Calcoli rapidi per il Progettista - Volume Secondo

Calcoli rapidi per elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura con il software Suite del Calcolista 2

• Azioni e carichi sulle costruzioni
• Progettazione geotecnica
• Verifiche agli SLU e SLE per le costruzioni in c.a., acciaio e legno
• Esempi di dimensionamento e verifica di elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura

Manuale tecnico per i professionisti che si occupano di progettazione strutturale che riguarda opere in cemento armato, acciaio, legno e muratura.

Il tema della progettazione strutturale nelle costruzioni è stato svolto, in questa nuova edizione, tenendo come riferimento normativo il D.M. 17 gennaio 2018 «Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”», pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 42 del 20 febbraio 2018 (suppl. ord. n. 8), e la Circolare esplicativa 2 febbraio 2009, n. 617 “Istruzioni per l’applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni”.

Per le strutture in cemento armato, in special modo per la verifica a punzonamento, le norme italiane sono state integrate con l’Eurocodice 2, considerato nelle NTC come normativa di comprovata validità; lo stesso è stato fatto per le strutture in legno, in cui la normativa italiana è stata integrata con l’Eurocodice 5 (UNI EN 1995-1-2).

Il testo è strutturato in quattro parti:

• la prima parte a prima contiene nozioni sulle azioni e carichi sulle costruzioni (azione della neve, azione del vento, azione sismica, azione della temperatura ed azioni eccezionali);
• la seconda parte si occupa della progettazione geotecnica;
• la terza parte contiene le verifiche agli stati limite ultimi (SLU) e agli stati limite di esercizio (SLE) per le costruzioni in cemento armato, acciaio e legno;
• la quarta parte, che conferisce al volume un aspetto più pratico che teorico, riporta diversi esempi di calcolo, come ad esempio: dimensionamento di un portale in acciaio, calcolo della tensione di aderenza acciaio-calcestruzzo, verifica per carichi concentrati sulla muratura, verifica dei limiti geometrici di travi e pilastri in cemento armato, verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di travi e pilastri in c.a., verifica di fessurazione di sezioni in c.a., verifica a punzonamento, verifica degli spostamenti verticali (SLE) per le travi di un solaio in acciaio, verifiche di deformazione per le strutture in legno, calcolo dello stato tensionale di un terreno, calcolo del carico limite di una fondazione, ecc..

NOTE SUL SOFTWARE INCLUSO

Suite del calcolista 2 esegue il calcolo e la verifica di elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura, ai sensi delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 di cui al D.M. 17 gennaio 2018. Questa edizione del software ha una nuova interfaccia grafica e gli applicativi per validare i codici di calcolo sono stati aggiornati alle NTC 2018.

Utilità disponibili con il software: Glossario (principali termini tecnico-normativi); F.A.Q. (domande e risposte più frequenti); Test iniziale (verifica formazione di base); Test finale (verifica concetti analizzati).

Requisiti hardware e software: Processore da 1.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore); 250 MB liberi sull’HDD; 1 GB di RAM; MS Word 2003-2007; Risoluzione monitor consigliata 1600×900; Accesso ad internet e browser web.

Autori

Vincenzo Calvo, Ingegnere edile, svolge principalmente attività di progettazione, calcolo strutturale, gestione di imprese edili, sicurezza nei luoghi di lavoro. Si occupa anche di pubblicazioni editoriali e di sviluppo di programmi tecnico-professionali sulla sicurezza e sul calcolo strutturale.

Elisabetta Scalora, Architetto, si occupa di calcolo di strutture in cemento armato, acciaio e legno, architettura degli interni, design e progettazione architettonica e strutturale. Ha al suo attivo diverse pubblicazioni editoriali e programmi tecnico-professionali sulla sicurezza e sul calcolo strutturale.

Indice

Introduzione

1. STATI LIMITE
1.1. Introduzione
1.2. Stati Limite Ultimi (SLU)
1.3. Stati Limite di Esercizio (SLE)
1.4. Stati Limite Ultimi (SLU)
1.5. Durabilità
1.6. Robustezza
1.7. Verifiche

2. AZIONI E CARICHI SULLE COSTRUZIONI
2.1. La classificazione delle azioni
2.2. La caratterizzazione delle azioni elementari
2.3. Le combinazioni delle azioni
2.4. Le azioni permanenti
2.5. Pesi propri dei materiali strutturali
2.6. I carichi permanenti non strutturali
2.7. Sovraccarichi (carichi variabili)
2.7.1. Sovraccarichi verticali uniformemente distribuiti
2.7.2. Sovraccarichi verticali concentrati
2.7.3. Sovraccarichi orizzontali lineari
2.7.4. Elementi divisori interni

3. AZIONI DELLA NEVE
3.1. Coefficiente di forma per le coperture
3.1.1. Copertura ad una falda
3.1.2. Copertura a due falde
3.2. Coefficiente di esposizione
3.3. Coefficiente termico
3.4. Valore caratteristico del carico della neve al suolo

