Tramezzi e carichi concentrati

FG76

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Ciao a tutti,

Scrivo per avere un vostro parere. L'interessato si sta documentando presso chi di competenza ma, dato che sono ingegnere meccanico (non me ne vogliate), mi ha chiesto un parere.

Siamo a Siracusa, palazzo metà anni 70 da 6piani, terrazza proprietà esclusiva in origine tutta piana .

Stratigrafia: 16+4 - 5 polistirolo - 22 argilla espansa - 7 magrone - guaina - 3 massetto - 3 piastrelle in cemento. Peso stimato 730 kg/mq.

È stata effettuata una ripavementazione sostituendo 3 massetto + 3 cemento con 4 argilla+2 tra livellamento e gres. Peso stimato 655 kg/mq.

Alleggerimento stimato 3950 kg



Durante i lavori sono stati inseriti dei muretti bassi sp. 20cm h50 cm con peso lineare di 330kg/m. Il peso degli stessi è inferiore al totale risparmiato. Questi tramezzi non poggiano su elementi strutturali, ma si trovano in pieno solaio.



Qui il dubbio: come si calcola il tutto?

Il comportamento sismico dell'edificio dovrebbe essere rimasto invariato (variazione di peso totale - 500kg baricentro +12mm su un solaio da 600mm).

La verifica locale della struttura come si dovrebbe eseguire? Mi sembra di capire che il peso si dovrebbe distributore su tutto il solaio (quindi ritorniamo al caso precedente) ma mi è sorto il dubbio se non sia necessaria una verifica locale dato che il carico non è effettivamente "distribuito"



Grazie a chi mi saprà rispondere
 
Ti riporto un estratto dell'articolo 3.1.3 delle NTC18:
Per gli orizzontamenti degli edifici per abitazioni e per uffici, il peso proprio di elementi divisori interni potrà essere ragguagliato
ad un carico permanente uniformemente distribuito g2, purché vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare una adeguata
ripartizione del carico. Il carico uniformemente distribuito g2 potrà essere correlato al peso proprio per unità di lunghezza
G2 delle partizioni nel modo seguente:
- per elementi divisori con G2 ≤ 1,00 kN/m : g2 = 0,40 kN/m²;
- per elementi divisori con 1,00 < G2 ≤ 2,00 kN/m : g2 = 0,80 kN/m²;
- per elementi divisori con 2,00 < G2 ≤ 3,00 kN/m : g2 = 1,20 kN/m²;
- per elementi divisori con 3,00 < G2 ≤ 4,00 kN/m : g2 = 1,60 kN/m²;
- per elementi divisori con 4,00 < G2 ≤ 5,00 kN/m : g2 = 2,00 kN/m².
Gli elementi divisori interni con peso proprio maggiore di 5,00 kN/m devono essere considerati in fase di progettazione, tenendo
conto del loro effettivo posizionamento sul solaio.
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Prova a vedere se ti ci ritrovi.
 
Aggiungo che:

1) Se il tramezzo è posizionato sopra un travetto, ovvero parallelamente ad esso, il carico del tramezzo graverà principalmente sul predetto travetto, il quale dovrà essere dimensionato utilizzando il carico lineare effettivamente agente e non quello uniformemente distribuito derivante dai calcoli effettuati;
2) Se il tramezzo è ortogonale al travetto, dovrà essere applicata una forza puntuale sul travetto, ottenuta moltiplicando il carico lineare effettivamente agente per l’interasse dei travetti del solaio;
3) Se il tramezzo grava direttamente su una trave, il carico dovrà essere considerato uniformemente distribuito sulla trave che lo sostiene;
4) Se il tramezzo è posizionato sull’estremità di uno sbalzo, come ad esempio nel caso dei parapetti dei balconi, il carico dovrà essere considerato agente sulle estremità dei travetti dello sbalzo (o della soletta piena se lo sbalzo risulta essere realizzato con una soletta in c.a.) come forza puntuale applicata sul travetto, ottenuta moltiplicando il carico lineare effettivamente agente per l’interasse dei travetti dello sbalzo.​
 
