Vincenzo Calvo – Elisabetta Scalora Solai piani e inclinati Solai con tavelloni e solettina collaborante Verifica a flessione retta – SLU Verifica a flessione deviata – SLU Verifica a taglio – SLU Verifica di deformazione per effetto degli spostamenti verticali – SLE Relazione di calcolo Computo del materiale Aggiornato al D.M. 14 gennaio 2008 Norme Tecniche per le Costruzioni e alla Circolare esplicativa n. 617/2009 Calcolo e verifica di solai e coperture
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Calcolo e verifica di solai e coperture - infobuild.it · – acciai durissimi (quantità di carbonio maggiore di 0,75%). Il tenore di carbonio influenzale proprietà dell’acciaio,
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Vincenzo Calvo – Elisabetta Scalora
Solai piani e inclinati Solai con tavelloni e solettina collaborante Verifi ca a fl essione retta – SLU Verifi ca a fl essione deviata – SLU Verifi ca a taglio – SLU Verifi ca di deformazione per effetto
degli spostamenti verticali – SLE Relazione di calcolo Computo del materiale
Aggiornato al D.M. 14 gennaio 2008Norme Tecniche per le Costruzionie alla Circolare esplicativa n. 617/2009
Calcolo e verificadi solai e coperture
Vincenzo Calvo, Elisabetta Scaloraacciaio – calcolo e verifica di solai e coperture
ISBN 13 978-88-8207-528-6EAN 9 788882 075286
Software, 67Prima edizione, ottobre 2013
Calvo, Vincenzo <1978->
Acciaio – Calcolo e verifica di solai e coperture / Vincenzo Calvo, Elisabetta Scalora – Palermo : Grafill, 2013.(Software ; 67)ISBN 978-88-8207-528-61. Coperture [e] Solai in acciaio. I. Scalora, Elisabetta <1981->690.15 CDD-22 SBN Pal0260566
CIP – Biblioteca centrale della Regione siciliana “Alberto Bombace”
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Sommario
IntroduzIone .................................................................................................. p. 7
3. azIone deLLa neve ................................................................................ p. 233.1. Coefficientediformaperlecoperture ................................................... ˝ 23
7. costruzIonI esIstentI In cemento armato o In accIaIo ................................................................................................ p. 56
9. verIfIche agLI statI LImIte uLtImI (sLu) .................................. ˝ 709.1. Resistenzadicalcolodellemembrature................................................. ˝ 70
10. verIfIche agLI statI LImIte dI esercIzIo (sLe) ..................... ˝ 8110.1. Spostamentiverticali.............................................................................. ˝ 8110.2. Spostamentiorizzontali.......................................................................... ˝ 82
11. I soLaI In accIaIo .................................................................................... ˝ 8411.1. Lamodellazionestrutturale ................................................................... ˝ 84
12. InstaLLazIone deL software “coacc – soLaI e coperture In accIaIo agLI statI LImIte” . ˝ 8512.1. Introduzionealsoftware ........................................................................ ˝ 8512.2. Requisitiminimihardwareesoftware ................................................... ˝ 8512.3. Downloaddelsoftwareerichiestadellapassworddiattivazione ......... ˝ 8512.4. Installazioneeattivazionedelsoftware ................................................. ˝ 86
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acciaio – calcolo e verifica di solai e coperture
13. manuaLe d’uso deL software “coacc – soLaI e coperture In accIaIo agLI statI LImIte” . p. 8813.1. SolaieCopertureinAcciaioagliStatiLimite ....................................... ˝ 8813.2. Progetto .................................................................................................. ˝ 88
Ilpresentelibroaffrontailtemadellecostruzioniinacciaiosecondolanuovanormativanazionale,D.M.14gennaio2008“NormeTecnicheper leCostruzioni”, ed inparticolaretrattailcalcoloelaverificadeisolaiinacciaio.
IlsoftwareCoAcc – Solai e Coperture in Acciaio agli Stati Limiteconsentelaverificadisolaiinacciaioadunacampata,pianioinclinati,conilmetododegliStaliLimiteUltimiedegliStatiLimitediEsercizioaisensidelD.M.14gennaio2008–NTC2008.
Ilsoftwareeffettualeverificheaflessioneretta,aflessionedeviataeatagliopergliSLUeleverifichedideformazionepereffettodeglispostamentiverticalipergliSLE.Effettuateleverifiche, il softwaregenera la relazionedicalcoloe ilcomputodell’acciaio,ovvero ilnumerodiprofilatinecessariperlarealizzazionedelsolaioeilpesototaledell’acciaioinkg.
