|
CARATTERISTICHE STRUTTURALI L’edificio ha una struttura verticale in muratura portante in tufo giallo locale, che spicca su di una fondazione probabilmente continua "a tela" poggiata: gli spessori delle murature variano, dai 60cm dei piani bassi, ai 40cm nei piani più alti, esse inoltre si trovano in ottime condizioni statiche, con le croci di muro apparentemente integre. Gli orizzontamenti sui due livelli dell’edificio, sono prevalentemente realizzati nell’ala nord: con solai di legno di castagno, ad eccezione della volta lunettata presente sull’atrio e del vano scale; mentre l’ala sud è caratterizzata da solai in acciaio e laterizio, ad eccezione ancora di due locali al piano terra coperti con volte a botte; Infine le coperture sono tutte realizzate con capriate classiche o falsi puntoni. Saranno proprio gli orizzontamenti, a causa del mediocre stato di conservazione, della nuova destinazione d’uso prevista, e per l’irrigidimento richiesto dalla normativa, ad essere sottoposti alle operazioni di calcolo, e quindi all’eventuale adeguamento statico-strutturare ove necessario.
CALCOLO SOLAIO IN LEGNO Pianta della carpenteria di un locale tip Le travi in tronchi di castagno aventi lo spessore di circa 20cm, disposte secondo un’interasse di circa 90cm, coprono una luce della lunghezza media di circa 5,75m. L’appoggio sul muro avviene per una profondità probabile di circa 25cm e senza la mediazione di nessun dormiente, e senza alcun tipo di vincolo. Sulle travi poggia un tavolato di legno di castagno, il cui spessore è di circa 3cm. A riempimento troviamo poggiato sul tavolato un massetto di materiale inerte dello spessore approssimabile di circa 8cm, sul quale poggia una pavimentazione di tipo variabile, che va dal cotto al cemento e graniglia dello spessore di circa 2cm.
Pesi per unità di volume o superfici -Legno 900Kg/mc -Masso 1500Kg/mc -Pavimento 70Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq
Analisi dei carichi -Pavimento 70Kg/mq -Masso 1500x0,08 120Kg/mq -Tavolato 900x0,03 27Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq Totale620Kg/mq Peso proprio della trave
2 2 Asez.x1xPeso spec.=(3,14xD /4)x1xPeso spec.=(3,14x0,20 /4)x1x900=27,9Kg/m=30Kg/m
Peso complessivo p=(620x0,9)+30=600Kg/m
Caratteristiche meccaniche -E 100000Kg/cmq c t -o amm.=o amm. 100Kg/cmq -wamm.1/2= 1/300L
4 4 4 -I=(3,14xD )/64=(3,14x0,20 )64=7854cm
Verifica di resistenza Mmax=(pxL )/8=(600x5,75 )/8=2479,68Kg m
omax=(Mmax/I)x(D/2)=(247968/7854)x(20/2)=316Kg/cmq
omax>oamm (verifica non soddisfatta)
Lo sforzo nella sezione della trave risulta essere variabile, da 0 nel centro, a massimo per trazione e compressione con un valore equivalente, rispettivamente sui due bordi estremi inferiore e superiore. Si ricorda che il legno è un materiale eteroresistente. In questo caso, essendo il valore massimo di sforzo superiore di quello ammissibile, la verifica risulta essere non soddisfatta.
Verifica di deformabilità 4 4 wmax=(5/384xExI)xpxL=(5/384x100000x7854)x6x575=10,87=11cm
wamm=(1/300)xL=(1/300)x575=1,9=2cm
wmax>wamm (varifica non soddisfatta)
L’abbassamento in mezzeria della trave ogetto di calcolo, sulla base dei pesi presenti, risulta essere maggiore di quello ammissibile, quindi la verifica non risulta essere soddisfatta.
Verifica appoggio trave-muratura
b=D/3
Tmax=(pxL)/2=(650x5,75)/2=1868,75Kg
omax=(2xTmax)/(axb)=(2x1868,75)/(25x7)=21,36Kg/cmq
Lo sforzo al quale e sottoposta la muratura risulta essere eccessivo, per cui si richiede la mediazione di un dormiente.
