PREDIMENSIONAMENTO E ANALISI DEI CARICHI

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1 prof. Gianmarco de Felice, Ing. Fabrizio Paolacci, arch. Lorena Sguerri PREDIMENSIONAMENTO E ANALISI DEI CARICHI Norme per il predimensionamento dei solai Analisi dei carichi permanenti Sovraccarichi variabili Predimensionamento delle travi Geometria, predimensionamento e analisi dei carichi delle scale Predimensionamento dei pilastri Calcolo dei carichi da applicare sulle travi del telaio

2 L3 L4 B L5 A A L L B Sezione A-A: sezione sul solaio Sezione B-B: sezione sul telaio di spina 0.00

3 Predimensionamento dei solai La Normativa Italiana e più precisamente il D.M. del 09/0/996 paragrafo 7, regola il progetto dei solai in cemento armato prevedendo, sostanzialemente tre categorie diverse: Solai a getto pieno Solai misti in c.a. e c.a.p. con elementi di alleggerimento Solai con elementi prefabbricati in c.a. e c.a.p. Per quanto riguarda la nostra esercitazione, bisogna progettare un solaio appartenente alla seconda categoria e cioè un solaio misto in cemento armato con elementi di alleggerimento in laterizio.

4 Predimensionamento di un solaio in c.a Dato uno schema strutturale come quello rappresentato in figura è necessario procedere con il predimensionamento del solaio in base alla luce più grande. Sezione trasversale schematica di un generico solaio misto in latero-cemento. armatura superiore soletta collaborante s La normativa (D.M. 09/0/96, par.7) fornisce precise indicazioni sul suo predimensionamento armatura inferiore b o pignatta b p i b o travetto h H

5 Predimensionamento di un solaio in c.a. D.M. 09/0/96, paragrafo 7 Altezza solaio Altezza soletta Interasse travetto Larghezza travetto Dimensioni pignatta H /25 L H 2 cm s 4 cm i 5 s b o /8 i b o 8 cm b p 52 cm L è la luce della campata più lunga. Considerando che una pignatta non è alta meno di 2 cm, l altezza minima del solaio è 6 cm. In genere non si usano solette con spessore maggiore di 5 cm., ma 4 cm è lo spessore più usuale. Un interasse usuale è i = cm. a seconda di b o, considerando una pignatta larga 40 cm. Dimensioni usuali sono b o = 0 2 cm, possibilmente non più di 4 cm; la larghezza del travetto viene determinata anche in funzione delle sollecitazioni di taglio previste. In genere l altezza delle pignatte è sempre un numero pari: cm ecc. Il minimo è 2 cm.

6 Predimensionamento di un solaio in c.a.: esempio L max = 5.00 m s = 4 cm H = 500 cm / 25 = 20 cm h = 6 cm Con s = 4 cm, H deve essere sempre un numero pari arrotondato per eccesso. Per quanto riguarda la larghezza del travetto possiamo assumere che: b 0 = 2 cm se L max > 6.00 m b 0 = 0 cm se L max < 6.00 m Se si pone b p = 40 cm, si ottiene: i = cm 5s = 60 cm Nel caso specifico, si pone b 0 = 0 cm i = 50 cm b 0 = 0 cm > 50 cm / 8 = 6.25 cm

7 Predimensionamento di un solaio in c.a.: esempio L max = 5.00 m s = 4 cm H = 500 cm / 25 = 20 cm h = 6 cm Con s = 4 cm, H deve essere sempre un numero pari arrotondato per eccesso. Per quanto riguarda la larghezza del travetto possiamo assumere che b 0 = 2 cm se L max > 6.00 m b 0 = 0 cm se L max < 6.00 m Se si pone b p = 40 cm, si ottiene: i = cm 5s = 60 cm armatura superiore soletta collaborante s Nel caso specifico, si pone pignatta h H b 0 = 0 cm i = 50 cm armatura inferiore b o b p b o travetto b 0 = 0 cm > 50 cm / 8 = 6.25 cm i

8 Analisi dei carichi Una volta predimensionato il solaio, bisogna calcolare l entità dei: Carichi permanenti: peso del solaio, dei materiali di finitura, dei tramezzi e di eventuali altri elementi gravanti su di esso in maniera permanente (ex. parapetti) Carichi variabili: a seconda della destinazione d uso dell edificio e del solaio stesso (locali interni, copertura, balconi ecc.) Bisogna, in genere fare una distinzione tra solai con diverse destinazioni d uso che si differenziano per l entità dei carichi accidentali, per materiali di finitura e anche per dimensioni. Nell ambito dell esercitazione, possono essere individuate tre tipologie diverse: Solai interpiano interni all edificio Solai interpiano di balconi o terrazze Solai di copertura

9 Analisi dei carichi per un solaio in c.a. SOLAIO INTERPIANO INTERNO ALL EDIFICIO Destinazione d uso: Civile Abitazione pavimento in ceramica massetto 4 cm 4 cm 6 cm 20 cm Dimensioni H = 20 cm s = 4 cm 0 cm 40 cm 0 cm 50 cm intonaco i = 50 cm b o = 0 cm 00 cm

10 Analisi dei carichi per un solaio in c.a. SOLAIO INTERPIANO BALCONE H b = H 4 cm = 6 cm L altezza del solaio, in genere, viene ridotta di circa 4 cm per evitare problemi di ingresso delle acque all interno dell edificio. ATTENZIONE: l altezza di un solaio non può essere inferiore a 6 cm. In caso, si rinuncia a ridurre H incrementando, semmai, l altezza del massetto del solaio interno usando una malta di argilla espansa (2 kn/mc). pavimento in ceramica 0 cm 40 cm 0 cm 50 cm 00 cm massetto impermeabilizzazione 4 cm 4 cm 2 cm intonaco 6 cm Particolare attenzione bisogna porla, inoltre, quando si ha una terrazza molto ampia poichè deve essere sempre rispettata la norma H L ter /25

