Esercitazione 1_dimensionamento trave legno,acciaio e c.a.

Ipotizzo 3 differenti tecnologie per il solaio: solaio in c.a., solaio in acciaio e calcestruzzo e solaio in legno

1) SOLAIO IN C.A

 
In questa prima ipotesi, il solaio è così composto:

-intonaco interno 1 cm, peso 18 kn/m3
-elementi in laterizio (pignatte) 40x20x25, peso 9 kg cad.
-soletta collaborante in calcestruzzo 4 cm, peso1900 kg/m3
-isolante termico in fibra di legno 6 cm 50 kg/m3
-massetto in calcestruzzo 4 cm, peso1900 kg/m3
-malta di allettamento 2 cm, peso1520 kg/m3
-pavimentazione in piastrelle di gres 2 cm, peso 44,5 kg/m2

Nel foglio di calcolo excel vengono inseriti i seguenti dati:
A) interasse=4 m
B) qs - carichi strutturali : vengono calcolate e poi inserite nel foglio di calcolo gli elementi strutturali che incidono

in 1 m², dunque travetti, soletta collaborante e pignatte= 0,96 KN/m²

C) qp -carichi permanenti: calcolo del peso degli elementi non strutturali del solaio, ovvero intonaco, pannello isolante, massetto, malta di allettamento e pavimentazione. 
Il peso va poi incremento con due coeffincienti, che tengono conto del peso dei tramezzi (1 KN/m2)edegli impianti (0,5 KN/m2), definiti dalla normativa =2,48 KN/m²

D)qa -carichi accidentali:  il peso viene ulteriormente incrementato di un valore che che varia in base alla d' uso dell'edificio, in questo caso residenziale =2 KN/m2

E)qu - somma dei precedenti carichi distribuito sull'interasse = 42,04 Kn/m

F)Luce della trave =5 m

G)fyk= tensione  caratteristica di snervamento dell'acciaio da armatura(la normativa prevede un valore superiore a i 450N/mm2)=450 N/mm²

I) fyd tensione di progetto dell'acciaio=391,3 450 N/mm²

L) fck=  32,5 450 N/mm²

N)base =18 cm

O) h altezza minima della trave =41,51 cm

P) δ copriferro, ovvero il calcestruzzo che protegge l’armatura interna =5 cm

Q)H altezza totale della trave: viene quindi ingegnerizzata l’altezza della trave, che risulta essere verificata 50,00cm

2)SOLAIO IN ACCIAIO

in una seconda ipotesi, il solaio è in acciaio e calcestruzzo,così composto:

-trave acciaio
-trave secondaria IPE  12, peso 10,4 kg/m
-lamiera grecata e getto di calcestruzzo 12 cm, peso 2 kn/m2
-isolante termico in fibra di legno 6 cm, peso 50 kg/m2
-pavimentazione in piastrelle di gres 2 cm, peso 44,5 kg/m2

Nel foglio di calcolo excel vengono inseriti i seguenti dati:

A) interasse=4 m

B) qs -carichi strutturali : in questo caso gli elementi strutturali sono la trave IPE 12 e 
la soletta collaborante con lammiera grecata:  0,96 KN/m²

C) qp -carichi permanenti: pannello isolante, massetto e pavimentazione =2,48 KN/m²

D)qa-carichi accidentali  =2 KN/m²

E)qu - somma dei precedenti carichi distribuito sull'interasse =43,37 kn/m

F)luce =5 m

G)M - momento massimo della trave = 69,12 KNm

H)fYK- tensione di snervamento caratteristica acciaio FE430/S275=275 N/mm²

J)Wx- modulo di resistenza =520 cm³

Calcolato il modulo di resistenza, occorrerà scegliere un profilato con un Wx superiore, 
ovvero una IPE 300 Wx=513 cm³. Una volta trovato il profilato, faccio la verifica finale 
inserendo il peso proprio della trave ai carichi strutturali.

3) SOLAIO IN LEGNO

Nella terza e ulrima ipotesi, il solaio è in legno  e calcestruzzo
 così composto:
-trave principale
-travetti in legno lamellare , base 12 cm peso 7 kn/m2
-assito di legno 3,5 cm, peso
-isolante termico in fibra di legno 6 cm, peso 50 kg/m2
-pavimentazione in piastrelle di gres 2 cm, peso 44,5 kg/m2

In questo caso il calcolo della struttura è leggermente diverso, in quanto sarà necessario dimensionare oltre alla trave principale anche i travetti . 
Anche in questo caso l’incognita finale è l’altezza della trave, mentre l’ipotesi di partenza è la base. Nel foglio di calcolo excel vengono inseriti i seguenti 
dati:

A) interasse travetto=1 m

B) qs -carichi strutturali : in questo caso gli elementi strutturali i travetti. [Nel dimensionamento dei travetti intervengo diversi fattori legati al tipo
di legno.  Viene scelta la resistenz acaretteristica del legno GL24h. La normativa prevede inoltre diverse classi di servizio che tengono conto della
temperatura, dell’umidità dell’ambienta in cui si trova il legno. Viene scelta la classe 1. Da normstiva viene poi scleto un coefficiente Kmod, che tiene 
conto della durata dei carichi (permanente,  permanenti rimovibili, variabili) e della classe di servizio,  e un coefficiente di sicurezza Ym, relativo al tipo 
di materiale]. qs= 0,23 kn/m²

C) qp -carichi permanenti: pavimento, massetto, massetto, assito di legno più i due coefficienti per  impianti e tramezzature =2,87 KN/m²

D)qa-carichi accidentali  =2 KN/m²

E)qu - somma dei precedenti carichi distribuito sull'interasse =43,37 kn/m

F)Luce =5 m

G)M - momento massimo della trave =28,8 KNm

H)fmK- resistenza caratteristica legno=24 N/mm2

I)kmod-  =0,8

J)Ym=1,4

K)

L) L=5 M

M) Hmin=33,54
Lo stesso ragionamento viene adottato per la trave, la quale avrà come carico strutturale, quello dei travetti, e un’interasse di 4 m.