 1 Sx Si si 5 Ty PROGR si 1 Sx si 5 Ty si 13 Si PROGR si 12 Sx si 5 Ty si 13 Si VERIFICA STABILITA` :asta tesa per tutti i casi di carico. Omissis