Ti riporto un estratto dell'articolo 3.1.3 delle NTC18:
Per gli orizzontamenti degli edifici per abitazioni e per uffici, il peso proprio di elementi divisori interni potrà essere ragguagliato
ad un carico permanente uniformemente distribuito g2, purché vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare una adeguata
ripartizione del carico. Il carico uniformemente distribuito g2 potrà essere correlato al peso proprio per unità di lunghezza
G2 delle partizioni nel modo seguente:
- per elementi divisori con G2 ≤ 1,00 kN/m : g2 = 0,40 kN/m²;
- per elementi divisori con 1,00 < G2 ≤ 2,00 kN/m : g2 = 0,80 kN/m²;
- per elementi divisori con 2,00 < G2 ≤ 3,00 kN/m : g2 = 1,20 kN/m²;
- per elementi divisori con 3,00 < G2 ≤ 4,00 kN/m : g2 = 1,60 kN/m²;
- per elementi divisori con 4,00 < G2 ≤ 5,00 kN/m : g2 = 2,00 kN/m².
Gli elementi divisori interni con peso proprio maggiore di 5,00 kN/m devono essere considerati in fase di progettazione, tenendo
conto del loro effettivo posizionamento sul solaio.
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Prova a vedere se ti ci ritrovi.

Ho dato un'occhiata alla NTC e avevo trovato pure io questa indicazione, ma ho un dubbio: questa trasformazione da carico lineare a carico distribuito penso sia riferita al caso di nuove costruzioni o laddove si voglia assumere una qualsiasi distribuzione di tramezzi, o sbaglio?
nel nostro caso, di conseguenza, assumendo un carico distribuito di 1.6kN/m^2 si verificherebbe per qualsiasi distribuzione attuale e/o futura di tramezzi con peso lineare fino a 4kN/m.

mi domando se sia possibile, dal punto di vista normativo, verificare lo stato di fatto? La posizione dei carichi è ben definita e qualsiasi nuova modifica necessiterebbe di ulteriori indagini. Ci si ridurrebbe quindi al caso descritto da Gastab?

Grazie
 
Sicuramente è richiesta una certa capacità da parte del progettista di capire la validità della redistribuzione di carichi lineari in carichi uniformi.
La tabella di normativa è un'indicazione per orientarsi. Anche io ho sempre nutrito dei dubbi e capisco bene che il normatore abbia comunque voluto trovare una semplificazione ai calcoli che facciamo tutti i giorni. Forse quei valori sono più utili per chi calcola le travi più che per chi calcola il solaio.
Se vuoi avere il cuore in pace l'unica è seguire il percorso dei carichi e riportarli sui travetti come ha indicato gastab.
 
Ok grazie, un'altra domanda:
la verifica potrebbe essere condotta paragonando lo stato attuale alla condizione pre intervento?
Lo chiedo per non dover andare a prendere i progetti dell'edificio

P.S. La posizione di travi pilastri e travetti è nota, ma non la quantità di ferro usato o la classe di resistenza del calcestruzzo
 
Ok grazie, un'altra domanda:
la verifica potrebbe essere condotta paragonando lo stato attuale alla condizione pre intervento?
Lo chiedo per non dover andare a prendere i progetti dell'edificio

P.S. La posizione di travi pilastri e travetti è nota, ma non la quantità di ferro usato o la classe di resistenza del calcestruzzo
consiglio, vista la disposizione nota dei nuovi elementi, di verificare anche con semplici schemi piani, come indicato da gastab.

ovviamente avere contezza di quantità di armatura e materiali sarebbe quantomeno il minimo sindacale, se facessi io l'intervento.

un altro ragionamento che puoi fare è trovare i diagrammi di sollecitazione su travi e travetti e confrontarli con i diagrammi precedenti, e vedere di stare sempre sotto, ma resta il fatto che non puoi fare le verifiche alle attuali norme vigenti.

quello che ti consiglio è di fare un progetto simulato con la norma dell'epoca di costruzione e stimare la quantità di armatura in travi e travetti, come se fossi stato il collega del tempo. poi con quelle armature e dei materiali tipici per la tua zona e il tuo periodo di riferimento, applicati i fattori di confidenza (vedi cap.8 ntc) esegui le verifiche con la nuova configurazione di carico
 
scusate della solita mia promessa aleatoria, ma se lo ritrovo (perché il sito buildup.it della Pittini ferriere Nord non c'è più) posto un articolo pubblicato su un Notiziario Pittini, mi pare di una ricerca fatta all'Università di Cagliari, in cui si dimostra che il carico equivalente proposto dalle NTC per i tramezzi non è per niente conservativo
 
Vi stupite se qualche collega quella indicazione nemmeno la applica.?
Uno mi ha risposto "ma con il permanente e l'accidentale moltiplicato per i relativi coefficienti che applichiamo, secondo te non siamo già abbastanza a favore di sicurezza?".
 