PROVVEDIMENTI NECESSARI PER L’ADEGUAMENTO STATICO-STRUTTURALE DEL SOLAIO IN LEGNO
Visto l’eccessivo sforzo al quale e sottoposto il solaio, l’ottimo stato della struttura in legno e per evitare spessori eccessivi, con le relative ripercursioni sui costi e i carichi complessivi della struttura. Si preferisce adottare una soluzione che conservando la sruttura in legno con gli opportuni adeguamenti di vincolo, la rendi collaborante con una soletta armata in calcestruzzo armato dello spessore di 10cm. Per rendere l’unione tra il solaio e la soletta il più solidale possibile, si utilizzeranno dei connettori LPR inchiodati lungo le travi, e deigli appositi ganci inchiodati sul tavolato appositamente recuperato e rinforzato, i connettori e i ganci saranno a loro volta saldati alla rete elettrosaldata di armatura al calcestruzzo. Il vincolo col muro-soletta e muro-travi lignee, avverra con perforazioni armate poste ad intervalli regolari realizzate con calcestruzzo fluido ad alta resistenza ed armatura zincata.
Pesi per unità di volume o superfice -Legno 900Kg/mc -Calcestruzzo armato 2500Kg/mc -Pavimento 70Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq
Analisi dei carichi: -Pavimento 70Kg/mq -Soletta C.A.2500x0,10 250Kg/mq -Tavolato 900x0,03 27Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq Totale 750Kg/mq
Peso proprio della trave
2 2 Asez.x1xPeso spec.=(3,14xD /4)x1xPeso spec.=(3,14x0,20 /4)x1x900=27,9Kg/m=30Kg/m
Peso complessivo p=(750x0,9)+30=705Kg/m
Caratteristiche meccaniche Legno di castagno: -E 100000Kg/cmq c t -o amm.=o amm. 100Kg/cmq -wamm.1/2= 1/300L Calcestruzzo armato Rbk200: -E 254560Kg/cmq
c -o amm.= 50,75Kg/cmq -wamm.1/2= 1/300L
Omogenizazzione della sezione n=EC.A./Elegno=254560/100000=2,5
Baricentro sezione equivalente Atot=AC.A.+Atavol.+Atrave=(225x10)+270+314,16=2250+270+314,16=2834,16cmq
Stot=SC.A.+Stavol.+Strave=AC.A.xYC.A.+ Atavol.xYtavol.+AtravexYtrave=2250x18+270x11,5+314,16x0= =40500+3105+0=43605cmc
YG= Stot/Atot=43605/2834,16=15,39cm
Momento di inerzia sezione equivalente
2 2 2 Itot= IC.A.+(AC.A.xYC.A.-G )+ Itavol.+(Atavol.xYtavol.-G )+ +Itrave(AtravexYtrave-G )=
3 2 3 2 2 =(225x10 )/12+(2250x2,61 )+(90X3 )/12+(270X3,89 )+7854+(314,16X15,39 )= =10750+15327,22+202,5+4085,67+7854+74409,41=34077,23+4288,17+82263,44=
4 =120628,84cm
Verifica di resistenza Mmax=(pxL )/8=(705x5,75 )/8=2913,63Kg m
oc=n(Mmax/Itot)xYc=2.5(2913,63/120628,84)x7,61=45,95Kg/cmq
oc<oamm C.A. (verifica soddisfatta)
ot=(Mmax/Itot)xYt=(2913,63/120628,84)x25,39=61,33Kg/cmq
ot<oamm legno (verifica soddisfatta)
Si e considerata in questa verifica una sezione interamente collaborante agli sforzi, di conseguenza è stato omogenizzato tutto al legno. Si considera per tanto una variazione degli sforzi da un valore O in corrispondenza del baricentro, e valore massimo di sforzo a compressione sul bordo superiore della soletta in C.A. e valore massimo di sforzo a trazione sul bordo inferiore della trave in legno. Eddendo i valori verificati rispettivamente inferiori dei valori ammissibili di sforzo dei due materiali, si può affermare che la verifica risulta essere soddisfatta.
