Appunti/Schemi Tecnica delle costruzioni

AZIONI E LORO COMBINAZIONE

• Classificazione
Le azioni sulle costruzioni vengono classificate in base alla loro variazione di intensità nel tempo:
a) Azioni permanenti G
Agiscono durante l'intera vita della costruzione variando molto lentamente e modestamente la loro intensità nel corso del tempo.
Si possono suddividere in:
- Azioni dovute al peso proprio di tutti gli elementi strutturali G (es. setti o elementi portanti di un solaio)
- Azioni dovute al peso proprio di tutti gli elementi non strutturali G (es. tramezzi, manto di copertura, parapetti, elementi portati dei solai)
b) Azioni variabili Q
Agiscono con valori istantanei e sensibilmente variabili durante l'intera vita della costruzione.
Si possono suddividere in:
- Sovraccarichi (es. occupanti, arredi, ecc.)
- Azioni della neve
- Azioni del vento
c) Azioni eccezionali A - episodiche nel corso della vita N
d) Azioni sismiche E

Combinazione
Le azioni variabili Q possono essere combinabili e quindi agire anche

contemporaneamente ekjConsistono in:Q = azione variabile di base; Q = azioni variabili d’accompagnamentok1 k2,n,…Differenziandosi in base a durata relativa e intensità in:- Valore quasi permanente ψ Q2j kjQuando l’azione variabile si verifica oltre il 50% del tempo del periodo di riferimento. È ricavabile calcolando lamedia dell’intensità, considerata sull’intero arco temporale in questione.- Valore frequente ψ Q1j kjIl valore si presenta in maniera ricorrente ma per un periodo di tempo che è significativamente inferiorerispetto al totale del periodo di riferimento (frattile di ordine superiore del 5%).- Valore di combinazione ψ Q0j kjValore tale per cui P = P .superam. effetti combinaz. superam. effetti singola azioneI fattori ψ si chiamano coefficienti di combinazione.kjPotendosi combinare nei seguenti modi: 6- Per SLUCombinazione fondamentale: γ G + γ G + γ Q + γ ψ Q + … +

γ = coefficiente parziale dei carichi permanenti

ψ = coefficiente parziale dei carichi variabili

QG1 = 1

G2 = 2

Q1 = k1

Q2 = 02

k2 = Qn

n = kjγ

Per queste verifiche vanno considerati i seguenti valori di γ, dipendenti dal tipo di stato limite:

EQU = stato limite di equilibrio come Se i G sono compiutamente2corpo rigido γ γdefiniti, allora G1 = G2

STR = stato limite di resistenza dellastruttura (incluse fondazioni)

- Per SLE

Combinazione caratteristica (SLE irreversibili): G + G + Q + ψ Q + … + ψ Q1 2 k1 02 k2 n kj

Combinazione frequente (SLE reversibili): G + G + ψ Q + ψ Q + … + γ ψ Q1 2 11 k1 22 k2 Qn n kj

Combinazione quasi permanente (SLE lungo term.): G + G + ψ Q + ψ Q + … + γ ψ Q1 2 21 k1 22 k2 Qn n kj

ψ = coefficiente di combinazione dei carichi variabili Q2,1,0,kj kj

Per queste verifiche vanno considerati i seguenti valori di ψ, dipendenti dalla categoria del

fabbricato:

Col pedice k si intendono i valori caratteristici, in sua assenza quelli nominali.

N.B. Il simbolo + significa "combinato con" e nel caso in cui i Q o i G diano un contributo favorevole per le verifiche, essi possono essere trascurati.

Esempi di Combinazione delle azioni: slide 119-121 (tettoia, trave continua e telaio) - Ripartizione dei carichi permanenti non strutturali

In presenza di orizzontamenti con capacità di ripartizione trasversale:

• I carichi permanenti non strutturali potranno assumersi, per le verifiche d'insieme, come uniformemente ripartiti (in caso contrario, valutare le effettive distribuzioni).
• I tramezzi e gli impianti leggeri degli edifici per abitazioni e per uffici potranno assumersi come carichi equivalenti distribuiti. Per questo tipo di fabbricati il peso proprio di elementi divisori interni potrà essere equiparato ad un carico permanente uniformemente distribuito g.