Scusate l'assenza, ho fatto un po' di prove. Nell'immagine allegata le cinque combinazioni per determinare le sollecitazioni sui travetti ante intervento. Campate, centro-centro trave, da 4910 mm e 5740 mm; G=274.5 kg/m Q=80 kg/m.

Combinazione solai.jpg
Le ultime due probabilmente sono troppo conservative, ma ho letto che potrebbero essere utilizzate per ricavare il massimo momento negativo e positivo.

Il callout del momento è relativo alla combinazione 3 (13.1 kNm - trave continua) e 4 (19.6 kNm - trave appoggiata)

Considerando uno spessore del solaio di 200 mm e 10 mm di copriferro (non sono riuscito a trovare indicazioni relative al 1974) la quantità di acciaio, per le due combinazioni scelte, dovrebbe essere:

[math]A_s=M/(0.9 d f_y) = 13.1*10^6Nmm / (0.9 * 190 m *255 MPa) = 3.00 cm^2[/math][math]A_s=M/(0.9 d f_y) = 19.6*10^6Nmm / (0.9 * 190 m *255 MPa) = 4.50 cm^2[/math]
Entrambe le quantità mi sembrano un po' eccessive, non trovate?

Passando al calcolo della larghezza dei travetti, considerando un Sc = 9,7 N/mm2 e ipotizzando una minima armatura in compressione

[math]b = M* r^2/d^2 = 13.1*10^6 Nmm * 0.789^2/190^2 = 225.9 mm[/math][math]b = M* r^2/d^2 = 19.6*10^6 Nmm * 0.789^2/190^2 = 338mm[/math]
Queste ultime sono invece palesemente irreali, ma non riesco a capire dove sbaglio.
 
Ci sono molti numeri che non quadrano.
Sei ingegnere meccanico, quindi sei perdonato.
In primo luogo chiarezza sui carichi che vanno distinti in peso proprio, permanenti e variabili
Nel tuo caso i carichi dovrebbero essere approssimativamente i seguenti
- peso proprio solaio 16+4 = 260 kg/m2
- permanenti non strutturali comprese le tamponature = 320 kg/m2
- variabili = 200 kg/m2
Ogni travetto prende il carico proporzionalmente alla sua larghezza. Supponiamo 50 cm
Quindi ogni travetto avrà i seguenti carichi allo SLU
- peso proprio (260*0,5)*1,3 = 261 kg/m
- permanenti (320*0.5)*1,5 = 240 kg/m
- variabili (200*0,5)*1,5 = 150 kg/m
Per un totale di 651 kg/m allo SLU
Per il calcolo dei solai, in genere, si tiene conto di un minimo di incastro sui bordi.
Senza calcolare la struttura in modo esatto si può considerare i seguenti momenti:
- campata +(p*L^2)/12
- appoggi -(p*L^2)/12
Analizziamo la sezione centrale in campata del solaio L= 5,74 m
- Momento campata = 651*5,74^2/12 = 1787 kgm (SLU)
Per verificare la sezione non si usano le formule che hai indicato, ma occorre un programma tipo Gelfi.
La sezione è a T larga 50 e alta 20. La verifica è questa sotto ipotizzando almeno 1d12+1d14
Verifica MR = 1906 kgm > 1787
Se c'è meno di questa armatura ipotizzata la sezione non è verificata.
La resistenza dell'acciaio SLU è 3913 kgm non 2550.
Ciao

Verifica.jpg
 
Ultima modifica:
Ok, chiaro per le sollecitazioni ma per la sezione ho dei dubbi (non avendo studiato la materia)
- non credo che negli anni 70 abbiano usato programmi, che formule si usavano?
- 255 MPa sono riferiti agli anni 70, quanto ho capito non si arrivava a 391 MPa per i calcoli, o sbaglio?
- bisogna includere la soletta (le ali della T) nel calcolo? Pensavo si considerasse solo la sezione rettangolare travetto+spessore soletta