Verifica di deformabilità 4 4 wmax=(5/384xExI)xpxL =(5/384x254560x120628,84)x7,05x575 =0,33cm
wamm=(1/300)xL=(1/300)x575=1,9=2cm
wmax<wamm (varifica soddisfatta)
La verifica a deformabilità del solaio consolidato risulta essere soddisfatta, essendo l’abbassamento massimo in mezzeria, nella condizione di carico ipotizzata, inferiore di quella ammissibile.
CALCOLO SOLAIO IN ACCIAIO E TAVELLONI Pianta della carpenteria di un locale tipo Le travi in acciaio del tipo IPE160, sono disposte secondo un’interasse di circa 80cm, esse coprono una luce della lunghezza media di circa 6,90m. L’appoggio sul muro avviene per una profondita probabile di circa 20cm e senza la mediazione di nessun tipo di dorminte, e senza alcun tipo di vincolo. Sulle ali inferiori della trave, poggiano per tulla la luce dell’interasse dei tavelloni in laterizio forato, dello spessore di circa 6cm. A riempimento del tertante spessore del solaio, troviamo poggiato sui tavelloni un massetto di materiale inerte dello spessore approssimabile di circa 12cm, sul quale poggia a sua volta poggia una pavimentazione di tipo cemento e graniglia dello spessore di 2cm.
Pesi per unità di volume o superficie -Acciaio 7500Kg/mc -Tavelloni 800Kg/mc -Masso 1600Kg/mc -Pavimento 70Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq
Analisi dei carichi -Pavimento 70Kg/mq -Masso 1600x0,12 192Kg/mq -Tavelloni 800x0,06 48Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq Totale 710Kg/mq
Peso proprio della trave
Peso trave IPE160=15,8=16Kg m
Peso complessivo p=(710x0,8)+16=584Kg/m
Caratteristiche meccaniche -E 2100000Kg/cmq c t -o amm.=o amm. 1600Kg/cmq -wamm.1/2= 1/600L
4 -Ix=869cm
Verifica di resistenza
2 2 Mmax=(pxL )/8=(584x6,9 )/8=3475,53Kg m
omax=(Mmax/Ix)xYmax=(347553/869)x8=3199,57Kg/cmq
omax>oamm (verifica non soddisfatta)
Lo sforzo nella sezione della trave risulta essere variabile: da 0 nel centro, a massimo per trazione e quindi compressione con un valore equivalente, rispettivamente sui due bordi estremi inferiore e superiore. L’acciaio va ricordato che è un materiale eteroresistente. Quindi essendo in questo caso, il valore massimo di sforzo superiore di quello ammissibile, conseguentemente la verifica risulta essere non soddisfatta.
Verifica di deformabilità 4 4 wmax=(5/384xExI)xpxL=(5/384x2100000x869)x5,84x690=9,5cm
wamm=(1/600)xL=(1/600)x690=1,15cm
wmax>wamm (varifica non soddisfatta)
L’abbassamento in mezzeria della trave ogetto di calcolo, sulla base dei carichi massimi ipotizzati, risulta essere maggiore di quello ammissibile, quindi la verifica non risulta essere soddisfatta.
Verifica appoggio trave-muratura Tmax=(pxL)/2=(584x6,9)/2=2014,8Kg
omax=(2xTmax)/(axb)=(2x2014,8)/(20x8,2)=24,57Kg/cmq
Lo sforzo al quale e sottoposta la muratura risulta essere eccessivo, per cui si richiede la mediazione di un dormiente.
