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Predimensionamento delle strutture in cemento armato. Formule e regole. Solai, travi, pilastri.

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Regole empiriche per il dimensionamento di strutture normali di fabbricati per civili abitazioni:

Solai in cemento armato: spessore 1/25 -1/30 della luce ;  per solai  di 5/6 metri spessore da 20 a 24 cm.

 

Travi altezza pari ad 1/10 della luce, Larghezza 0.5/0.7 H. ad esempio una trave di 5 m. avrà sezione 30 x 50

 

Trave a spessore a doppia armatura da impiegare per luci non superiori a 20/25 volte lo spessore del solaio, la larghezza B deve essere non superiore a 5 VOLTE lo spessore del solaio, le armature vanno concentrate in corrispondenza alla larghezza dei pilastri su cui poggiano

Sporti tipo solaio H= 1/10 della luce di sporto

Nella progettazione i pilastri in pianta vanno distribuiti con interasse compreso tra i 3 ed i 6 metri con valore desumibile dalle superfici di influenza assegnando una sigma di 40/45 kg/cmq per i pilastri interni ,per quelli esterni e d’angolo si considera sigmac = 30/35 kg/cmq

PER I PILASTRI sezioni ai vari livelli : Piano più alto sez min 25x25 o 25x30 o 30x30 : per ogni piano sottostante si aumentano le dimensioni di 5 cm.

PREDIMENSIONAMENTO DELLE ARMATURE

a) Pilastri a sforzo normale 0.03% o 0.06 max 0.5%  della sez di calcestruzzo strettamente necessaria

b) per le travi 0.15%  Af= M/0.9x hx sigma A  dove m=pl^2/12  h= 1/10 x L

E’ possibile in via pratica e preliminare definire la quantità di armatura con cui armare una trave in mezzeria  con la seguente regola pratica in base alla caratteristica dell’acciaio impiegato,del carico unitario di sollecitazione ed alla luce della trave, espressa in metri; fissato il tipo di acciaio si evidenzia una proporzionalità diretta tra il diametro della barra di armatura ed il carico “p” con un coefficiente di proporzionalità Ko=1000/10.2 x  1900(sigmaA)= 0.0519

Af= n x 0.0519 x p n =  luce trave in metri.

Esempio : trave da 5 metri sez 25x50 con carico di 1000 kg/m  pari a 10 lg/cm, (in mezzeria Mf= 1/12pxl^2)

armatura prevista Af= 5(L)x 0.0519 x 10(cariconin kg/cm)=2.6 cmq.

Per carico di 2500kg/m = 25 kg/cm e luce di 5 ml. --> af =5 x 0.0519 x 25 = 6.48 cmq

 Per una trave  l=6.5m  e carico 3200 kg/m= 35 kg/cm

si ha : Af= 6.5 x 0.0519 x 32=  10.79 cmq.

Numero dei ferri di armatura dello stesso diametro e pari alla luce della trave

 è Af= n x 0.0519 x p (= luce =numero ferri)

che da la quantità di armatura nella sezione, ora  dividendo per la luce il valore Af/n= 0.0519x p(carico)

es luce 4 metri carico,2000 kg/m =20 kg/cm

segue Af/4= 0.0519 x 20 = 1,038 cmq=> 1fi 12

la  sezione va armata con 4 fi 12.-

 

  Kw= 1000/( 10.2 x 6fe) coefficiente per determinare l’armatura complessiva della sezione

Nell’applicazione delle formule empiriche  definite si tenga in conto  che sono state adottate le seguenti ipotesi :

1) vincolo= semincastro (mf= 1/12 pl^2)

2) altezza delle  Travi H=1/10 luce

3) carico variabile tra 1000 e 3000 kg/m

4) la tensione nell’acciao 1900 kg/cmq

 Sul CARICO “P” : il carico che interviene nelle nostre formule per il calcolo dell’armatura nella sezione della trave  dipende e si calcola considerando il carico complessivo unitario [(g+q) (400+200 =600)] x la larghezza di pertineza della trave.

   Esempio se l’interasse di solaio che scarica sulla trave è di 4m. il carico unitario complessivo sarà 4x600= q = 2400 Kg/m cui si aggiunge il peso proprio della trave ( .25x.5x1x 2500= 312 kg/m) pari a 2400+312 =2912 kg/m paria a 29.12 kg/cmà 30 kg/cm.

 Trovato il carico possiamo applicare  la Af= 0.0519x q

 Af/mluce =0.0519 x 30=1.55 cmq à 1 fi 14, visto che la luce è di ml.4 per l’intera sezione occorrono 4 fi14 ;

parimenti se l’interasse dei pilastri adiacenti alla trave è 6 ml. il carico di pertinenza sarà 600 x 6 + 400 =4000 kg/mà40 kg/cm allora Af7ml =0.0519 x 40 = cmq 2.07=1 fi16 per ogni metro di luce della trave.

Per le travi perimetrali : il calcolo  del carico che interviene nelle formule empiriche è VARIABILE (DA 800 A 3500 KG/ML) a seconda che risultino caricate  da murature, scarico di solaio ,scarico di sporti peso trave ecc.

