Dimensionamento e verifica elementi strutturali: un aiuto per la prova d’’esame

Da qualche tempo gli amici di Ediltecnico hanno iniziato a pubblicare utili consigli per la preparazione dei candidati all’Esame di Stato di Ingegneria 2015. Oltre a realizzare un dossier ad hoc, è stato diffuso online anche un pregevole lavoro degli ingegneri Claudio Mirarchi e Andrea Marini, autori del Prontuario ragionato di calcolo strutturale.

In sostanza, si tratta di utili indicazioni che ogni candidato alla prova pratica di progettazione strutturale (durata 8 ore) può seguire per ottimizzare i tempi e rendere il proprio lavoro efficace ed efficiente.

Non ci sono formule, ma un percorso ragionato da seguire per il dimensionamento e la verifica degli elementi strutturali di un edificio residenziale in c.a. (tipico tema d’Esame di Stato di Ingegneria per la prova pratica).

Ecco quindi il testo dell’articolo, pubblicato in origine su Ediltecnico.it. Ricordiamo infine che le date delle prove d’esame per gli ingegneri civili sono state diffuse nel mese di aprile e sono le seguenti:

– Per i possessori di laurea specialistica, di laurea magistrale: prima sessione il 17 giugno 2015; seconda sessione il 18 novembre 2015.

– Per i possessori di laurea triennale: prima sessione il 24 giugno 2015; seconda sessione il 25 novembre 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.

Dimensionamento e verifica elementi strutturali: lo schema logico per affrontare il problema

Dimensionamento e verifica elementi strutturali: lo schema logico per affrontare il problema

Nel seguito dell’articolo si riporta a titolo d’esempio un possibile procedimento 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.

Fonte Ediltecnico.it


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