PROVVEDIMENTI NECESSARI PER L’ADEGUAMENTO STATICO-STRUTTURALE DEL SOLAIO IN ACCIAIO E TAVELLONI
Visto l’eccessivo sforzo al quale e sottoposto il solaio, l’ottimo stato della struttura in acciaio e per evitare spessori eccessivi, con le relative ripercursioni sui costi e i carichi complessivi della struttura. Si preferisce adottare una soluzione che conservando la sruttura in acciaio con gli opportuni adeguamenti di vincolo, la rendi collaborante con una soletta armata in calcestruzzo dello spessore di 20cm. Per rendere l’unione tra il solaio e la soletta il più solidale possibile, si salderà la rete elettrosaldata di armatura al calcestruzzo con le stesse travi. Il vincolo muro-soletta e muro-travi lignee, avverra con perforazioni armate poste ad intervalli regolari realizzate con calcestruzzo fluido ad alta resistenza ed armatura zincata.
Pesi per unità di volume o superfice -Acciaio 7500Kg/mc -Tavelloni 800Kg/mc -Calcestruzzo armato 2500Kg/mc -Pavimento 70Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq
Analisi dei carichi -Pavimento 70Kg/mq -C.A. 2500x0,20 500Kg/mq -Tavelloni 800x0,06 48Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq Totale 1018Kg/mq
Peso proprio della trave
Peso trave IPE160=15,8=16Kg m
Peso complessivo p=(1018x0,8)+16=830,4Kg/m
Caratteristiche meccaniche Acciaio: -E 2100000Kg/cmq c t -o amm.=o amm. 1600Kg/cmq -wamm.1/2= 1/600L Calcestruzzo armato Rbk350: -E 336750Kg/cmq
c -o amm.= 77Kg/cmq -wamm.1/2= 1/600L
Omogenizazzione della sezione n=EAcc./EC.A.=2100000/336750=6,2
Baricentro sezione equivalente Atot=AC.A.+Atrave=1600+(20,10x6,2)=1600+124=1724cmq
Stot=SC.A.+Strave=AC.A.xYC.A.+AtravexYtrave=1600x16+124x8= =25600+992=26592cmc
YG= Stot/Atot=26592/1724=15,42cm
Momento di inerzia sezione equivalente
2 2 Itot= IC.A.+(AC.A.xYC.A.-G ) +Itrave(AtravexYtrave-G )=
3 2 2 =(80x20 )/12+(1600x2,42 )+(869x6,2)+(124X7,42 )= =53333,33+9370,24+5387,8+6826,99 =
4 =74918,36cm
Verifica di resistenza 2 2 Mmax=(pxL )/8=(830,4x6,9 )/8=4941,92Kg m
oc=(Mmax/Itot)xYc=(494192/74918,36)x10,58=69,79Kg/cmq
oc<oamm C.A. (verifica soddisfatta)
ot=n(Mmax/Itot)xYt=6,2(494192/74918,36)x15,42=630,64Kg/cmq
ot<oamm legno (verifica soddisfatta)
Si e considerata in questa verifica una sezione interamente collaborante agli sforzi, di conseguenza è stato omogenizzato tutto al calcestruzzo. Si considera per tanto una variazione degli sforzi da un valore O in corrispondenza del baricentro, e valore massimo di sforzo a compressione sul bordo superiore della soletta in C.A. e valore massimo di sforzo a trazione sul bordo inferiore della trave IPE. (N.B. la parte di soletta in C.A. che si trova sotto il baricentro, viene considerata non reaggente agli sforzi di trazione.) Eddendo i valori verificati rispettivamente inferiori dei valori ammissibili di sforzo dei due materiali, si può affermare che la verifica risulta essere soddisfatta.
Verifica di deformabilità 4 4 wmax=(5/384xExI)xpxL =(5/384x336750x74918,36)x8,304x690 =0,97cm
wamm=(1/600)xL=(1/600)x690=1,15cm
wmax<wamm (varifica soddisfatta)
La verifica a deformabilità del solaio consolidato risulta essere soddisfatta, essendo l’abbassamento massimo in mezzeria, nella condizione di carico ipotizzata, inferiore di quella ammissibile.
