Le Azioni della neve sulle costruzioni

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1 Ing. Roberto Lapiello: Quet'opera è tata rilaciata con licenza Creative Common Attribuzione - Condividi allo teo modo 4.0 Internazionale. Per leggere una copia della licenza viita il ito web Le Azioni della neve ulle cotruzioni Il carico da neve è un carico di natura gravitazionale, agice in direzione verticale e i eercita ulle coperture degli edifici e in generali u quelle uperfici che preentano una ignificativa proiezione ul piano orizzontale. Le norme tecniche delle cotruzioni (DM 2008 rev 2016) valutano il carico da neve mediante la eguente epreione: q = q k μ i C E C t Dove: q k È valore di riferimento del carico da neve al uolo; μ i È il coefficiente di forma della copertura; C E È il coefficiente di epoizione; È il coefficiente termico. C t Il valore di riferimento al uolo Il valore di riferimento al uolo dipende dalle condizioni locali di clima ed epoizione. Per l individuazione del valore di riferimento al uolo, le norme tecniche uddividono il territorio nazionale in tre zone, di cui la prima a ua volta uddivia in due ottozone climatiche. Per ognuna di quete zone, in funzione della quota ul livello del mare, ono fornite le relazioni che conentono di determinare il valore del carico di riferimento al uolo con periodo di ritorno pari a 50 anni. Pagina 1

2 Zona I Alpina (Aota, Belluno, Bergamo, Biella, Bolzano, Brecia, Como, Lecco, Pordenone, Sondrio, Torino, Trento, Udine, Verbano-Cuio-Oola, Vercelli, Vicenza): q k = 1,50 KN m 2 per a 200 m q k = 1,39 [1 + ( a ) KN m 2 per 200 < a 1500 m Zona I Mediterranea (Aleandria, Ati, Bologna, Cremona, Forlì-Ceena, Lodi, Milano, Modena, Monza Brianza, Novara, Parma, Pavia, Pearo e Urbino, Piacenza, Ravenna, Reggio Emilia, Rimini, Trevio, Varee): q k = 1,50 KN m 2 per a 200 m q k = 1,35 [1 + ( a ) KN m 2 per 200 < a 1500 m Zona II (Arezzo, Acoli Piceno, Avellino, Bari, Barletta-Andria-Trani, Benevento, Campobao, Chieti, Fermo,): Ferrara, Firenze, Foggia, Froinone, Genova, Gorizia, Imperia, Iernia, L Aquila, La Spezia, Lucca, Macerata, Mantova, Maa Carrara, Padova, Perugia, Pecara, Pitoia, Prato, Rieti, Rovigo, Savona, Teramo, Triete, Venezia, Verona): q k = 1,00 KN m 2 per a 200 m q k = 0,85 [1 + ( a ) KN m 2 per 200 < a 1500 m Zona III (Agrigento, Brindii, Cagliari, Caltanietta, Carbonia-Igleia, Caerta, Catania, Catanzaro, Coenza, Crotone, Enna, Groeto, Latina, Lecce, Livorno, Matera, Medio Campidano, Meina, Napoli, Ogliatra, Olbia-Tempio, Oritano, Palermo, Pia, Potenza, Ragua, Reggio Calabria, Roma, Salerno, Saari, Siena, Siracua, Taranto, Terni, Trapani, Vibo Valentia, Viterbo): q k = 0,60 KN m 2 per a 200 m q k = 0,51 [1 + ( a 481 ) 2 KN m 2 per 200 < a 1500 m Per altitudine dei luoghi uperiore ai 1500 m ci i deve riferire alle condizioni locali del clima e di epoizione, utilizzando comunque valori del carico non inferiori a quelli previti dalle formule per quote di 1500 m. Coefficiente di forma Il Coefficiente di forma μ 1 relativo a coperture ad una o, due falde che non determinino condizioni di accumulo, aume i eguenti valori in funzione dell angolo di inclinazione della falda: per 0 α 30 μ 1 = 0,8 per 30 < α < 60 μ 1 = 0,8 per α 60 μ 1 = 0 60 α 30 Per coperture a più falde che poono determinare condizioni di accumulo di neve va utilizzato anche un econdo coefficiente di forma μ 2 che è fornito dalle eguenti relazioni: per 0 α 30 μ 2 = 0,8 + 0,8 α 30 per 30 < α < 60 μ 1 = 1,6 Nelle coperture ad una falda i deve coniderare la eguente condizione di carico: Pagina 2