Spessonell’acciaio,oltrealferroealcarbonio,sonopresentialtrielementichehannoloscopodiconferirealmaterialeproprietàparticolari;aggiungendoilmanganeseedilsilicio siottengonoacciaisaldabiliconelevatecaratteristichemeccaniche,aggiungendoilcromo si aumentalaresistenzameccanicaesiriducelacorrosione(acciaiinossidabili),aggiungendoilnichelinveceaumentalaresistenzameccanicaesiriduceladeformabilità.
Lanon omogeneità di distribuzione delle caratteristiche meccaniche nelle sezioni tra-sversali dei profilatièanch’essalegataallaproduzioneindustrialedeglielementi.
ladifferenzadidimensionieformadell’elementoidealeconquelloreale.Leimperfezionigeometriche,comelamancanzadiverticalitàodirettilineità,possonoinfluenzareilcompor-tamentodeglielementistrutturali,edèperquestochelanormativavigenteimponeditenerneconto nell’analisi globale della struttura, in quella dei sistemi di controvento, nel calcolodellemembratureenelleverifichedistabilitàdeglielementisnelli.
1.4.1. Prova di trazioneLaprovaditrazionehaloscopodimisurareleproprietàdiresistenza,deformabilitàed
elasticità dell’acciaio, ovverodetermina i valori della tensionedi snervamento (fy) e del-la tensione di rottura (fu).Viene eseguita su provini opportunamente sagomati e consistenell’applicarealprovinounaforzaassialediintensitàvariabile,primacrescenteepoidecre-scente,sinoallarotturadelprovino.
– il terzoe ilquarto trattosonocaratterizzatidaunacurvacheiniziaconil raggiun-gimentodelladeformazioneεh; inquesta fase simanifesta il fenomenodell’incru-dimento incuisi registraunaumentodelle tensioniconseguenteadunincrementodelledeformazioni, l’incrudimentocontinuafinoallarotturadelprovino,ovveroalraggiungimentodellatensionedirotturafu.
Dal diagramma σ-ε è quindi possibile determinare oltre alla tensione di snervamentoealla tensionedi rotturaanche ilmodulodielasticità tangenzialedell’acciaio(modulodiYoung),cherisulta:
E=tgα
SecondoleNTC2008:“per il diagramma tensione-deformazione dell’acciaio è possibile adottare opportuni modelli rappresentativi del reale comportamento del materiale, modelli definiti in base al valore di calcolo di εud = 0.9 εuk (εuk = Agt)k) della deformazione ultima,
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1. Acciaio
al valore di calcolo della tensione di snervamento fyd ed al rapporto di sovraresistenza k = (ft/fy)k”.
a) bilinearefinitoconincrudimento;b) elastico-perfettamenteplasticoindefinito.
Neldiagrammabilinearefinitoconincrudimentosiconsidera,alraggiungimentodellatensione di snervamento, un incremento della resistenza dell’acciaio al crescere delladeformazione.
pire,conunmartellosospeso,unprovinocheècostituitodaunabarraasezionerettangola-reconunintaglionellapartecentrale,durantelaprovasiregistral’energianecessariaallarotturadelpezzo,cosicchésipotràdefinireiltipodirottura,seduttileofragile(vedi figura pagina seguente).
1.4.4. Prova di piegamentoLaprovadipiegamentohaloscopodicontrollarel’attitudinedelmaterialeasopportare
❱ 2.1. Quadro normativo Prima dell’entrata in vigore del d.m. 14 gennaio 2008Lanormativadiriferimentoperilcalcolodellestrutture,primadell’entratainvigoredel
D.M.14gennaio2008,“NormeTecnicheperleCostruzioni”(NTC2008)era: – Legge 5 novembre 1971, n. 1806 “Norme per la disciplina delle opere di conglomera-
to cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica”; – Legge 2 febbraio 1974, n. 64 “Provvedimenti per le costruzioni con particolari pre-
scrizioni per le zone sismiche”: nella quale si codificano i carichi ed i sovraccarichi sulle costruzioni e le norme sismiche per le costruzioni in zona sismica;
– Decreto ministeriale 9 gennaio 1996 “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche”;
– D.M. 16 gennaio 1996 “Norme tecniche relative ai criteri per la verifica delle costru-zioni e dei carichi e sovraccarichi”;
– D.M. 16 gennaio 1996 “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche”; – D.M. 14 settembre 2005 “Norme Tecniche per le Costruzioni” (NTC 2005).IlcriteriodiverificamaggiormenteutilizzatoinItaliasinoal01/07/2009,entratainvigo-
Aisensidel§2.7delD.M.14gennaio2008leverifichealletensioniammissibilisonoutilizzabili:“Per le costruzioni di tipo 1 e 2 e Classe d’uso I e II, limitatamente a siti rica-denti in Zona 4, è ammesso il Metodo di verifica alle tensioni ammissibili. Per tali verifiche si deve fare riferimento alle norme tecniche di cui al D.M. LL. PP. 14.02.92, per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL. PP. 20.11.87, per le strutture in muratura e al D.M. LL. PP. 11.03.88 per le opere e i sistemi geotecnici.