Grazie
 
I ferri più usati degli anni 70 erano:
- FeB32 k liscio con snervamento a 3200 kg/cm2
- FeB44k Nervato cono snervamento 4300 kg/cm2
Attualmente si usa B 450C con snervamento 4500 kg/cm2
Quindi, la prima cosa da fare è controllare se si tratta di ferro liscio o nervato.
Se è nervato la resistenza è pressochè identica a quello attuale.
La tensione che hai usato tu 2550 kg/cm2 è corretta ma va usata con Calcolo alle Tensioni Ammissibili e non con calcolo agli stati limite.
Negli anni 70 travi e solai si calcolavano proprio come ti ho indicato, cioè con Momenti fittizi tipo P*L^2/12
In ogni modo, anche se quella struttura è stata calcolata negli anni 70, per gli interventi che fai oggi devi applicare il metodo degli stati limite e le normative attuali.
La formula Af = M/(0,9*d) è approssimata e valida solo per flessione semplice. Non vale per la pressoflessione, nè per le verifiche di resistenza della sezione.
Una sezione a T ha una portata di gran lunga superiore ad una sezione rettangolare. Se non si considerano le ali, quella sezione ha una portata alquanto limitata.
Più in generale ci sono delle differenze sostanziali tra il metodo di calcolo dei pezzi meccanici (con la tensione Von Mises su modellazione volumica) e il metodo di calcolo delle strutture civili (con le sollecitazioni De Saint Venant e modellazione a telaio con elementi plate).
Sono teorie e metodi differenti. Qualche volta ne parlerò più approfonditamente nel dettaglio.
Gli ingegneri meccanici continuano ad utilizzare il metodo delle Tensioni Ammissibili mentre, per noi civili, questo metodo non è più utilizzabile perchè incompatibile con la nuova filosofia degli stati limite.
Questo aumento ancora di più la distanza tra il modo di calcolare degli ingegni Civili dal modo utilizzato dai meccanici.
Io sono civile, ma ho calcolato anche dei pezzi meccanici per questo conosco le differenze.
Ho comprato Ansys e quando ho fatto il corso (unico civile tra tanti meccanici) mi guardavano come un marziano.
Ciao.
 
Ciao, grazie per i commenti. Ho dato un'occhiata alla differenza tra Tensioni Ammissibili e Stati Limite e ho capito quanto segue:
La verifica agli stati limite ultimi beneficia del comportamento plastico dei materiali, quello delle tensioni ammissibili no. Il primo (tensioni) è usato per lo stato limite di esercizio, il secondo per lo stato limite ultimo.
Io stavo cercando di risalire alle dimensioni dei travetti e ai ferri usati conoscendo le sollecitazioni, spessore solaio (200mm) e interasse (400mm) e ipotizzando il calcestruzzo più basso indicato in normativa (300kg/cm^2)
Ho capito che negli anni 70 si usavano le Tensioni ammissibili, quindi il calcolo da me utilizzato dovrebbe essere corretto. Sono i carichi ad essere non corretti perché non dovrei usare i fattori parziali per G e Q, ottenendo di fatto un calcolo allo Stato Limite di Esercizio, giusto?

La formula è approssimata ma, mi sembra, molto in voga all'epoca. Per i ferri dei travetti dovrebbe andare bene, no?

Per quanto riguarda i calcoli meccanici: di solito progettiamo "a snervamento" in quanto i componenti devono sempre rimanere utilizzabili (stati limite di esercizio)
Quando progettiamo a rottura usiamo sempre le tensioni e non le deformazioni (a differenza dei civili per lo stato ultimo). Ad esempio sollevamenti marcati CE.
Le progettazioni su "deformazioni plastiche" sono rare essendo molto onerose. Attualmente mi è capitato solo per progetti in ambito militare e casi di carico assimilabili agli Stati Ultimi
 
Io stavo cercando di risalire alle dimensioni dei travetti e ai ferri usati conoscendo le sollecitazioni, spessore solaio (200mm) e interasse (400mm) e ipotizzando il calcestruzzo più basso indicato in normativa (300kg/cm^2)

