Prontuario delle costruzioni

Acciaio, Calcestruzzo armato, Legno e Muratura - Criteri di progettazione e verifica degli elementi strutturali

Prontuario operativo che ordina e raccoglie in un unico volume i criteri di progettazione e verifica di elementi strutturali delle tipologie principali previste nelle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018: acciaio, calcestruzzo armato, legno e muratura.

L’Opera è indirizzata a professionisti del settore delle costruzioni (Architetti, Ingegneri, Geometri, Periti) ed a studenti che vogliano applicare su casi concreti gli algoritmi di calcolo della vigente normativa per le costruzioni (NTC 2018 di cui al D.M. 17 gennaio 2018 e Circolare applicativa n. 7/2019; Eurocodici; riferimenti di comprovata validità quali ad esempio quelli emanate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, ecc.).

Si tratta di un manuale che contiene numerosi esempi svolti accompagnati da oltre 130 immagini e 90 tabelle oltre a cenni storici e teorici laddove ritenuti utili alla comprensione di concetti che portano alla definizione degli algoritmi di calcolo.

Per le tipologie strutturali sopra menzionate, sono riportati esempi di: compressione, trazione, flessione retta e deviata, pressoflessione retta e deviata, tensoflessione retta e deviata, taglio, torsione, taglio combinato a torsione, instabilità a compressione, instabilità flesso-torsionale, aderenza, unioni bullonate, unioni saldate, verifica di apertura delle fessure nel c.a., verifiche di deformabilità a breve e lungo termine per le membrature in legno, verifiche di deformabilità per le strutture in c.a. e metalliche, verifiche semplificate per edifici in muratura, verifiche di solai in lateorcemento, ecc..

Sono implementate regole ed esempi di dettaglio esecutivo per la redazione di progetti: disposizione di armature a flessione e taglio, sovrapposizioni, piegature, ecc..

Infine sono riportati regole ed esempi per il confezionamento e il dosaggio del calcestruzzo (rapporti acqua/cemento, scelta delle dimensioni degli inerti), per l’accettazione degli esiti di prova e/o eventuali declassamenti.

La WebApp inclusa gestisce le seguenti utilità:

• Banca dati normativa e giurisprudenza
• La banca dati è consultabile attraverso un motore di ricerca e prevede aggiornamenti automatici per 365 giorni dall’attivazione della WebApp
• Esempi di dimensionamento strutturale
• Sezione applicativa della WebApp che riporta gli esempi di dimensionamento strutturale contenuti nel presente manuale

REQUISITI HARDWARE E SOFTWARE

Qualsiasi dispositivo con MS Windows, Mac OS X, Linux, iOS o Android; accesso ad internet e browser web con Javascript attivo; software per la gestione di documenti Office e PDF.

AUTORE

Marco Boscolo Bielo, architetto, libero professionista. Progettista e strutturista per il settore delle costruzioni civili. Titolare del protocollo SismiCasa^®. È autore di numerose pubblicazioni in ambito tecnico e tecnico-storico. Svolge attività di docenza presso Ordini Professionali ed Enti di Formazione. Con Grafill ha già pubblicato: Verifiche sui solai: solai in laterocemento, legno-legno e legno-cls (2017); Classificazione sismica degli edifici (2018); Miglioramento sismico degli edifici esistenti (2018); Progettazione strutturale antisismica (2020).

