CIRCOLARE 4 luglio 1996 N.
156AA.GG/STC
(G.U. 16-9-1996,
n. 217 - supplemento)
Istruzioni per l'applicazione delle
"Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi" di cui al decreto ministeriale 16 gennaio 1996
SECONDA PARTE
5.
CARICHI E SOVRACCARICHI
Tutti i carichi ed i sovraccarichi di esercizio saranno considerati
agire staticamente, salvo casi particolari in cui gli effetti
dinamici debbano essere debitamente valutati. In tali casi, a parte
quanto precisato nei regolamenti specifici ed in mancanza di analisi
dinamiche, i carichi indicati nel seguito verranno maggiorati
adeguatamente per tener conto - in un'analisi statica equivalente -
dell'amplificazione per gli effetti dinamici.
In linea di massima, in presenza di orizzontamenti pur con orditura
unidirezionale ma con capacità di ripartizione trasversale, i
carichi ed i sovraccarichi potranno assumersi come uniformemente
ripartiti, per la verifica d'insieme. In caso contrario, occorrerà
valutarne le effettive distribuzioni.
5.1. CARICHI
PERMANENTI
Sono considerati carichi permanenti quelli non rimovibili durante il
normale esercizio della costruzione, come tamponature esterne,
divisori interni, massetti, isolamenti, pavimenti e rivestimenti del
piano di calpestio, controsoffitti, intonaci, impianti, ecc.,
ancorché in qualche caso sia necessario considerare situazioni
transitorie in cui essi non siano presenti.
Essi vanno valutati sulla base delle dimensioni effettive delle
opere e dei pesi per unità di volume dei materiali costituenti.
I tramezzi e gli impianti leggeri di edifici residenziali possono
assumersi in genere come carichi equivalenti distribuiti, quando i
solai hanno adeguata capacità di ripartizione trasversale.
C.5.1.
RIPARTIZIONE DEI TRAMEZZI INTERNI
Per gli orizzontamenti degli edifici per abitazioni e uffici, il
carico costituito da tramezzi di peso minore di 1,50 kN/m2
potrà essere ragguagliato ad un carico uniformemente distribuito
sul solaio pari a 1,5 volte il peso complessivo della tramezzatura,
sempreché vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare
una distribuzione adeguata del carico.
5.2.
SOVRACCARICHI VARIABILI
Le intensità da assumere per i sovraccarichi variabili ed
orizzontali ripartiti e per le corrispondenti azioni locali
concentrate - tutte comprensive degli effetti dinamici ordinari -
sono riportate nel prospetto 5.1.
I sovraccarichi verticali concentrati formano oggetto di verifiche
locali distinte e non vanno sovrapposti ai corrispondenti ripartiti;
essi vanno applicati su un'impronta di 50x50 mm, salvo per la Cat.
n. 8, per la quale si applicano su due impronte di 200x200 mm,
distanti 1,60 m.
I sovraccarichi orizzontali lineari vanno applicati a pareti - alla
quota di m 1,20 dal rispettivo piano di calpestio - ed a parapetti o
mancorrenti - alla quota del bordo superiore. Essi vanno considerati
sui singoli elementi ma non sull'edificio nel suo insieme.
I valori riportati nel prospetto sono da considerare come minimi,
per condizioni di uso corrente delle rispettive categorie. Altri
regolamenti potranno imporre valori superiori, in relazione ad
esigenze specifiche.
I sovraccarichi indicati nel presente paragrafo non vanno cumulati,
sulle medesime superfici, con quelli relativi alla neve. In presenza
di sovraccarichi atipici (quali serbatoi, macchinari, depositi
interni, impianti, ecc.) le intensità andranno valutate caso per
caso, in funzione dei massimi prevedibili; tali valori dovranno
essere indicati esplicitamente nelle documentazioni di progetto e di
collaudo statico.
In base ad analisi probabilistiche documentate, il progettista, per
la verifica di elementi strutturali, potrà adottare una adeguata
riduzione dei relativi sovraccarichi.
Prospetto
5.1.
Sovraccarichi variabili per edifici
Cat. |
TIPO DI LOCALE |
Verticali ripartiti kn/m2 |
Verticali
concentrati kN |
Orizzontali lineari kN/m |
1 |
Ambienti non suscettibili di affollamento (locali abitazione e relativi servizi, uffici non aperti al pubblico) e relativi terrazzi a livello praticabili |
2,00 |
2,00 |
1,00 |
2 |
Ambienti suscettibili di affollamento (ristoranti, caffè, banche, ospedali, uffici aperti al pubblico, caserme) e relative terrazze a livello praticabili |
3,00 |
2,00 |
1,00 |
3 |
Ambienti suscettibili di grande affollamento (sale convegni, cinema, teatri, chiese, negozi, tribune con posti fissi) e relativi terrazzi a livello praticabili |
4,00 |
3,00 |
1,50 |
4 |
Sale da ballo, palestre, tribune libere, aree di vendita con esposizione diffusa (mercati, grandi magazzini, librerie, ecc.) e relativi terrazzi a livello praticabili |
5,00 |
4,00 |
3,00 |
5 |
Balconi, ballatoi e scale comuni (esclusi quelli pertinenti alla cat. 4) |
4,00 | 2,00 | 1,50 |
6 |
Sottotetti accessibili (per sola manutenzione) |
1,00 | 2,00 | 1,00 |
7 |
Coperture:
|
--- --- |
--- --- |
--- |
8 |
Rimesse e parcheggi:
|
--- |
--- |
--- |
9 |
Archivi, biblioteche, magazzini, depositi, laboratori, officine e simili: da valutarsi secondo il caso ma comunque |
>= 6,00 |
6,00 |
1,00 |
C.5.2.