Le norme dette si debbono in tal caso applicare integralmente, salvo per i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico, per i quali valgono le prescrizioni riportate nelle presenti norme tecniche.
Le azioni sismiche debbono essere valutate assumendo pari a 5 il grado di sismicità S, quale definito al § B. 4 del D.M. LL. PP. 16.01.1996, ed assumendo le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL. PP. citato, nonché alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e relativi allegati”.
devonopossedereiseguentirequisiti: – sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU):capacitàdievitarecrolli,perditediequilibrioedissestigravi,totalioparziali,chepossanocomprometterel’incolumitàdelle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danniambientaliesociali,ovverometterefuoriserviziol’opera;
– sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): capacitàdigarantirelepre-stazioniprevisteperlecondizionidiesercizio;
– robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacitàdievitaredannisproporzionatirispettoall’entitàdellecauseinnescantiqualiincendio,esplosioni,urti.
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2. Riferimenti normativi
❱ 2.4. stati limite ultimi (slu)PerStatoLimiteUltimosiintendequelvaloreoltreilqualelastrutturacollassa.IprincipaliStatiLimiteUltimi(§2.2.1NTC2008)sono:a) perditadiequilibriodellastrutturaodiunasuaparte;b) spostamentiodeformazionieccessive;c) raggiungimentodellamassimacapacitàdiresistenzadipartidistrutture,collegamen-
❱ 2.6. valutazione delle sicurezzaNelmetodosemiprobabilisticoaglistatilimite,lasicurezzastrutturaledeveessereveri-
ficatatramiteilconfrontotralaresistenzael’effettodelleazioni.Perlasicurezzastrutturale(§2.3NTC2008),laresistenzadeimaterialieleazionisonorappresentatedaivaloricaratte-ristici,Rki e Fkjdefiniti,rispettivamente,comeilfrattileinferioredelleresistenzeeilfrattile(superioreoinferiore)delleazionicheminimizzanolasicurezza.Ingenere, ifrattilisonoassuntiparial5%.Perlegrandezzeconpiccolicoefficientidivariazione,ovveropergran-dezzechenonriguardinounivocamenteresistenzeoazioni,sipossonoconsiderarefrattilial50%(valorimediani).
struzione, lacuivariazionedi intensitànel tempoècosìpiccolae lentadapoterleconsiderareconsufficienteapprossimazionecostantineltempo: – peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando
Nelladefinizionedellecombinazionidelleazionichepossonoagirecontemporaneamen-te,iterminiQkjrappresentanoleazionivariabilidellacombinazione,conQk1azionevariabi-ledominanteeQk2,Qk3,…azionivariabilichepossonoagirecontemporaneamenteaquelladominante.LeazionivariabiliQkjvengonocombinateconicoefficientidicombinazioney0j,y1j e y2j,icuivalorisonofornitinellaseguentetabella,peredificicivilieindustrialicorrenti.
Valori dei coefficienti di combinazioneTabella 2.5.I – NTC 2008
❱ 2.9. le combinazioni delle azioniLeverificheaglistatilimitedevonoessereeseguitepertuttelepiùgravosecondizionidi
caricochepossonoagiresullastruttura,valutandoglieffettidellecombinazionidicarico.AisensidelleNTC2008(§2.5.3)siavrà: – Combinazione fondamentale, impiegata per gli SLU:
Per leverificheneiconfrontidello stato limiteultimodiequilibriocomecorpo rigido(EQU)siutilizzanoicoefficientiparzialiγFrelativialleazioniriportatinellacolonnaEQUdellaTabella2.6.IdelleNTC2008.