INDICE

PRESENTAZIONE

1. L’ACCIAIO STRUTTURALE
1.1. Generalità
1.2. Tipi di acciaio
1.3. Caratteristiche meccaniche
1.4. Legami tensioni deformazioni
1.5. La capacità rotazionale
1.6. Classificazione delle sezioni
1.7. L’acciaio in campo plastico
1.8. Esempi di classificazione delle sezioni in acciaio secondo le tabelle delle NTC
1.8.1. Profili a doppio T, tubi quadri sia laminati che saldati
1.8.2. Profili laminati a doppio T, C e scatolari
1.8.3. Profili angolari a L e tubolari tondi
1.8.4. Esempio applicativo
1.9. Resistenze di calcolo
1.10. Il modulo plastico e classi
1.11. Valutazione del Momento Resistente
1.12. Capacità resistente delle sezioni
1.13. Tipi di analisi globale
1.14. Valutazione della sicurezza: verifiche secondo il D.M. 17 gennaio 2018 e la Circolare Applicativa n. 7/2019
1.14.1. Generalità
1.14.2. Effetti delle deformazioni
1.14.3. Effetti delle imperfezioni
1.14.4. Definizione degli stati limite
1.15. Verifiche allo Stato Limite Ultimo
1.15.1. Resistenza delle membrature in campo elastico
1.15.2. Resistenza delle membrature in campo plastico
1.16. Casi di verifiche allo stato limite ultimo
1.16.1. Trazione per sezioni integre
1.16.2. Trazione per sezioni indebolite da fori
1.16.3. Compressione
1.16.4. Flessione monoassiale (retta)
1.16.5. Taglio
1.16.6. Verifica a taglio in termini elastici
1.16.7. Flessione e taglio
1.16.8. Torsione semplice
1.16.9. Taglio e torsione
1.16.10. Presso o tensoflessione retta
1.16.11. Presso o tensoflessione biassiale
1.16.12. Flessione, taglio e sforzo assiale
1.16.13. Stabilità delle membrature
1.16.13.1. Aste compresse
1.16.13.2. Limitazioni di snellezza
1.16.13.3. Verifiche di instabilità delle anime a taglio
1.16.13.4. Verifiche di instabilità flesso torsionale per elementi a I ed a H
1.16.13.5. Instabilità di membrature inflesse e compresse
1.16.14. Altri tipi di verifiche agli SLU
1.17. Verifiche agli stati limite di esercizio
1.17.1. Spostamenti verticali
1.17.2. Spostamenti laterali
1.17.3. Altri tipi di verifiche
1.18. Unioni bullonate
1.18.1. Caratteristiche delle bullonerie
1.18.2. Disposizioni dimensionali sui fori
1.18.3. Tipi di collegamento
1.18.4. Modalità di rottura dei collegamenti bullonati e ipotesi di calcolo
1.18.4.1. Verifica della rottura del gambo
1.18.4.2. Verifica della rottura per rifollamento
1.18.4.3. Verifica della rottura a trazione dei bulloni
1.18.4.4. Verifica della rottura per punzonamento dei piatti
1.18.4.5. Resistenza complessiva di un collegamento
1.18.4.6. Resistenza combinata taglio trazione
1.18.4.7. Esempio di distribuzione delle sollecitazioni in un collegamento che trasmette taglio e momento
1.18.5. Collegamenti bullonati con precarico
1.18.5.1. Unioni a taglio per attrito con bulloni ad alta resistenza
1.18.6. Collegamenti con perni
1.19. Saldature
1.19.1. Generalità
1.19.2. Tipologie di saldature
1.19.2.1. Unioni con saldature a piena penetrazione (completa penetrazione)
1.19.2.2. Unioni con saldature a cordoni d’angolo
1.19.2.3. Unioni con saldature a parziale penetrazione
1.19.3. Resistenza delle saldature a cordoni d’angolo
1.19.4. Spessori delle saldature in funzione degli elementi da saldare
1.20. Requisiti per la progettazione e l’esecuzione
1.20.1. Spessori limite
1.20.2. Giunti misti
1.20.3. Verniciatura e zincatura
1.20.4. Durabilità
1.20.5. Problematiche specifiche