PROVVEDIMENTI NECESSARI PER L’ADEGUAMENTO STATICO-STRUTTURALE DELLE VOLTE
L’inadeguatezza statico strutturale delle strutture voltate alle condizioni di carico ipotizzate, suggerisce l’intervento con un’impalcato rigido, che poggiando sui muri laterali, scarichi la volta, rendendola così un solo elemento paramentale. Inoltre per evitare eccessivi carichi si suggerisce un parziale svuotamento del materiale inerte di riempimento. L’impalcato rigido, realizzato con un solaio in acciaio e calcestruzzo, sarà reso solidale con i muri perimetrali con l’ancoraggio della trave e della soletta in C.A., saranno utilizzate travi IPE180, lamiera grecata Tipo 2 H 40 dello spessore di 0,6mm e una soletta in C.A. dello spessore di 20cm.
Pesi per unità di volume o superfice -Acciaio 7500Kg/mc -Calcestruzzo armato 2500Kg/mc -Pavimento 70Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq
Analisi dei carichi -Pavimento 70Kg/mq -C.A. 2500x0,20 500Kg/mq -Lamiera grecata 6,88Kg/mq -Sovraccarico 400Kg/mq Totale 976,88Kg/mq
Peso proprio della trave
Peso trave IPE180=18,8=16Kg m
Peso complessivo p=(976,88x1)+18,8=995,68Kg/m
Caratteristiche meccaniche Acciaio: -E 2100000Kg/cmq c t -o amm.=o amm. 1600Kg/cmq -wamm.1/2= 1/600L Calcestruzzo armato Rbk350: -E 336750Kg/cmq
c -o amm.= 77Kg/cmq -wamm.1/2= 1/600L
Omogenizazzione della sezione n=EAcc./EC.A.=2100000/336750=6,24
Baricentro sezione equivalente Atot=AC.A.+Atrave+Alamiera g,=2000 +(23,9x6,24)+(6x6,24)=2000+149,14+37,44=2186,58cmq
Stot=SC.A.+Strave=AC.A.xYC.A.+AtravexYtrave+Alamiera g.xYlamiera g. =2000x28,06+149,14x9+37,44x18,03= =56120+1342,26+675,04=58137,3cmc
YG= Stot/Atot=58137,3/2186,58=26,59cm
Momento di inerzia sezione equivalente
2 2 2 Itot= IC.A.+(AC.A.xYC.A.-G )+Itrave(AtravexYtrave-G )+Itrave(Alamiera g.xYlamiera g.-G )=
3 2 2 2 =(100x20 )/12+(2000x1,47 )+(1317x6,24)+(149,14X17,59 )+(16,76x6,24)+(37,44X8,56 )= =66666,66+4321,8+8218,08+46145,12+104,58+2724,17 =
4 =128180,42cm
Verifica di resistenza
2 2 Mmax=(pxL )/8=(995,68x7 )/8=6098,54Kg m
oc=(Mmax/Itot)xYc=(609854/128180)x11,47=54,57Kg/cmq
oc<oamm C.A. (verifica soddisfatta)
ot=n(Mmax/Itot)xYt=6,24(609854/128180)x15,12=448,89Kg/cmq
ot<oamm legno (verifica soddisfatta)
Si e considerata in questa verifica una sezione interamente collaborante agli sforzi, di conseguenza è stato omogenizzato tutto al calcestruzzo. Si considera per tanto una variazione degli sforzi da un valore O in corrispondenza del baricentro, e valore massimo di sforzo a compressione sul bordo superiore della soletta in C.A. e valore massimo di sforzo a trazione sul bordo inferiore della trave IPE. (N.B. la parte di soletta in C.A. che si trova sotto il baricentro, viene considerata non reaggente agli sforzi di trazione.) Eddendo i valori verificati rispettivamente inferiori dei valori ammissibili di sforzo dei due materiali, si può affermare che la verifica risulta essere soddisfatta.
Verifica di deformabilità 4 4 wmax=(5/384xExI)xpxL =(5/384x336750x128180)x9,9568x700 =0,72cm
wamm=(1/600)xL=(1/600)x700=1,17cm
wmax<wamm (varifica soddisfatta)
La verifica a deformabilità del solaio consolidato risulta essere soddisfatta, essendo l’abbassamento massimo in mezzeria, nella condizione di carico ipotizzata, inferiore di quella ammissibile
|
|
Per contatti: scelzo.francesco@libero.it |