4. AZIONE DEL VENTO
4.1. Velocità base di riferimento
4.2. Velocità di riferimento
4.3. Pressione del vento
4.4. Azione tangente del vento
4.5. Pressione cinetica di riferimento
4.6. Coefficiente di esposizione
4.7. Coefficiente aerodinamico
4.8. Coefficiente dinamico
4.9. Avvertenze progettuali

5. AZIONE SISMICA
5.1. Stati limite e relative probabilità di superamento
5.2. Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche
5.2.1. Categorie di sottosuolo
5.2.2. Condizioni topografiche
5.3. Valutazione dell’azione sismica
5.3.1. Descrizione del moto sismico in superficie e sul piano di fondazione
5.3.2. Spettro di risposta elastico in accelerazione
5.3.2.1. Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali
5.3.2.2. Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale
5.3.2.3. Spettro di risposta elastico in spostamento delle componenti orizzontali
5.3.3. Spostamento orizzontale e velocità orizzontale del terreno
5.3.4. Spettri di progetto per gli stati limite di esercizio
5.3.5. Spettri di progetto per gli stati limite di danno (SLD), di salvaguardia della vita (SLV) e di prevenzione del collasso (SLC)
5.3.6. Impiego di storie temporali del moto del terreno
5.4. Effetti della variabilità spaziale del moto
5.4.1. Variabilità spaziale del moto
5.4.2. Spostamento assoluto e relativo del terreno

6. AZIONI DELLA TEMPERATURA
6.1. Temperatura dell’aria esterna
6.2. Temperatura dell’aria interna
6.3. Distribuzione della temperatura negli elementi strutturali
6.4. Azioni termiche sugli edifici
6.5. Particolari precauzioni nel progetto di strutture soggette ad azioni termiche speciali
6.6. Effetti delle azioni termiche

7. AZIONI ECCEZIONALI
7.1. Incendio
7.1.1. Richieste di prestazione
7.1.2. Classi di resistenza al fuoco
7.1.3. Criteri di progettazione
7.1.4. Procedura di analisi della resistenza al fuoco
7.2. Esplosioni
7.2.1. Classificazione delle azioni dovute alle esplosioni
7.2.2. Modellazione delle azioni dovute alle esplosioni
7.2.3. Criteri di progettazione
7.3. Urti
7.3.1. Classificazione delle azioni dovute agli urti
7.3.2. Urti da traffico veicolare

8. PROGETTAZIONE GEOTECNICA
8.1. Articolazione del progetto
8.2. Caratterizzazione e modellazione geologica del sito
8.3. Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
8.4. Verifiche della sicurezza e delle prestazioni
8.4.1. Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU)
8.4.1.1. Azioni
8.4.1.2. Resistenze
8.4.2. Verifiche strutturali con l’analisi di interazione terreno-struttura
8.4.3. Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi idraulici
8.4.4. Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE)
8.4.5. Impiego del metodo osservazionale
8.4.6. Monitoraggio del complesso opera-terreno
8.5. Stabilità dei pendii naturali
8.5.1. Modellazione geologica del pendio
8.5.2. Modellazione geotecnica del pendio
8.5.3. Verifiche di sicurezza
8.5.4. Interventi di stabilizzazione
8.5.5. Controlli e monitoraggio
8.6. Opere di fondazione
8.6.1. Fondazioni superficiali
8.6.1.1. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU)
8.6.1.2. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)
8.6.2. Fondazioni su pali
8.6.2.1. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU)
8.6.2.2. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)
8.6.2.3. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU) delle fondazioni miste
8.6.2.4. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE) delle fondazioni miste
8.6.2.5. Aspetti costruttivi
8.6.2.6. Controlli d’integrità dei pali
8.6.2.7. Prove di carico
8.7. Opere di sostegno
8.7.1. Azioni
8.7.2. Verifiche agli stati limite
8.7.3. Verifiche di esercizio (SLE)
8.8. Tiranti di ancoraggio
8.8.1. Criteri di progetto
8.8.2. Verifiche di sicurezza (SLU)

9. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE PER LE COSTRUZIONI IN CEMENTO ARMATO
9.1. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
9.1.1. Resistenza di calcolo a compressione del calcestruzzo
9.1.2. Resistenza di calcolo a trazione del calcestruzzo
9.1.3. Resistenza di calcolo dell’acciaio
9.1.4. Tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo
9.1.5. Resistenza a sforzo normale e flessione (elementi monodimensionali)
9.1.6. Elementi senza armature trasversali resistenti a taglio
9.1.7. Elementi con armature trasversali resistenti al taglio
9.1.8. Verifica al punzonamento
9.1.9. Resistenza nei confronti di sollecitazioni torcenti
9.1.10. Resistenza di elementi tozzi, nelle zone diffusive e nei nodi
9.1.11. Resistenza a fatica
9.1.12. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Pilastri cerchiati
9.1.13. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Verifiche di stabilità per elementi snelli
9.1.14. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Metodi di verifica
9.1.15. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Verifica dell’ancoraggio delle barre di acciaio con il calcestruzzo
9.1.16. Verifica per situazioni transitorie
9.1.17. Verifica per situazioni eccezionali
9.1.18. Progettazione integrata da prove e verifica mediante prove
9.1.19. Verifica dell’aderenza delle barre di acciaio con il calcestruzzo
9.2. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)
9.2.1. Verifiche di deformabilità
9.2.2. Verifica delle vibrazioni
9.2.3. Verifica di fessurazione
9.2.4. Verifica delle tensioni di esercizio
9.2.5. Verifica per situazioni transitorie
9.2.6. Verifica per situazioni eccezionali
9.2.7. Dettagli costruttivi per travi e pilastri
9.3. Dettagli costruttivi
9.3.1. Limitazioni geometriche
9.3.2. Limitazioni di armatura

10. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE PER LE COSTRUZIONI IN ACCIAIO
10.1. Analisi strutturale – Classificazione delle sezioni
10.2. Analisi strutturale – Capacità resistente delle sezioni
10.3. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
10.3.1. Resistenza di progetto a trazione
10.3.2. Resistenza di progetto a compressione
10.3.3. Resistenza di progetto a flessione retta
10.3.4. Resistenza di progetto a taglio
10.3.5. Resistenza di progetto a torsione
10.3.6. Resistenza di progetto a flessione e taglio
10.3.7. Resistenza di progetto a presso o tenso flessione retta
10.3.8. Resistenza di progetto a presso o tenso flessione biassiale
10.3.9. Resistenza di progetto a flessione, taglio e sforzo assiale
10.4. Stabilità delle membrature – aste compresse
10.5. Stabilità delle travi inflesse
10.6. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)
10.6.1. Spostamenti verticali
10.6.2. Spostamenti laterali
10.6.3. Stato limite di vibrazioni
10.7. Verifiche per situazioni progettuali transitorie
10.8. Verifiche per situazioni progettuali eccezionali
10.9. Progettazione integrata da prove e verifica mediante prove
10.10. Unioni
10.10.1. Unioni con bulloni e chiodi
10.10.2. Collegamenti con perni

11. VERIFICHE AGLI STATI LIMITE PER LE COSTRUZIONI IN LEGNO
11.1. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
11.1.1. Verifiche di resistenza
11.1.2. Trazione parallela alla fibratura
11.1.3. Trazione perpendicolare alla fibratura
11.1.4. Compressione parallela alla fibratura
11.1.5. Compressione perpendicolare alla fibratura
11.1.6. Compressione inclinata rispetto alla fibratura
11.1.7. Flessione
11.1.8. Tensoflessione
11.1.9. Pressoflessione
11.1.10. Taglio
11.1.11. Torsione
11.1.12. Taglio e torsione
11.2. Verifiche di stabilità
11.2.1. Elementi inflessi (instabilità di trave)
11.2.2. Elementi compressi (instabilità di colonna)
11.3. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)

12. ESEMPI DI CALCOLO

13. INSTALLAZIONE DEL SOFTWARE “SUITE DEL CALCOLISTA 2”
13.1. Note sul software incluso
13.2. Requisiti hardware e software
13.3. Download del software e richiesta della password di attivazione
13.4. Installazione ed attivazione del software

14. MANUALE D’USO DEL SOFTWARE “SUITE DEL CALCOLISTA 2”
14.1. Verifica a punzonamento
14.1.1. Dati CLS e Acciaio
14.1.2. Dati relativi all’armatura della soletta
14.1.3. Dati relativi alla geometria del sistema pilastro trave
14.1.4. Dati relativi alle sollecitazioni
14.2. Verifica architrave in acciaio
14.3. Calcolo della tensione tangenziale di aderenza tra acciaio-cls
14.4. Verifica di un carico concentrato su una muratura
14.5. Verifica dei limiti di armatura
14.6. Verifica di stabilità delle aste compresse
14.7. Verifica dei limiti geometrici per travi e pilastri

15. SAGOMARI DEI PROFILATI IN ACCIAIO
15.1. IPE
15.2. INP
15.3. HEA
15.4. HEB
15.5. HEM
15.6. Tubi in acciaio a sezione quadrata
15.7. Tubi in acciaio a sezione rettangolare

16. TABELLE DELLE CLASSI DI RESISTENZA PER IL LEGNO MASSICCIO E LAMELLARE
16.1. Classi di resistenza per legno massiccio di conifera e pioppo (Tabella 3.2 della norma UNI EN 338:2009)
16.2. Classi di resistenza per legno massiccio di latifoglia (Tabella 3.3 della norma UNI EN 1194:2000)
16.3. Classi di resistenza per legno lamellare incollato di conifera (Tabella 3.4 della norma UNI EN 1194:2000)
16.4. Classi di resistenza per specie legnose di provenienza italiana (Tabella 18.3 della norma UNI EN 11035)

Glossario

F.A.Q. DOMANDE E RISPOSTE SUI PRINCIPALI ARGOMENTI

Test iniziale (verifica della formazione di base)

Test FINALE (verifica dei concetti analizzati)

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI E NORMATIVI