ESERCITAZIONE 1 - Progetto di un edificio multipiano in calcestruzzo

Studenti: Davide Grande, Esther Grassi, Priscilla Piazzolla, Emanuele Soverini

Progetto della geometria

Abbiamo progettato un edificio regolare in calcestruzzo armato con le seguenti caratteristiche:

Dimensioni della pianta: 26,00x16,00 metri

- Altezza totale: 9,3 metri

- Altezza interpiano: 3,10 metri

- Numero di piani: 3

- Lievi aggetti: mensole di 2,00 metri

- Gabbia scala con travi a ginocchio di dimensioni 2,60x4,00 metri

- Comportamento a telaio

 

Analisi dei carichi

Dopo aver definito la geometria, abbiamo definito i carichi superficiali distribuiti su un metro quadrato di solaio che, dopo essere stati convertiti in carichi linearmente distribuiti, dovranno essere assegnati alle aste orizzontali.

Queste ultime sono state differenziate, dopo aver definito l'orditura del solaio, in travi principali e travi secondarie e, successivamente, sono state suddivise anche in base al carico agente su di esse.

 

Tassonomie delle travi

• Travi principali perimetrali  (A,D)

Interasse 3,00 metri

• Travi principali centrali   (B, C)

Interasse 5,00 metri

• Travi secondarie perimetrali  (1)
• Cordoli (scale e mensole)

Interasse 0,25 metri

• Travi secondarie centrali   (2,3,4,5)

Interasse 0,50 metri

 

Tassonomie mensole

• Mensole perimetrali (A,B – C,D)

Interasse 3,00 metri

• Mensole centrali (B, C)

Interasse 5,00 metri

 

Tassonomie dei pilastri

• Pilastri mensola

Area di influenza = 25 m²

• Pilastri perimetrali

Area di influenza = 18 m²

• Pilastri angolari

Area di influenza = 9 m²

• Pilastri centrali

Area di influenza = 30 m²

• PilastrI scale

Area di influenza = 12,4 m²

 

 

I carichi agenti su un metro quadrato di solaio sono i seguenti:

- Carico permanenti strutturali (qs)

- Sovraccarico permanente non strutturale (qp)

- Carico accidentali (qa)

 

Analisi dei carichi di un solaio in laterocemento

1. Pavimentazione in ceramica
   2 cm = 0,02 m
2. Massetto
   4,00 cm = 0,04 m
3. Isolante
   4,00 cm = 0,04 m
4. Soletta collaborante
   4,00 cm = 0,04 m
5. Pignatte
   20,00 cm = 0,20 m
6. Travetti
   20,00 cm = 0,20 m
7. Intonaco
   1,50 cm = 0,015 m

​Spessore totale solaio = 35,50 cm = 0,355 m

 

Calcolo del carico distribuito superficiale:

1. Pavimentazione in ceramica = 0,40 KN/m²
2. Massetto = 0,76 KN/m²
3. Isolante = 0,008 KN/m²
4. Soletta = 1,00 KN/m²
5. Pignatte = 0,76 KN/m²
6. Travetti = 1,20 KN/m²
7. Intonaco = 0,30 KN/m²

 

- Carico strutturale q_s

   Soletta + Travetti + Pignatte

   1,00 KN/m² + 1,20 KN/m² + 0,76 KN/m² = 2,96 KN/m²

- Sovraccarico permanente q_p

   P. Ceramica + Massetto + Isolante + Intonaco + Incidenza impianti* + Incidenza tramezzi*

   0,40 KN/m² + 0,76 KN/m² + 0,008 KN/m² + 0,30 KN/m² + 0,50 KN/m² + 1,00 KN/m² =  2,97 KN/m²

^{*I valori sono stati scelti seguendo la NTC 2018}

- Carico accidentale q_a

Secondo NTC 2018, il valore relativo ad ambienti ad uso residenziale è pari a 2,00 KN/m²

Sono state considerate le combinazioni di carico fornite dalla NTC 2018 relative alle verifiche agli stati limite, utilizzando coefficienti parziali di sicurezza sfavorevoli.

Combinazione di carico allo stato limite ultimo SLU

γs qs + γp qp + γa qa = 1,30 x 2,96 KN/m² + 1,50 x 2,97 KN/m² + 1,50 x 2,00 KN/m² = 11,30 KN/m²

q_u = 11,30 KN/m²

 

Carico dovuto al vento

Per quanto riguarda gli elementi strutturali verticali, abbiamo considerato un contributo del vento pari a 0,50 KN/m² e, dopo aver suddiviso i pilastri in base al loro interasse, abbiamo calcolato il carico distribuito verticale agente su ogni pilastro nelle due direzioni x e y.

