Come già riportato nei precedenti articoli, la prima sessione dell’Esame di Stato per ingegneria civile-ambientale avrà inizio nel mese di giugno (17 giugno la prima prova). Come supporto per la preparazione dei candidati, e come valido strumento di consultazione durante le prove stesse, il Prontuario Ragionato di Calcolo Strutturale edito da Maggioli, fornisce gli strumenti fondamentali per un dimensionamento di massima degli elementi strutturali (come richiesto dalla prova pratica dell’Esame di Stato).
Abbiamo chiesto agli autori, gli ingegneri Claudio Mirarchi e Carlo Marini, di illustrare per i nostri lettori un flusso logico da seguire per risolvere correttamente le prove pratiche d’esame di progettazione strutturale che vengono proposte ai candidati (per ulteriori informazioni, consigli e strumenti consulta la nostra Pagina dedicata agli Esami di Stato Ingegneria 2015)
Per qualsiasi progetto strutturale (e ancor più per la prova pratica progettuale dell’Esame di Stato, dove il tempo è limitato a 8 ore), è indispensabile avere ben chiaro e definito, mediante pochi sommari punti (che andranno poi sviluppati) il procedimento logico da seguire, per poter procedere speditamente e senza indugi.
Esame di Stato Ingegneria 2015. Procedimento da seguire per il dimensionamento e la verifica degli elementi strutturali di un edificio residenziale in c.a. Clicca sull’immagine per visualizzarla in grande formato o clicca qui per scaricare lo schema in formato PDF
Nel seguito dell’articolo si riporta a titolo d’esempio un possibile procedimento da seguire per il dimensionamento e la verifica degli elementi strutturali di un edificio residenziale in c.a. (tipico tema d’Esame per la prova pratica), partendo dall’ipotesi che lo sviluppo geometrico e l’analisi dei carichi siano già stati svolti, verranno inoltre trascurate per il caso in questione le sollecitazioni orizzontali (vento, sisma).
Solaio
Per dimensionare il solaio in modo molto speditivo è possibile analizzare soltanto la campata di maggiore ampiezza, tuttavia è consigliabile svolgere un’analisi più precisa e verosimile adottando lo schema iperstatico di trave continua, che tiene conto della continuità intrinseca che l’adozione del materiale calcestruzzo comporta tra due o più campate contigue. Una volta scelti con attenzione lo schema statico e le condizioni di vincolo che meglio rappresentano il reale comportamento dell’impalcato in esame, oltre alle combinazioni di carico che consentono di valutare le massime sollecitazioni attese su ciascuna sezione della trave continua, è possibile dimensionare l’armatura a flessione. Le combinazioni di carico dovranno essere effettuate tenendo conto del carico lineare che grava sull’ipotetica fascia di solaio di larghezza unitaria (ciò consente di semplificare i calcoli). Il passo seguente è quello di svolgere le verifiche (a momento flettente e a taglio) per tutte le “sezioni d’interesse” del solaio (appoggi e massimi di campata). Si pone l’attenzione sul fatto che, per il solaio, è opportuno dare un pre-dimensionamento geometrico già a monte dell’analisi dei carichi, ipotizzando uno spessore che è funzione della luce massima in campata ( per esempio 1/20 o 1/25 di tale misura)
Trave
Per stabilire la quota parte di carichi (pesi propri strutturali, non strutturali, variabili) che la trave in questione dovrà sopportare, è consigliabile adoperare (come per il solaio) l’area d’influenza della trave stessa.
Gli schemi statici e di vincolo da adoperare sono simili a quelli proposti per il solaio (facendo attenzione ai casi particolari come l’incastro cedevole che caratterizza l’unione tra una trave ed il corpo scale in c.a.), e come per il solaio si dovrà successivamente dimensionare l’armatura a flessione (e trattandosi di una trave si dovrà dimensionare anche l’armatura a taglio).
In ultimo, le “sezioni d’interesse” della trave, intesa non come singola campata ma come trave continua, andranno sottoposte alle verifiche da Normativa al momento flettente ed al taglio.
È importante sottolineare che, contrariamente al caso del solaio, il pre-dimensionamento geometrico della trave si effettua a partire dal momento massimo agente, fissando la base della sezione e ricavandone l’altezza (per travi ribassate, mentre per travi in spessore di solaio si fissa l’altezza pari allo spessore del solaio e si ricava la misura minima per la base).
Pilastro
Anche per il pilastro la quota parte di carichi da sopportare si ripartisce in base all’area di influenza (adeguatamente corretta con un “coefficiente di iperstaticità” che tiene conto dei vincoli di continuità delle travature continue, e pertanto carica maggiormente gli appoggi interni rispetto a quelli d’estremità). Per poter trascurare eventuali componenti flettenti sui pilastri, se le consegne della prova d’Esame lo consentono è consigliabile analizzare pilastri interni, per i quali dette sollecitazioni sono trascurabili.
Il pre-dimensionamento geometrico della sezione si svolge a partire dal carico assiale agente, fissando una percentuale di armatura (in conformità alle prescrizioni normative) e ricavando di conseguenza la sezione minima. L’ultimo passo da svolgere sono le verifiche di resistenza, che per pilastri centrali si riferiscono alla sola azione assiale (penalizzando la resistenza della sezione con un coefficiente che tiene conto di eventuali eccentricità accidentali dei carichi).
È importante notare come, per le combinazioni di carico sul pilastro, sia opportuno tenere in considerazione la non contemporaneità delle azioni sui diversi livelli che compongono la pilastrata.
Prontuario ragionato di calcolo strutturale per opere in c.a. e acciaio
Carlo Marini - Claudio Mirarchi , 2014, Maggioli Editore
Il presente lavoro è stato concepito e realizzato con l’obiettivo di fornire, sotto forma di “guida alla progettazione”, uno strumento snello e facilmente consultabile, che sia di aiuto e supporto nelle fasi di dimensionamento e di calcolo di elementi strutturali in calcestruzzo armato e...
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