3 Nelle coperture a due falde che non determinano accumuli di neve devono eere coniderati i eguenti tre cai di carico: Per le coperture a più falde i deve tener conto della poibilità di accumulo della neve e ono da coniderare i eguenti due cai di carico: Altre configurazioni di forma e condizioni che determinino accumuli, ono analizzati nella circolare applicativa delle norme tecniche e nell eurocodice 1 parte 1-3, a cui i rimanda per gli approfondimenti ull argomento. Per le coperture che preentano otacoli o porgenze, la circolare applicativa delle norme tecniche conigliano il eguente approccio per la determinazione del carico da neve in preenza di vento: μ 1 = 0,8 μ 2 = γ h con 0,8 μ q 2 2,0 k Dove: γ è il peo pecifico della neve che, in queto cao, i aume pari a 2KN/m 3. Pagina 3

4 l = 2h con la limitazione 5 l 15 m. Altro cao abbatanza frequente è quello di coperture in adiacenza a cotruzioni più alte. In preenza di vento i generano degli accumuli crecenti in proimità della parete della cotruzione più alta. In preenza di vento il carico da neve aume la configurazione del cao di carico (ii) in cui i coefficienti di forma aumono i eguenti valori: μ 1 = 0,8 μ 2 = μ + μ w Dove: μ è il coefficiente di forma dovuto allo civolamento della neve dalla copertura a quota uperiore e vale: per α 15 μ = 0 per α > 15 μ è calcolato in ragione del 50% del carico totale maimo initente ulla falda della copertura uperiore, valutato con riferimento al valore del coefficiente di forma appropriato per detta falda. μ w è il coefficiente di forma per il carico da neve dovuto alla reditribuzione operata dal vento. b1 + b2 μ w = γh 2h q k μ w deve comunque ripettare le eguenti limitazioni: 0,8 μ w 4,0 l = 2h con la limitazione 5 l 15 m. Nel cao in cui b 2 < l il valore del coefficiente di forma al livello della fine della copertura pota a quota inferiore dovrà eere valutato per interpolazione lineare tra i valori di μ 1 e μ 2. Il coefficiente di epoizione Il coefficiente di epoizione C E tiene conto delle caratteritiche pecifiche dell area u cui inite la cotruzione. Valori conigliati da aegnare al coefficiente ono forniti dalle eguenti decrizioni che fanno riferimento a divere topografie: Topografia Decrizione C E Battuta dai Aree pianeggianti non otruite epote u tutti i lati, enza cotruzioni o venti alberi più alti 0,9 Normale Aree in cui non è preente una ignificativa rimozione di neve ulla cotruzione prodotta dal vento, a caua del terreno, altre cotruzioni o 1,0 alberi Riparata Aree in cui la cotruzione coniderata è enibilmente più baa del circotante terreno o circondata da cotruzioni o alberi più alti 1,1 Il Coefficiente termico Il coefficiente termico tiene conto della riduzione del carico da neve per lo cioglimento della tea, cauata dalle perdite di calore della cotruzione. Tale coefficiente dipende quindi dalle proprietà di iolamento termico della copertura del fabbricato. In aenza di uno pecifico e documentato tudio deve eere poto C t=1. Un primo emplice eempio Si determini il carico da neve che agice ulla copertura a due falde di una cotruzione realizzata nel comune di Roccamonfina (CE) a quota 630 m ul livello del mare. Le due falde della copertura preentano un angolo di inclinazione ull orizzontale di 22. Pagina 4

