Esercitazione n°1: DIMENSIONAMENTO DI UNA TRAVE con tre materiali da costruzione.

Vengono presi in analisi tre materiali differenti, per lo studio di un solaio: CEMENTO ARMATO, LEGNO, ACCIAIO. Il dimensionamento si effettua considerando 1m² di solaio.

1. SOLAIO IN CEMENTO ARMATO 

Partendo da una pianta da carpenteria di un edificio generico, con struttura a telai piani, per la prima tecnologia faccio riferimento ad un'orditura del solaio con travi di luce pari a 7m e interasse di 5m.

Fondamentale è individuare la trave più sollecitata e per capirlo si verifica quale di esse ha un'AREA DI INFLUENZA  maggiore: quella centrale. L'area di influenza si ottiene calcolando: A=l x L dove l è l'interasse(nel caso studio è pari a 7m) e L è la luce (nel caso studio è 5m).

AREA DI INFLUENZA: (7x5)m=35m

Ora vado a calcolarmi tutti i carichi agenti sulla trave in cls:carichi STRUTTURALI, PERMANENTI, ACCIDENTALI.

pavimento            2cm         2KN/mc

massetto              4 cm        6,4KN/mc  

isolante                6cm         0,2KN/mc

soletta collaborante 4 cm     26KN/mc

pignatta     20x30x45    con peso di 10,7 Kg

intonaco             1cm            2KN/mc  

Una volta analizzata la composizione del solaio calcolo l'apporto dei carichi su di esso. L'analisi dei carichi rappresenta la prima e la più importante fase del calcolo strutturale, perchè in funzione dei carichi assunti e degli schemi previsti vengono calcolate le dimensioni dei vari elementi strutturali, dalle quali dipende la stabilità loro e dell'intera struttura di una costruzione in relazione al suo uso. In genere l'anali dei carichi viene effetuata per unità di superficie.  

Carichi strutturali qs: 

travetti: 24 KN/mc x 1 x 0,1 x 0,14 mc/mq= 0,336 KN/mq

soletta: 26KN/mc x 1 x 1 x 0,04 mc/mq= 0,96 KN/mq

pignatta: 8 x 10,7 Kg/mq= 0,856 KN/mq

qs:(0,336+0,96+0,856)KN/mq= 2,15 KN/mq

Carichi permanenti qp:

Ad essi vanno sommati i pesi a mq degli altri materiali che compongono il solaio: 0,5 KN/mq per gli impianti, 1 KN/mq per i tramezzi, da normativa.

pavimento: 2KN/mc x 1 x 1 x 0,02mc/mq= 0,04KN/mq

massetto:6,4 KN/mc x 1 x 1 x 0,04 mc/mq= 0,256 KN/mq

isolante:0,2KN/mc x 1 x 1 x 0,06 mc/mq= 0,12 KN/mq

intonaco:2KN/mc x 1 x 1 x 0,01mc/mq= 0,02 KN/mq

qp:[(0,04+0,256+0,12+0,02)+0,5+1]KN/mq=1,936 KN/mq

Carichi accidentali qa:

qa:2KN/mq residenziale

Calcolati i vari carichi inserisco i valori trovati sul file exel insieme a quelli relativi all'interasse e alla luce del solaio studiato. Lacciaio per le armature ha una resistenza caratteristica fyk=450 MPa, e un calcestruzzo con resistenza caratteristica fck=60 Mpa. Scelta una base per la trave delle dimensioni di 30 cm, il foglio exel mi calcolerà la dimensione dell'altezza automaticamente.

2.SOLAIO IN LEGNO

pavimento in ceramica      2 cm           2KN/mc

massettetto                      4cm          6,4KN/mc

isolante                            8 cm      0,072KN/mc

assito                               2cm              7KN/mc

travicello                          12x9cm        7KN/mc

Studio dei carichi sul solaio di legno:

Carichi strutturali qs:

travetti: 7KN/mc x(0,24 x 0,12 x 1)mc/mq= 0,2 KN/mq

assito: 7KN/mc x 1 x 1 x 0,08 mc/mq= 0,14 KN/mq

qs:(0,2+0,14)KN/mq=0,34KN/mq

Carichi permanenti qp:

Ad essi vanno sommati i pesi al mq degli altri materiali che compongono il solaio: 0,5 KN/mc per impianti e 1KN/mc per tramezzi, da normativa.

pavimento: 2KN/mc x 1 x 1 x 0.02 mc/mq= 0,04 KN/mq

massetto: 2KN/mc x 0,04 x 1 x 1 mc/mq=0,08 KN/mq

isolante: 0,072KN/mc x 1 x 1 x 0,08 mc/mq= 0,0057 KN/mq

qp: [(0,04+0,0057+0,08)+0,5+1]kn/mq= 1,62 KN/mq

Carichi accidentali qa:

qa: 2 KN/mq residenziale

Calcolati i vari carichi inserisco i valori trovati sul file exel insieme a quelli relativi all'interasse e alla luce del solaio studiato. Si tratta di un legno lamellare GL24h con resistenza caratteristica pari fm,k=24 Mpa.

3. SOLAIO DI ACCIAIO

pavimento   2 cm    2KN/mc

soletta lamiera grecata  10 cm       16,6KN/mc

isolante     4cm     0,072KN/mc

IPE 20cm

intonaco   1 cm    2KN/mc

Studio dei carichi sul solaio di acciao:

Carichi strutturali qs: 

lamera grecata: 16,6 KN/mc x 1 x 1 x 0,1 mc/mq= 1,66KN/mq

qs: 1,66KN/mq

Carichi permanenti qp:

Ad essi vanno sommati i pesi al mq degli altri materiali che compongono il solaio: 0,5 KN/mq per impianti e 1 KN/mq per i tramezzi, da normativa .

pavimento: 2 KN/mc x 1 x 1 x 0,02 mc/mq=0,04 KN/mq

isolante: 0,072KN/mc x 1 x 1 x 0,04 mc/mq= 0,00288KN/mq

intonaco:2KN/mc x 0,01 x 1 x 1 mc/mq=0,02 KN/mq

qp: [(0,04+0,00288+0,02)+0,5+1]KN/mq=1,56KN/mq

Carichi accidentali qa:

qa:2KN/mq residenziale

Calcolati i vari carichi insersco i valori trovati sul file exel insieme a quelli relativi all'interasse e alla luce del solaio studiato. L'acciaio scelto ha una resistenza caratteristica fyk=450Mpa : da tabella risulta un Wxmin pari a 875,75 cm3, perciò da profilario scelgo una IPE 360 che ha un Wx direttamente superiore.