La procedura corretta per verificare il solaio è la seguente (indipendentemente da come è stato calcolato in passato):
- misurare con precisione lo spessore del solaio (20 cm mi sembrano scarsi per un solaio di 5,74 m) e lo spessore della cappa. Anche un cm in più aiuta molto la resistenza.
- misurare l'interasse dei travetti e i ferri del singolo travetto mediante asportazione del copriferro. Controllare se il ferro è liscio o nervato per capire che tipo di ferro è, numero barre e diametro al centro solaio sotto e numero di barre e diametro sopra all'appoggio intermedio.
Con questi dati ripeto, da rilevare sul posto, si può procedere ad una valutazione della resistenza.
Il metodo di calcolo da usare è quello agli Stati Limite
Ti riporto il commento della Circolare esplicativa delle NTC 2018 punto C1 che dichiara espressamente che il metodo delle tensioni ammissibili non è più ammesso (indipendentemente da come il solaio è stato calcolato in passato).

Tensioni Ammissibili.jpg

Ma, nel caso del solaio, ti informo che i due metodi (Stati Limite e Tensioni Ammissibili) portano ad un risultato analogo. Per cui se il solaio è stato calcolato correttamente alle Tensioni Ammissibili, questo sarà verificato anche agli SL
Nel calcolo sommario che ho proposto in precedenza abbiamo riscontrato una necessita di almeno 1d12+1d14 per ogni travetto nella parte sotto ipotizzando un interasse di 50 cm
Se l'interasse è 40 come hai affermato dopo, probabilmente la necessità di acciaio si riduce ad almeno 2d12 (bisogna rifare i conti, ma il risultato sarà quello).
Quindi, in definitiva quel solaio ha bisogno di almeno 2d12 sotto per essere verificato.
Analogamente ha bisogno di 2d12 minimo al negativo, sopra gli appoggi.
Ciao.
 

Allegati

  • Tensioni Ammissibili2.jpg
    Tensioni Ammissibili2.jpg
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Ciao,
20 cm sembrano pochi anche a me. Sono però compatibili con i requisiti dell'epoca: spessore almeno 1/30 della luce. Abbiamo quindi travetti (tralicciati, questo lo sappiamo) da 16 + cappa non armata da 4 cm interasse 40cm.
Per il sondaggio la vedo dura, se non impossibile.
L'idea era risalire ai ferri "minimi" calcolando le sollecitazioni, ed effettuare le verifiche post intervento su questi materiali "minimi".
Mi sa che l'unica sarà prendere i progetti depositati

Riguardola larghezza del travetto che dici? All'epoca erano considerate pule le ali-soletta?
 
Ho fatto un po' di ricerca e, secondo il mio modestissimo parere, i travetti delle due campate dovrebbero avere i seguenti ferri:
- campata maggiore 5740 mm -> 2 Ø 12
- campata minore 4910 mm -> 2 Ø 10

Sono giunto a queste conclusioni con le seguenti ipotesi:
- I carichi effettivi (conosciamo la stratigrafia) sono: permanenti 274.5 kg/m e accidentali 80 kg/m. Non ho considerato variabili perchè nessun terrazzo dell'edificio prevede murature/altro, ipotizzo quindi che non siano stati considerati nel progetto originale.
- I ferri devono essere ad aderenza migliorata Fe B 44. Per poter utilizzare del FeB32 liscio nella campata maggiore sarebbero necessari 2xØ16 - (difficilmente realizzabile?).
- Il calcestruzzo, essendo usato con ferri ad aderenza migliorata, deve essere di classe minima Rbk 250 (secondo la normativa) con Sc amm = 8.33 MPa
- I momenti sono stati calcolati usando la formula ql^2/12. Ho effettuato il calcolo anche con trave continua appoggiata e carichi a scacchiera e il valori trovati sono in linea con la formula indicata. fa eccezione la campata singola appoggiata-appoggiata con momento negativo massimo ql^2/8 (caso non considerato).
- Ho scoperto che la larghezza del travetto, se consideriamo la soletta come collaborante, è quasi del tutto ininfluente.
- Ho considerato collaborante una porzione di soletta pari a 40 cm (in linea con la normativa dell'epoca)
- Ho usato un fattore di omogeneizzazione n=10
- Dal calcolo sembrerebbero non necessarie armature a taglio. tau travetti < tau ammissibile calcestruzzo.

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