FACOLTA DI INGEGNERIA PROGETTO DI STRUTTURE A/A SCALE IN CEMENTO
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- Vanessa Carella
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1 A/A PROGETTO DI SCALE IN CEMENTO ARMATO
2 A/A CONTENUTO LEZIONE Generalità sulle scale e tipologie Scala con trave a ginocchio modellazione e calcolo sollecitazioni Progetto dei gradini (calcolo armatura) Progetto della trave (calcolo armatura long. e trasv.) Esempi di disegni esecutivi Progetto di scale a soletta ltt rampante Progetto della soletta (calcolo armatura) Esempi di disegni esecutivi Progetto dei pianerottoli
3 A/A Tipologie di scale Scale con gradini aventi una specifica funzione portante (Scale con travi a ginocchio, scale con setti o pilastri) Scale con gradini riportati (travi con soletta rampante)
4 A/A Scale con gradini aventi una specifica funzione portante Scala con travi a ginocchio e gradini a sbalzo Luce gradini m Gradini soggetti a flessione deviata Le travi a ginocchio sono soggette a flessione/taglio e torsione I pianerottoli sono generalmente appoggiati alle due travi a ginocchio
5 A/A Scale con gradini aventi una specifica funzione portante Scala con travi a ginocchio e gradini a sbalzo Luce gradini m Gradini soggetti a flessione deviata Le travi a ginocchio sono soggette a flessione/taglio e torsione I pianerottoli sono generalmente appoggiati alle due travi a ginocchio
6 Scale con gradini aventi una specifica funzione portante Scale con gradini a sbalzo da setti, nuclei o pilastri Luce gradini m Gradini soggetti a flessione deviata/taglio se incastrati ad un solo estremo Gradini soggetti a sola flessione/ taglio se doppiamente incastrati alle estremità (nuclei scala)
7 Scale con gradini aventi una specifica funzione portante Scale con gradini a sbalzo da setti, nuclei o pilastri Luce gradini m Gradini soggetti a flessione deviata/taglio se incastrati ad un solo estremo Gradini soggetti a sola flessione/ taglio se doppiamente incastrati alle estremità (nuclei scala)
8 Scale con gradini aventi una specifica funzione portante Scale con gradini a sbalzo da setti, nuclei o pilastri Luce gradini m Gradini soggetti a flessione deviata/taglio se incastrati ad un solo estremo Gradini soggetti a sola flessione/ taglio se doppiamente incastrati alle estremità (nuclei scala)
9 Scale con gradini riportati Scale con soletta rampante Larghezza delle soletta compresa tra m I gradini non hanno una specifica funzione strutturale, ma costituiscono parte del peso proprio della scala. Spesso sono riportati in muratura o realizzati in c.a.
10 Scale con gradini riportati Scale con soletta rampante Larghezza delle soletta compresa tra m I gradini non hanno una specifica funzione strutturale, ma costituiscono parte del peso proprio della scala. Spesso sono riportati in muratura o realizzati in c.a.
11 Scale con gradini riportati Scale con soletta rampante La soletta può essere interamente realizzata in cemento armato, oppure alleggerita con elementi in laterizio (pignatte o tavelloni)
12 Scale con travi a ginocchio: Modellazione e calcolo sollecitazioni Nota la geometria delle travi la modellazione non comporta particolari problemi: B A Occorre dividere in due i pilastri per l inserimento del nodo di collegamento trave piastro (A) Occorre dividere in due le travi di piano per il collegamento con la trave a ginocchi (B) Occorre aggiungere un nodo intermedio in corrispondenza del ginocchio Occorre applicare ad esse sia il carico verticale proveniente dai gradini e dal peso proprio della trave, sia il momento torcente proveniente dai gradini C
13 Scale con travi a ginocchio: Calcolo del gradino Considerando il vincolo d incastro monolatero, ogni gradino, o gruppo di gradini (2, 3, o una fascia di scala larga un metro), può essereconsiderato come una mensola indipendente soggetta ad un carico uniformemente distribuito (peso proprio, carichi permanenti e accidentali) e ad un eventuale carico puntuale applicato alla sua estremità libera (parapetto). Come mensola, ovviamente, il gradino è soggetto ad un momento flettente negativo. Data l armatura, le fibre inferiori compresse ricadono, generalmente, all interno dello spessore della soletta di collegamento.
14 Scale con travi a ginocchio: Calcolo del gradino Considerando la geometria dei gradini si intuisce che l asse di sollecitazione del momento non coincide con l asse principale d inerzia della sezione e che, quindi, si è in presenza di flessione deviata. Tuttavia, in virtù della presenza della soletta di collegamento, la scala può inflettersi essenzialmente ruotando intorno ad un asse che tende ad avere la stessa inclinazione della rampa. Di conseguenza, tutto il problema può essere semplificato progettando e verificando la sezione per la componente del momento secondo l angolo α(inclinazione della scala).
15 Scale con travi a ginocchio: Calcolo del gradino
16 Scale con travi a ginocchio: Calcolo del gradino
17 Scale con travi a ginocchio: calcolo della trave Il progetto e la verifica dell armatura longitudinale a flessione vengono eseguiti normalmente come nel caso di tutte le altre travi. L armatura dovuta alla torsione si somma a quella dovuta alla flessione Il progetto delle staffe deve essere eseguito tenendo conto sia del taglio sia della sollecitazione torcente alla quale è inevitabilmente soggetta la trave quando porta i gradini a sbalzo. Calcolo staffe - Taglio Calcolo armatura long- Fless. Calcolo delle staffe Torsione + Calcolo arm. Long. Tors.
18 Scale con travi a ginocchio: calcolo della trave Verifica Per verificare il comportamento a traliccio (taglio e torsione) e in particolare la resistenza delle bielle compresse si deve controllare che: Torsione Taglio
19 Scale con travi a ginocchio: calcolo della trave - Il progetto e la verifica dell armatura longitudinale a flessione vengono eseguiti normalmente come nel caso di tutte le altre travi. - Il progetto delle staffe deve essere eseguito tenendo conto sia del taglio sia della sollecitazione torcente alla quale è inevitabilmente soggetta la trave quando porta i gradini a sbalzo: Prescrizioni i isulle armature (NTC ) 1 1)
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26 Scale con soletta rampante: la modellazione La modellazione può essere effettuata utilizzando elementi monodimensionali (schema A) o in alternativa elementi bidimensionali, modellando la soletta come una piastra incastrata alle travi di piano e intermedie (B) (A)
27 Scale con soletta rampante: il predimensionamento
28 Scale con soletta rampante: il calcolo dell armatura Poiché si è in presenza di una soletta essa non dovrà essere armata a taglio, mentre il calcolo dell armatura a flessione segue i ben noti canoni del calcolo a flessione di travi in c.a. Occorre aggiungere dell armatura trasversale per una più efficace ripartizione dei carichi nella misura del 20% dell armatura longitudinale. l
29 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
30 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
31 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
32 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
33 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
34 Scale con soletta rampante: disposizione dell armatura
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