11 Analisi dei carichi per un solaio in c.a. pavimento in ceramica massetto 0 cm 40 cm 0 cm 50 cm 4 cm 4 cm 6 cm intonaco 20 cm Analisi dei carichi permanenti del solaio interpiano: valori caratteristici relativi ad un metro quadro di solaio 00 cm Materiale h (m) L (m) P (kn/mc) P (kn/mq) Travetti (cemento armato) x Soletta (cemento armato) Pignatte (laterizio) x Massetto (malta bastarda) Pavimento (ceramica) Circ. Min. 0.4 Intonaco (0.05) Circ. Min. 0.3 Tramezzi Circ. Min. TOTALE 4.96

12 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: Incidenza dei tramezzi Sulla Circolare del 04/07/996 n. 56 viene specificato che: Per gli orizzontamenti degli edifici per abitazioni e uffici, il carico costituito da tramezzi di peso minore di.5 kn/mq potrà essere ragguagliato ad un carico uniformemente distribuito sul solaio pari a,5 volte il peso complessivo della tramezzatura, semprechè vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare una adeguata distribuzione del carico Il solaio in esame garantisce una ripartizione adeguata del carico, quindi è possibile adottare un carico medio pari a kn/mq

13 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: pavimento in ceramica massetto 0 cm 40 cm 0 cm 50 cm 00 cm impermeabilizzazione 4 cm 4 cm 2 cm intonaco 6 cm Analisi dei carichi permanenti del solaio interpiano balcone: valori caratteristici relativi ad un metro quadro. Materiale h (m) L (m) P (kn/mc) P (kn/mq) Travetti (cemento armato) x Soletta (cemento armato) Pignatte (laterizio) x Massetto (malta bastarda) Pavimento (ceramica) Cir. Min. 0.4 Intonaco (0.05) Cir. Min. 0.3 Impermeabilizzazione Cir. Min. 0.3 TOTALE 3.89

14 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: lastra di marmo impermeabilizzazione intonaco Analisi dei carichi permanenti del solaio interpiano parapetto del balcone a sbalzo: valore caratteristico relativo al peso di una porzione profonda un metro Materiale h (m) L (m) S (m) P (kn/mc) P (kn/mq) P (kn/m) Muratura piena Lastra di marmo (0.03) Intonaco (0.05) Impermeabilizzazione TOTALE

15 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: SOLAIO DI COPERTURA: L analisi dei carichi di un solaio di copertura non differisce sostanzialmente da quella riportata nell esempio, ma bisogna tenere presente che: Il solaio non presenta dislivelli strutturali, quindi l altezza H è sempre quella di calcolo. E da prevedere un manto d impermeabilizzazione ovunque. E necessario tenere conto del peso di parapetti o cornicioni, se presenti. Non vi sono tramezzi.

16 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: valori caratteristici dei sovraccarichi variabili I valori caratteristici dei sovraccarichi variabili, a seconda delle diverse destinazioni d uso, sono indicati sulla Circolare del 04/07/996 n. 56, paragrafo 5.2. In tabella sono riportati i valori utili ai fini dell esercitazione Destinazione d uso Civile abitazione e relativi terrazzi a livello praticabili Uffici aperti al pubblico e relativi terrazzi a livello praticabili Balconi e ballatoi Copertura praticabile (terrazza) Copertura non praticabile Q k 2.00 kn/mq 3.00 kn/mq 4.00 kn/mq A seconda della destinazione d uso 0.50 kn/mq

17 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: valori caratteristici dei sovraccarichi variabili Nel caso di copertura o di terrazza, bisogna tenere conto anche del carico neve. Esempio: Lazio (Zona II), a s < 200 m q sk =.5 kn/mq (carico neve al suolo) Copertura piana µ= 0.8 q s = µ q sk = 0.8*.5 = 0.92 kn/mq La Circolare del 04/07/996 n. 56, paragrafo 5.2. afferma chiaramente che il sovraccarico dovuto alla neve non deve essere cumulato, sulle medesime superfici con gli altri sovraccarichi variabili. Di conseguenza, dato il sovraccarico variabile della copertura (praticabile o meno), e dato il sovraccarico dovuto alla neve, tra i due si scelga quello più gravoso. Q k = max {Q var ; q s }

18 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: valori caratteristici dei sovraccarichi variabili Nel caso di tetto a falde, è necessario tenere conto delle combinazioni di carico previste dal Paragrafo 6 della Circ. Min. 56/996 e, quindi, calcolare, in funzione delle pendenze, i coefficienti µ.

19 Analisi dei carichi per un solaio in c.a.: Tornando all esempio, in tabella sono riportati i valori caratteristici e di calcolo dei carichi permanenti e dei sovraccarichi variabili, agenti sul solaio interpiano: Destinazione d uso P k P d =.4 x P k Q k Q d =.5 x Q k Solaio interno: civile abitazione 4.96 kn/mq 7.00 kn/mq 2.00 kn/mq 3.00 kn/mq Balcone 3.89 kn/mq 5.50 kn/mq 4.00 kn/mq 6.00 kn/mq Parapetto 3.48 kn/m 4.90 kn/m