Con quanto precisato possiamo ancora dire empiricamente :

che a seconda della luce della trave e dei carichi “p”

-per la trave di luce 4 m l’armatura l/2 è 4fi 14 ;

  • “ “ 6“        “         6  fi16 ;
  • “ “       8”        “         8 fi 18

per travi  di luce dispari si intercalano i diametri.

Per le TRAVI IN SPESSORE DI SOLAIO LE ARMATURE  trovate per la zona tesa vengono amplificate di 2 o 3 volte rispetto ad un atrave calante di analoga luce ( è il rapporto tra una trave calante e lo spessore del solaio.-

 

PREDIMENSIONAMENTO DI UN SOLAIO

-H solaio =1/25 della luce.

-per ogni nervatura di interasse 50 cm

  • Af= 0.00497 x L (cm)= 0.5 l(ml)

questa formula empirica prevede :

-1 un carico complessivo di 650 kg/ml di striscia di solaio di un metro, nel caso nostro le nervature da armare son di 0.5 ml per cui il carico diventa di 325 kg/ml pari a à 3.25 kg/cm ;

-2 una tensione ammissibile di 1600 kg/cmq nell’acciaio

3- lo spessore del solaio  H=1/25 l

 per cui la  Af= M/0.9xHx sigmaA=  (25x3.25 xL)/(12 x .35 x 1600 ) = 0.00497 x l (cm) meglio = 0.5 L (ml).

 per impiego di armature FeB38K sigma A= 1900

AF= 0,42 L(m)

PER GLI SPORTI

 h=1/10,M= 1/12x PL^2 CON P= 375 KG/M Paria a -à3.75 kg/cm

 su fascia di 0.5 m e sigma ferro =1900

 si utilizza  la formula Af= 1.2x L(ml) 

 TRAVE

 H= 1/10 L

Af= 0.0519x P

 SOLAIO

 h= 1/25 L

AF= 0.5 L(m)

 SPORTI

 H= 1/10 L

Af= 1.2 L (M)

 

 Af min=0.07 x H cmq al metro.

Ý

TERRENO DI FONDAZIONE (NORMATIVA IN ZONA SISMICA)

5.2.2. PG88

INDAGINE GEOGNOSTICA DEL TERRENO:

morfologia

stratigrafia esituazione litologica

caratteristiche idrogeologiche egeotecniche del terreno

EFFETTI SISMICISULLE CONDIZIONI STATICOFISICHE DEL TERRENO

I fenomeni:

  1. riduzione della portanza
  2. insorgenza di cedevolezza in terreni incoerenti e non ancora consolidati
  3. insorgenza liquefazione soprattutto in terreni di deposito coesivo saturi di acqua; effetto totale perdita di portanza estesa o localizzata (collasso totale o parziale). I terreni più soggetti a liquefazione: - terreni con falda freatica superficiale (sopra i 6-7 mt di profondità

      - terreni a granulometria medio-piccola                  

      - terreni  sabbiosi con densità relativa < del 40%      sono affidabili se la dr è > 70%

      - tutti i terreni con capacità Portante < 2 Kg/cmq

     si sconsiglia l’edificabilità inzona sismica su 

     terreni  soggetti a fenomeni di liquefazione.

      Se il fenomeno è di lieve entità bisogna compattare il terreno con  compattazione, vibroflottazione,inserimento di pali di sabbia o ghiaia e riduzione permanente del livello della falda.

In tal caso le opere di fondazione devono avere forma regolare e devono avere la opportuna rigidità; il soprastante edificio deve essere SIMMETRICO per forma e per pesi.

4.Fenomeni di instabilità dei pendii, azioni dell’evento sismico:

- spinta sismica che modifica la stabilità preesistente

- riduzione della coesione e della portanza.

    Effetti : -a) pendio molto scosceso ,il terreno si frattura formando a valle una zona di riporto a minor inclinazione,l’indagine deve appurare se il terreno è soggetto a franare evitare lesioni  e dissesti alle strutture  o evitare chela frana investi ol’edificio

                        -b pendio  di media inclinazione, il terreno smotta a valle  in zolle compatte  con movimenti di traslazione e di rotazione ; effetti crolli e lesioni gravi;

               -c) pendio di media e bassa inclinazione,

se interreni sono soggetti a liquefazione, questi tendono a scorrere a valleper trovare un nuovo equilibrio nessuna costruzione sul pendio o a valle dello stesso.

Attenzione alla presenza di linee di farttura !!!!!

 A monte dei pendii

- alleggerimento  della zona a monte,modifica del profilo

-protezione idraulica a monte del pendio: cunette di guardia ed altre opere

- stabilizzazione della base del pendio ,gabbioni, muri di controripa, rilevati in terra con opportuna copertura con vegetazione

- consolidamento del terreno: bonifica idraulica,pozzi e gallerie, microdrenaggi, miscele stabilizzanti, protezione del pendio.

Madera Ing. Vincenzo
Author: Madera Ing. VincenzoEmail: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Ingegnere Civile

Laureato all'Università degli Studi di Firenze, dal 2014 co-titolare dello Studio Madera.
Esperto in strutture, impianti, urbanistica ed edilizia.
Tra i clienti annovera: Unicef, Coca Cola, Credit Suisse.

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