SOVRACCARICHI PER EDIFICI SCOLASTICI
Tenuto conto della specifica normativa tecnica in materia, per gli
edifici scolastici le intensità dei sovraccarichi vanno assunte in
funzione della destinazione d'uso dei relativi ambienti e del loro
prevedibile grado di affollamento.
C.5.3.
SOVRACCARICHI VERTICALI CONCENTRATI
Il carico concentrato, previsto come verifica locale, vuole
modellare l'azione concentrata nell'uso corrente dell'edificio
dovuta ad esempio al piede di un mobile pesante, di una libreria,
ecc.
Conseguentemente, ai fini della ripartizione locale di questo carico
sull'estradosso del solaio, lo stesso carico va considerato
applicato a livello dell'estradosso del pavimento.
C.5.4.
SOVRACCARICHI VARIABILI ORIZZONTALI
I sovraccarichi variabili orizzontali (lineari) indicati nel
prospetto 5.1., devono essere utilizzati per verifiche locali, e in
nessun caso si sommano alle verifiche dell'edificio nel suo insieme.
In proposito va precisato che tali verifiche locali riguardano, in
relazione alle condizioni d'uso, gli elementi verticali
bidimensionali quali pareti, tramezzi, tamponamenti esterni,
comunque realizzati, con esclusione di divisori mobili (che comunque
dovranno garantire sufficiente stabilità in esercizio).
Il soddisfacimento della prescrizione potrà essere documentato
anche per via sperimentale, e comunque mettendo in conto i vincoli
che il manufatto possiede e tutte le risorse che il tipo costruttivo
consente.
Lo scopo della prescrizione è quello di evitare l'impiego di
manufatti non idonei o mal vincolati, che per azioni statiche e/o
impulsive dovute al normale esercizio possano provocare il
lesionamento o la caduta parziale del manufatto stesso.
C.5.5.
COEFFICIENTE DI RIDUZIONE
In relazione alla possibilità di ridurre i sovraccarichi, prevista
nell'ultimo capoverso del paragrafo 5.2., quando si verifichino
elementi strutturali quali travi, pilastri, pareti portanti,
fondazioni, interessati da carichi variabili su superfici ampie, da
presumersi non caricate per intero contemporaneamente col massimo
sovraccarico, il valore del sovraccarico, purché‚ appartenente
tutto alla stessa categoria, potrà essere mediamente ridotto su
tali superfici, rispetto a quello indicato nel prospetto 5.1., in
funzione della estensione della superficie caricata complessiva di
spettanza dell'elemento verificato.
Detta A la superficie caricata complessiva, espressa in m2,
sulla quale agisce il sovraccarico che compete all'elemento
considerato e che può estendersi su uno o più piani, potrà
assumersi un coefficiente di riduzione del sovraccarico stesso, come
segue:
Cat. 1, 2, 6, 8: 1
0,50+10/A
Cat. 3, 4: 1
0,75+10/A
Il sovraccarico così ridotto rappresenta il valore caratteristico Qk (ovvero nominale ai sensi del punto 3) per la verifica dell'elemento interessato.
Fig. C.5.2. - Esempi schematici di individuazione dell'area di spettanza per la determinazione del coefficiente di riduzione dei carichi.
A titolo esemplificativo, nello
schema di figura C.5.2. si riassume una possibile casistica.
Si suppone che il pilastro P sia portante per le travi T2,
T3 e T4 mentre sia portato dalla trave T1
al 1° ordine.
Si suppone altresì che l'area di spettanza del pilastro stesso
valga Ap ad ogni piano e che altrettanto valga l'area di
spettanza di una campata di trave T2, T3 o T4
mentre valga il doppio per la trave T1 (di luce doppia).
Per la verifica della sezione S1
del pilastro P:
A = A2 + A3 + A4 = 3 × Ap
Per la verifica della sezione S2:
A = A3 + A4 = 2 × Ap
Per la verifica della trave T1:
A = A1 + A2 + A3 + A4 =
5 × Ap
Per la verifica della trave T2
:
A = A2 = Ap
C.5.6. PESI
DI MATERIALI E DI ELEMENTI COSTRUTTIVI
In mancanza di accertamenti specifici, per i pesi degli elementi
costruttivi si potrà fare utile riferimento ai dati di cui ai
prospetti seguenti; in questi si riportano i dati medi unitari,
rispettivamente, per materiali da costruzione e in deposito, per
materiali insilabili e per elementi costruttivi.