2. IL CALCESTRUZZO ARMATO
2.1. Generalità
2.2. Indicazioni negli elaborati progettuali
2.3. Classe di resistenza e dimensioni dei provini
2.4. Classe di consistenza (cono di Abrams)
2.5. Diametro massimo degli aggregati (Curva di Füller)
2.6. Il rapporto acqua/cemento
2.6.1. Regola di Lyse
2.6.2. Legge di Abrams
2.6.3. Valutazione del dosaggio applicando la legge di Abrams e la regola di Lyse
2.7. Controlli nel calcestruzzo
2.7.1. Controlli di qualità
2.7.2. Prelievo dei campioni e controlli di accettazione
2.7.2.1. Prescrizioni comuni ai controlli di Tipo A e B
2.7.2.2. Controlli di Tipo A
2.7.2.3. Controlli di Tipo B
2.7.2.4. Esempio di calcolo per un controllo di Tipo A
2.7.2.5. Esiti di controllo negativi
2.8. Caratteristiche meccaniche del calcestruzzo
2.8.1. Resistenza caratteristica a compressione
2.8.2. Resistenza di calcolo a compressione
2.8.3. Resistenza media e caratteristica a trazione
2.8.4. Resistenza di calcolo a trazione
2.8.5. Modulo elastico
2.8.6. Coefficiente di Poisson
2.8.7. Coefficiente di dilatazione termica
2.9. Acciaio per calcestruzzo armato
2.9.1. Acciaio in barre o rotoli: caratteristiche meccaniche
2.9.2. Reti e tralicci elettrosaldati: caratteristiche meccaniche
2.9.3. Controlli di accettazione in cantiere.
2.9.4. Tabelle di diametri e pesi per barre e reti elettrosaldate
2.9.5. Resistenze di calcolo degli acciai da calcestruzzo armato
2.10. Aderenza acciaio calcestruzzo
2.10.1. Tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo
2.11. Modelli di comportamento del calcestruzzo armato
2.11.1. Definizione degli Stadi
2.11.2. Tipi di analisi globale
2.11.2.1. Analisi elastica lineare
2.11.2.2. Analisi plastica
2.11.2.3. Analisi non lineare
2.12. Resistenza a sforzo normale e flessione (elementi monodimensionali)
2.12.1. Ipotesi di base
2.12.2. Diagrammi di calcolo tensione-deformazione del calcestruzzo
2.12.2.1. Diagramma Parabola-Rettangolo
2.12.2.2. Diagramma Rettangolo (Stress-Block)
2.12.3. Diagrammi di calcolo tensione-deformazione dell’acciaio
2.12.3.1. Diagramma con curva bilatera elasto-plastica a ramo orizzontale
2.13. Verifiche a flessione allo Stato Limite Ultimo
2.13.1. Verifica a flessione retta (sezione rettangolare)
2.13.2. Formula approssimata di predimensionamento dell’armatura tesa a flessione semplice
2.13.3. Flessione retta nelle sezioni a T, L, I
2.13.4. Flessione retta nelle sezioni con ala appartenente a soletta continua (solaio in laterocemento)
2.13.5. Pressoflessione retta
2.13.6. Pressoflessione deviata
2.13.7. Verifica a flessione deviata senza compressione
2.13.8. Interpretazione delle formule di verifica a flessione deviata e pressoflessione deviata
2.13.9. Metodo semplificato di verifica a pressoflessione deviata
2.13.10. Metodo semplificato di verifica a pressoflessione retta
2.13.11. Verifica semplificata a tensoflessione per sezione rettangolare
2.14. Verifiche di instabilità
2.15. Elementi tesi
2.16. Verifiche a taglio allo SLU
2.16.1. Il traliccio di Mörsch
2.16.2. Resistenza a taglio compressione
2.16.3. Resistenza a taglio trazione
2.16.4. Condizioni di verifica
2.16.5. Osservazioni
2.16.6. Armature minime
2.17. Resistenza a taglio di elementi tozzi con schema tirante-puntone
2.18. Verifiche a torsione allo SLU
2.18.1. Il modello del comportamento a traliccio
2.18.2. Resistenza delle bielle di calcestruzzo
2.18.3. Resistenza della staffatura
2.18.4. Resistenza delle barre longitudinali
2.18.5. Resistenza a torsione
2.18.6. Verifica a torsione
2.18.7. Osservazioni
2.18.8. Verifica a torsione e taglio
2.18.9. Note per le armature in sollecitazioni composte
2.19. Verifica dell’aderenza tra barre di acciaio e calcestruzzo
2.19.1. Considerazioni generali sull’aderenza
2.19.2. Determinazione della lunghezza di ancoraggio
2.19.3. Minimi di norma
2.20. Verifica agli Stati Limite di Esercizio
2.20.1. Generalità
2.20.2. Verifiche di deformabilità di travi e solai
2.20.3. Verifica delle vibrazioni
2.20.4. Verifiche di fessurazione
2.20.4.1. Definizione degli stati limite di fessurazione
2.20.4.2. Combinazioni di azioni, condizioni ambientali e classi di esposizione
2.20.4.3. Sensibilità delle armature alla corrosione, scelta dei limiti di fessurazione
2.20.4.4. Verifica allo stato limite di decompressione e di formazione delle fessure
2.20.4.5. Verifica allo stato limite di apertura delle fessure (metodo tabellare)
2.20.4.6. Verifica delle tensioni di esercizio
2.21. Verifiche per situazioni transitorie
2.22. Regole di dettaglio esecutivo
2.22.1. Travi
2.22.1.1. Armatura minima in zona tesa
2.22.1.2. Armatura minima negli appoggi
2.22.1.3. Armatura massima in zona tesa e compressa
2.22.1.4. Staffatura minima
2.22.2. Pilastri
2.22.2.1. Barre longitudinali minime
2.22.2.2. Staffatura minima
2.22.3. Copriferro
2.22.4. Interferro
2.22.5. Sovrapposizioni, giunzioni delle barre
2.22.6. Disposizioni di barre in gruppo
2.22.7. Armatura a taglio
2.22.8. Armatura a torsione
2.22.9. Piegatura per ancoraggio delle staffe alle barre
2.22.10. Ancoraggio mediante barre saldate
2.23. Dettaglio esecutivi per le zone sismiche
2.23.1. Travi
2.23.2. Pilastri

