Ho già pubblicato un programma per il calcolo della pressione del vento del titolato "Calcolo della pressione del vento secondo DM 2018".
Questo programma calcola la pressione vento in funzione della località, della altezza e della distanza dal mare.
Ma la forza con cui questa pressione impatta sugli oggetti dipende dalla forma dell'oggetto e non solo.
Questa resistenza si traduce nel calcolo dei coefficienti Cp che sono normati in dettaglio dalla UNI CNR-DT 207/1008 (poi ripresi, in parte, dalle NTC 2018).
Dalla lettura si percepisce da subito, una certa complessità nella gestione dei coefficienti forma.
Il caso più evidente è il calcolo delle tettoie dove compare un "grado di bloccaggio" e un baricentro delle pressioni posto a 1/4 della copertura anzichè nel centro della tettoia.
Questi dettagli, che in passato non esistevano, complicano parecchio il calcolo e ci fanno anche dubitare un po' sulla necessità di tanta complicazione.
Ma perchè è così complicato calcolare la resistenza al vento degli oggetti?.
Il problema è che la CNR-DT 207/1008 costituisce una sintesi di una complessità ancora maggiore sviluppata in ambito aeronautico applicato al campo delle costruzioni.
Per campire quanto è complessa questa problematica proviamo ad esaminare il calcolo della resistenza di un carrello di aereo con le formule aeronautiche.
Calcolo resistenza all'aria di un tubo d=10 cm, lunghezza 1 m, velcità velivolo 100 km/h
Tradotto in un foglio excel:
La resistenza del tubo risulta di 3,92 kg.
Questa dipende:
- dal numero di Reynold (Re=190206) che a sua volta dipende dalla velocità, dalla viscosità dell'aria e dalla densità dell'aria.
- dalla densità dell'aria varia in funzione della quota.
- dal coefficiente dinamico CD che varia tra 1,2 a 0,8 a seconda del rapporto lunghezza/diametro ma con numero di Reynold compreso tra 1000 e 100000.
Ricordiamoci che stiamo calcolando la resistenza di un semplice tubo diametro 10 cm lungo 1 m in regime laminare.
Se il flusso dell'aria fosse più veloce (regime turbolento) tutte quelle formule sarebbero diverse.
Ora è evidente che tutta questa complessità non è umanamente gestibile per le costruzioni civili.
E' necessaria una esemplificazione che le NTC 2018 e UNI hanno cercato di dare.
Ma il vento non lo sa e continua a comportarsi allo stesso modo sia se impatta sul carrello di un aereo sia se impatta sulle costruzioni civili.
Quindi lo scopo del foglio che ho postato non è tanto un calcolo rigoroso e assoluto degli effetti del vento (cosa, a mio avviso, piuttosto difficile e complicata), quanto piuttosto uno studio condiviso delle formulazioni della CNR per capire dove portano e, soprattutto, come applicarle alle costruzioni.
Si fa notare, ad esempio, che le NTC hanno si recepito le indicazioni della CNR-DT 207/1008 sul baricentro delle pressione a 1/4 dal bordo, ma si sono ben guardati dal dire come fare. Una eventuale distribuzione delle pressioni di tipo parabolico raggiunge sì lo scopo, ma comporta che le terzere della copertura vicino al bordo devono essere calcolate per una pressione locale di 4 o 5 volte superiore a quella media. Quindi la questione non è di poco conto.
Ciao a tutti