Sovraccarichi - Si intendono i carichi legati alla

destinazione d'uso dell'opera, ovvero: - Carichi verticali uniformemente distribuiti qk - Carichi verticali concentrati Qk Sono oggetto di verifiche locali distinte e non si combinano con quelli ripartiti riguardanti l'intero edificio. - Carichi orizzontali lineari Hk Devono essere applicati alle pareti alla quota h = 1,20 m dal rispettivo piano di calpestio. Eventualmente devono essere applicati ai parapetti o ai mancorrenti alla quota del bordo superiore. Analisi di vari tipi di carichi permanenti (ess. su solaio laterocementizio, tramezzo, tamponatura e trave di bordo): slide 127-131 AZIONE DELLA NEVE E DEL VENTO Carico neve - tipicamente considerato verticale Il carico q dovuto alla neve e incidente sulle coperture è direttamente proporzionale a 4 fattori: sq = q * μ * C * C dove: s = sk * i * E * t q = valore di riferimento del carico della neve al suolo sk = dipende dalla zona geografica del fabbricato e non può mai scendere al di sotto del valore (a dx) legato ad un

periodo di ritorno di 50 anni.

a < 200 m q = valore normatos sk2 casi 200 < a ≤ 1500 m q = 0,51[1 + (a /481) ]2s sk sa = quota dal livellosdel mare 7μ = coefficiente di forma della copertura (a 1 o 2 falde)idipende dall’angolo α (°) formato dalla falda con la proiezione orizzontale; la norma specifica 3 casi specifici:nel caso di coperture piane il carico, per ovvi motivi, tende ad aggravarsi; questo aggravio viene apprezzato attraversodipendente dalle dimensioni in pianta della copertura L = 2W - W /L,un coefficiente L 2 W = width, L = lengthc c> 50 m μ = 0,8C ,se L c 1 e,FC = coefficiente di esposizioneEviene utilizzato quando si vuole apprezzare il contributo ± significativo delle condizioniambientali sulla neve.C = coefficiente termicotpermette di apprezzare la riduzione del carico effettivo causata dallo scioglimento della neve dovuto alla ΔT.In assenza di approfondimenti particolari, si considera C = 1.tAzione del vento

– tipicamente considerata orizzontale

Il vento genera azioni che variano nel tempo e nello spazio, provocando generalmente effetti dinamici. Tuttavia, per le costruzioni standard, tali effetti vengono ricondotti ad azioni statiche equivalenti.

Velocità base di riferimento v_b

DEF: Valore medio su 10 minuti, a 10 m di altezza sul suolo su un terreno pianeggiante e omogeneo di categoria di esposizione II, con un periodo di ritorno di 50 anni. Essa è data dalla relazione: v = v_b,0 a, dove: v_b,0 = velocità base di riferimento al livello del mare; c = coefficiente di altitudine

Classe di rugosità

DEF: Per rugosità si intende la resistenza che incontra il vento nell’investire un determinato ambiente, urbano/extraurbano. Tale resistenza viene studiata individuando 4 Classi di appartenenza (A, B, C, D).

A: Classe Aree urbane con 15% Sup. coperto da edifici di h media > 15 m

B: C: Classe Aree urbane (≠A), suburbane, industriali e boschive;