3. IL LEGNO STRUTTURALE
3.1. Costruzioni a struttura portante in legno
3.2. Utilizzo di materiali e prodotti a base di legno
3.3. Proprietà dei materiali
3.3.1. Legno massiccio
3.3.2. Legno lamellare
3.3.2.1. Generalità
3.3.2.2. Il sistema di «certificazione»
3.3.2.3. La classificazione
3.3.3. Legno tipo bilama o trilama
3.3.4. Legno strutturale con giunti a dita (o a pettine)
3.4. Pannelli a base di legno
3.4.1. Pannelli OSB
3.5. Durabilità
3.6. Valutazione della sicurezza
3.7. Tipi di analisi strutturale globale
3.8. Classi di durata e carichi di servizio
3.9. Classi di servizio
3.10. Valori di una caratteristica meccanica del legno con il metodo semiprobabilistico
3.11. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)
3.11.1. Generalità
3.11.2. Valutazione dei moduli elastici E, G a tempo infinito
3.11.3. Valutazione delle frecce
3.11.3.1. Generalità
3.11.3.2. Deformazioni istantanee e deformazioni a lungo termine
3.11.3.3. Limiti di freccia
3.12. Verifiche allo Stato Limite Ultimo (SLU)
3.12.1. Ipotesi di base
3.12.2. Trazione parallela alle fibre
3.12.3. Compressione parallela alle fibre per elementi tozzi
3.12.4. Azioni ortogonali alle fibre
3.12.4.1. Compressione perpendicolare alle fibre
3.12.4.2. Trazione perpendicolare alle fibre
3.12.5. Compressione inclinata rispetto alle fibre
3.12.6. Flessione
3.12.7. Tensoflessione
3.12.8. Pressoflessione per elementi tozzi
3.12.9. Taglio
3.12.10. Torsione
3.12.11. Taglio e torsione
3.12.12. Verifiche di stabilità
3.12.12.1. Generalità
3.12.12.2. Instabilità flesso torsionale
3.12.12.3. Instabilità di elementi soggetti a compressione semplice
3.12.12.4. Instabilità di elementi soggetti a pressoflessione deviata
3.12.12.5. Instabilità di elementi soggetti a pressoflessione retta
3.13. Collegamenti
3.14. Elementi strutturali
3.15. Stabilità generale e controventamento
3.16. Robustezza
3.17. Regole per l’esecuzione

4. COSTRUZIONI IN MURATURA PORTANTE
4.1. Definizione di costruzioni in muratura portante
4.2. Elementi per murature
4.2.1. Norme armonizzate e Categorie
4.2.2. Elementi artificiali
4.2.3. Elementi naturali
4.3. Malte
4.3.1. Malte a prestazione garantita
4.3.2. Malte a composizione prescritta
4.3.3. Malte prodotte in cantiere
4.3.4. Prove di accettazione in cantiere
4.4. Parametri meccanici delle murature
4.4.1. Generalità
4.4.2. Determinazione sperimentale della resistenza a compressione
4.4.3. Stima di progetto della resistenza caratteristica a compressione di elementi artificiali pieni e semipieni
4.4.4. Stima di progetto della resistenza caratteristica a compressione di elementi naturali
4.4.5. Determinazione sperimentale della resistenza caratteristica a taglio
4.4.6. Stima di progetto della resistenza caratteristica a taglio in assenza di sforzo normale
4.4.7. Resistenza caratteristica a taglio in presenza di sforzo normale
4.4.8. Moduli di elasticità (E, G)
4.4.8.1. Determinazione sperimentale dei moduli di elasticità
4.4.8.2. Stima di progetto dei moduli di elasticità
4.5. Tipologia delle murature e spessori minimi
4.6. Muri di controvento
4.7. L’organizzazione scatolare
4.8. La Classe di Esecuzione
4.9. La snellezza convenzionale
4.10. Pareti sismo resistenti
4.11. Analisi strutturale
4.12. Resistenze di progetto
4.13. Verifiche allo SLE
4.14. Verifiche per edifici semplici
4.15. Verifiche allo SLU
4.15.1. Generalità
4.15.2. Pressoflessione nel piano
4.15.3. Pressoflessione fuori del piano del muro
4.15.4. Taglio per azioni nel piano del muro
4.15.5. Rottura per conseguenza di applicazione di carichi concentrati
4.15.6. Flessione e taglio su travi di accoppiamento in muratura
4.16. Regole esecutive di dettaglio

APPENDICI
A. TABELLA 11.2.III NTC18
B. COMBINAZIONI DI CARICO NELLE NTC18
C. ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA DI PRODOTTO
D. ABACO DI ELEMENTI IN LATERIZIO
E. SOLLECITAZIONI E SPOSTAMENTI IN ALCUNI CASI ELEMENTARI – TABELLARIO

• Travi a sbalzo
• Travi appoggiate
• Travi appoggiate con sbalzo
• Travi con incastro e appoggio
• Travi con doppio incastro
• Travi inclinate
• Portale a tre cerniere

F. DATI RELATIVI A GEOMETRIA DELLE MASSE
G. LA REGOLARITÀ NEGLI EDIFICI

CONTENUTI E ATTIVAZIONE DELLA WEBAPP
1. Contenuti della WebApp
2. Requisiti hardware e software
3. Attivazione della WebApp
4. Assistenza tecnica (TicketSystem)