 

Predimensionamento

Per il predimensionamento delle membrature ci siamo basate su tre modelli fondamentali di aste:

- Pilastri

- Trave doppiamente appoggiata

- Mensola

 

Travi C28/35

Modello: trave doppiamente appoggiata

Per il predimensionamento degli elementi strutturali orizzontali abbiamo ipotizzato una dimensione delle travi compatibile con i carichi agenti sull’edificio, differenziando secondo le diverse tassonomie precedentemente elencate.

Il valore del momento flessionale considerato per il predimensionamento equivale al valore del momento massimo in campata per un modello di trave doppiamente appoggiata sottoposta a carico orizzontale linearmente distribuito, tale valore equivale a:

Abbiamo poi definito le resistenze dei materiali: C28/35 per il calcestruzzo e acciaio S450 per le armature.

Tabelle di calcolo travi:

 

Mensole C28/35

Modello: mensola

Il valore del momento flessionale considerato per il predimensionamento equivale al valore del momento massimo in campata per un modello di mensola sottoposta a carico orizzontale linearmente distribuito, tale valore equivale a:

Tabelle di calcolo mensole:

Pilastri C35/45

Per il predimensionamento a sforzo Normale degli elementi strutturali verticali, secondo il modello di mensola che compongono l’edificio, abbiamo seguito il seguente procedimento:

Tabelle di calcolo pilastri:

 

Modello SAP 2000

1 - Predimensionamento degli elementi del telaio in calcestruzzo (Travi, Pilastri, Mensole)

2 - Suddivisione in gruppi degli elementi del telaio (Pilastri di ogni piano, Travi principali e secondarie, mensole, travi a ginocchio, cordoli)

3 - Assegnazione delle sezioni ai vari elementi precedentemente dimensionati

4 - Assegnazione vincoli esterni (Incastri)

5 - Assegnazione vincoli interni di ogni piano (Diaphram)

6 - Assegnazione dei carichi allo SLU uniformemente distribuiti

7 - Assegnazione carico del vento

8 - Analisi delle sollecitazioni agenti sul modello

9 - Esportazione tabelle per verifica

 

Modello

Deformata

 

Sforzo normale pilastri

 

Momento flettente pilastri

 

Momento flettente travi

 

Verifica delle sezioni con i valori delle tabelle SAP 2000

 

Travi

 

Mensole

 

Pilastri

Piano Primo

Piano Secondo

Piano Terzo

 

Pilastri - Verifica a pressoflessione

Piano primo

 

Piano secondo

 

 

 

 

Piano terzo

 

Dimensioni delle sezioni conseguenti alle verifiche

Travi principali perimetrali  (A,D)	30 x 55 cm
Travi principali centrali   (B, C)	30 x 65 cm
Travi secondarie perimetrali  (4m)	20 x 20 cm
Travi secondarie perimetrali  (6m)	20 x 25 cm
Cordoli (scale e mensole)	20 x 25 cm
Travi secondarie centrali  (2,3,4,5) (6m)	20 x 30 cm
Travi secondarie centrali  (2,3,4,5) (4m)	20 x 25 cm
Travi a ginocchio (scale)	30 x 40 cm
Mensole perimetrali (A,B – C,D)	30 x 40 cm
Mensole centrali (B, C)	30 x 50 cm
PIANO TERRA
Pilastri angolari  (A1 - D1)	30 x 30 cm
Pilastri centrali  (B4 - B3 - B2 - C4 - C3 - C2)	30 x 50 cm
Pilastri mensola  (A5 - B5 - C5 - D5)	30 x 50 cm
Pilastri perimetrali (A4 - A3 - A2 - B1 - C1 - D4 - D3 - D2)	30 x 35 cm
PilastrI scale  (B, C)	30 x 30 cm
PIANO PRIMO
Pilastri angolari  (A1 - D1)	30 x 30 cm
Pilastri centrali  (B4 - B3 - B2 - C4 - C3 - C2)	30 x 45 cm
Pilastri mensola (A5 - B5 - C5 - D5)	30 x 45 cm
Pilastri perimetrali  (A4 - A3 - A2 - B1 - C1 - D4 - D3 - D2)	30 x 30 cm
PilastrI scale  (B, C)	30 x 30 cm
PIANO SECONDO
Pilastri angolari  (A1 - D1)	30 x 30 cm
Pilastri centrali  (B4 - B3 - B2 - C4 - C3 - C2)	30 x 40 cm
Pilastri mensola (A5 - B5 - C5 - D5)	30 x 40 cm
Pilastri perimetrali  (A4 - A3 - A2 - B1 - C1 - D4 - D3 - D2)	30 x 30 cm
PilastrI scale  (B, C)	30 x 30 cm