con ostacoli diffusi e aree ≠A,B,DD:Classe Aree completamente o quasi libere – mare + fascia costiera, largo, campagna, ecc. Nel caso di dubbio per l'assegnazione della classe, va assegnata la più sfavorevole. Categoria di esposizione Viene assegnata in base alla posizione geografica del sito e alla classe di rugosità del terreno. È molto importante per poter ricavare la pressione cinetica di picco del vento. Pressione cinetica di picco q (z)p DEF: valore atteso della pressione cinetica massima del vento in un intervallo di tempo di 10 minuti all'altezza z sul suolo. Tale pressione si ottiene dalla seguente equazione q (z) = ρvc (z)/2, con: r2p ez ≤ 200 m, ρ = densità dell'aria, v = velocità di riferimento = vc (c = 1, se t = 50y) e c = coefficiente di esposizione r b r r e tiene conto delle caratteristiche sia topografiche che orografiche del terreno. Il coefficiente di topografia ct In assenza di approfondimenti particolari,Si considera C = 1. Tipologie di azioni aerodinamiche di picco DEF: Valori attesi delle azioni massime del vento su un intervallo di 10 minuti. Sono proporzionali a q (z) e rappresentate dalla pressione esercitata dal vento su ciascuna faccia delle superfici della costruzione o dei suoi elementi. Pressione p su ciascuna faccia di una superficie Questo tipo di azioni investono il fabbricato e in base all'orientamento delle facce, generano sovrappressioni (normale entrante) e depressioni (normale uscente). Si suddividono ulteriormente in: pressione esterna pe (facce esterne) e pressione interna pi (facce interne). Calcolo p e pi: p (z) = q (z) * c, pi (z) = q (z) * c, con: - c = coefficienti di pressione esterna/interna - c dipende dal rapporto h/d, dove d = dimensione dell'edificio nella direzione del flusso incidente. - e = h di riferimento associate ai coefficienti e variabili in base alla profondità della costruzione. N.B.Nel caso di edifici di civile abitazione, dato che orizzontamenti e tramezzi interni partizionano il volume intanti micro-volumi, generalmente si tende a trascurare la p .i 8- Statiche equivalentiDEF: Azioni applicate staticamente alla costruzione, che danno luogo a spostamenti e sollecitazioni = ai maxgenerati dall’azione dinamica.Calcolo: si amplificano le aerodinamiche attraverso il coefficiente dinamico c (x edifici civili standard = 1).d3. COSTRUZIONI IN CONGLOMERATO CEMENTIZIO ARMATOINTRODUZIONE - CALCESTRUZZO 2 Componenti:Come è noto, il calcestruzzo è frutto della miscelazione traCollante (Pasta: H2O + legante cemento) e Lapidea (Aggregato: fino + grosso). - Ciclo produttivo del cemento:Di seguito è rappresentato ilCostituenti del cementoTra i vari si possono riscontrare: clinker di cemento Portland ; gesso;pozzolane naturali e naturali calcinate; ceneri volanti di tipo silicico e calcico; loppe granulated'altoforno; microsilici o fumo dil calcestruzzo ha di potersi lavorare facilmente e senza difficoltà. La lavorabilità può essere influenzata da diversi fattori come la consistenza, la plasticità e la coesione del calcestruzzo. Per ottenere una buona lavorabilità del calcestruzzo, è possibile utilizzare degli additivi specifici che ne migliorano le proprietà. Gli additivi possono essere di diversi tipi, come ad esempio gli additivi ritardanti, che permettono di rallentare la presa del calcestruzzo, o gli additivi plastificanti, che aumentano la lavorabilità del calcestruzzo senza influire sulla sua resistenza. La resistenza del calcestruzzo è un'altra caratteristica importante da tenere in considerazione. La resistenza del calcestruzzo dipende dalla quantità di cemento utilizzata nella miscela e dalla sua qualità. La resistenza del calcestruzzo viene misurata in megapascal (MPa) e può variare a seconda delle esigenze strutturali dell'opera. Infine, è importante considerare anche la durabilità del calcestruzzo. La durabilità del calcestruzzo dipende da diversi fattori, come ad esempio l'esposizione agli agenti atmosferici, l'umidità e la presenza di agenti aggressivi come i cloruri. Per aumentare la durabilità del calcestruzzo, è possibile utilizzare degli additivi specifici che ne migliorano la resistenza agli agenti aggressivi. In conclusione, la scelta del tipo di cemento da utilizzare dipende dalle esigenze specifiche dell'opera e dalle caratteristiche richieste al calcestruzzo. È importante valutare attentamente tutti i fattori che influenzano le proprietà del calcestruzzo, come la lavorabilità, la resistenza e la durabilità, al fine di ottenere un calcestruzzo di qualità e adatto alle esigenze dell'opera.