5 Il comune di Roccamonfina ricade nella zona III della mappa Italiana. Poiché la quota di altitudine del luogo è maggiore di 200 m, il valore di riferimento del carico al uolo è fornito dalla eguente relazione: q k = 0,51 [1 + ( a ) = 0,51 [1 + ( ) = 1,385 KN m 2 Il coefficiente di forma μ 1 = 0,8, eendo l inclinazione della falda inferiore a 30. Coniderando che la cotruzione ricade in una conformazione topografica normale, i aume per il coefficiente di epoizione il valore unitario C E=1, coì come unitario i aume il coefficiente termico C t=1. Il carico caratteritico provocato dalla neve ulle coperture è dato da: q = q k μ 1 C E C t = 1,385 0,8 1 1 = 1,108 KN/m 2 Si ricorda che il carico ditribuito da neve ora calcolato agice in direzione verticale ed è riferito alla proiezione orizzontale della copertura. Nel cao di carico (ì) dovrà eere coniderato il valore di riferimento appena calcolato u entrambe le falde. Per i cai di carico (ii) e (iii), che i verificano in preenza della riditribuzione dovuta al vento, alternativamente, u una delle due falde, dovrà applicari un carico ridotto al 50% 0,5 q = 0,5 1,108 = 0,554 KN/m 2 Un econdo Eempio Si vuole determinare il carico da neve agente u una copertura piana aderente ad una cotruzione più alta. Aumiamo che la cotruzione oggetto di calcolo ia ituata in provincia di Bergamo ad una altitudine di 280 m.l.m. Aumiamo nei calcoli i eguenti dati geometrici: b 1 = 12 m; b 2 = 9 m: h = 3 m; α = 25 La provincia di Bergamo ricade nella Zona I Alpina. q k = 1,39 [1 + ( a ) = q k = 1,39 [1 + ( ) = 1,596 KN m 2 Coniderando una condizione topografica normale i aume C E=1. Anche il coefficiente termico C t è aunto pari a 1. Sulla copertura piana, eendo α=0, il coefficiente di forma aume il valore μ 1 = 0,8. Il tetto della cotruzione più alta preenta un angolo di inclinazione α=25 cui corriponde un coefficiente di forma μ 1 = 0,8. Pagina 5

6 Il coefficiente di forma μ dovuto allo civolamento della neve da copertura a quota uperiore i aume, in queto cao, pari al 50% del coefficiente μ 1 della copertura a quota uperiore: μ = μ 1 2 = 0,8 2 = 0,4 Il coefficiente di forma μ w dovuto al carico da neve riditribuito dal vento è: μ w = b 1 + b 2 = γh = 3,5 = 2 3 2h 2 3 q k 1,596 = 3,75 Il coefficiente μ w calcolato rientra nei limiti definiti nella circolare applicativa del D 2008: 0,8 μ w 4,0 Il coefficiente di forma μ 2 ulla copertura a quota più baa è: μ 2 = μ + μ w = 0,4 + 3,5 = 3,9 La lunghezza della zona di accumulo è pari a: l = 2h = 2 3 = 6 m Il carico da neve ulla copertura piana, nella zona di accumulo in aderenza alla parete della cotruzione più alta è: q = q k μ 2 C E C t = 1,596 3,9 1 1 = 6,224 KN/m 2 Il valore del carico da neve decrece linearmente allontanandoi dalla parete della cotruzione più alta fino alla ditanza l=6 m, oltre la quale il carico rimane cotante ulla retante lunghezza della copertura piana aumendo il valore calcolato con il coefficiente di forma μ 1. q = q k μ 1 C E C t = 1,596 0,8 1 1 = 1,277 KN/m 2 Ing. Roberto Lapiello: info@robertolapiello.it Quet'opera è tata rilaciata con licenza Creative Common Attribuzione - Condividi allo teo modo 4.0 Internazionale. Per leggere una copia della licenza viita il ito web Pagina 6