PESI DI MATERIALI IN DEPOSITO
Materiali | Peso dell’unità di volume kN/m3 | Materiali | Peso dell’unità di volume kN/m3 |
A) Laterizi stivati |
E) Rocce |
||
Mattoni pieni comuni |
17,00 |
Ardesia |
27,00 |
Mattoni semipieni |
13,00 |
Arenaria |
23,00 |
Mattoni forati |
8,00 |
Basalto |
29,00 |
Mattoni refrattari |
20,00 |
Calcare compatto |
26,00 |
B) Legnami |
Calcare tenero |
22,00 | |
Abete, acero, castagno, |
Diorite |
29,00 | |
ciliegio, duginale, larice |
Dolomia |
26,00 | |
mogano, olmo, pino, |
Gneiss |
27,00 | |
pioppo, pino rigido, salici |
6,00 |
Granito |
27,00 |
Carpini, faggio, frassino, |
Marmo saccaroide |
27,00 | |
noce, querce, robinia |
Pomice |
8,00 | |
teak |
8,00 |
Porfido |
26,00 |
Bosso, ebano |
12,00 |
Sienite |
28,00 |
C) Metalli |
Travertino |
24,00 | |
Acciaio |
78,50 |
Tufo vulcanico |
17,00 |
Alluminio |
27,00 |
Argilla compatta |
21,00 |
Bronzo |
88,00 |
F) Sostanze varie |
|
Ghisa |
72,50 |
Benzina |
7,40 |
Leghe di alluminio |
28,00 |
Bitume |
13,00 |
Magnesio |
18,00 |
Calce in sacchi |
10,00 |
Nichelio |
88,00 |
Carbone di legna |
3,20 |
Ottone |
86,00 |
Carbone fossile in pezzi |
9,00 |
Piombo |
114,00 |
Carta |
10,00 |
Rame |
80,00 |
Cemento in sacchi |
15,00 |
Stagno |
73,00 |
Dinamite |
15,00 |
Zinco |
72,00 |
Fibre tessili |
13,50 |
D) Prodotti agricoli |
Ghiaccio |
9,00 | |
Erba fresca sciolta |
4,00 |
Lana di vetro |
1,00 |
Farina in sacchi |
5,00 |
Legname in ciocchi |
4,00 |
Fieno sciolto |
0,70 |
Petrolio |
8,00 |
Fieno pressato |
3,00 |
Sughero |
3,00 |
Frumento |
7,60 |
Torba asciutta |
2,50 |
Letame fresco |
3,00 |
Torba umida |
6,00 |
Letame maturo |
6,00 |
Vetro |
25,00 |
Mangimi in pani |
10,00 |
Acqua dolce |
10,00 |
Paglia sciolta |
0,60 |
Acqua di mare |
10,30 |
Paglia Pressata |
1,50 |
|
|
Tabacco legato o in balle |
3,50 |
|
|
PESI DI MATERIALI INSILABILI
Materiali |
Peso dell’unità di volume kN/m3 | Angolo di attrito interno |
A) Materiali da costruzione |
17,00 | 30° |
Ghiaia e pietrisco |
15,00 | 30° |
Sabbia e ghiaia bagnata |
20,00 | 30° |
Sabbia e ghiaia asciutta |
19,00 | 35° |
Calce in polvere |
10,00 | 25° |
Cemento in polvere |
14,00 | 25° |
Cenere di coke |
7,00 | 25° |
Ceneri volanti |
10,00 | 45° |
Gesso |
13,00 | 45° |
Pomice |
7,00 | 35° |
Scorie d'alto forno diametro medio 30-70 mm |
15,00 |
40° |
Scorie d'alto forno, minute |
11,00 | 25° |
Scorie leggere d'alto forno |
7,00 | 35° |
B) Combustibili solidi |
||
Carbon fossile allo stato naturale mediamente umido |
10,00 |
45° |
Coke |
5,00 | 45° |
Lignite |
7,00 | 35° |
Mattonelle di lignite alla rinfusa |
8,00 | 30° |
C) Prodotti agricoli |
||
Barbabietola |
5,50 | 40° |
Crusca e farina |
5,00 | 45° |
Frumenti, legumi, patate, semi di lino, zucchero |
7,50 |
35° |
Riso |
8,00 | 35° |
Semola di grano |
5,50 | 30° |
PESI DI ELEMENTI COSTRUTTIVI
Materiali |
Peso dell’unità di volume o di superficie |
|
A) Malte |
||
Malta bastarda (di calce o cemento) |
19,00 | kN/m3 |
Malta di gesso |
12,00 | kN/m3 |
Intonaco (spessore cm 1,5) |
0,30 | kN/m2 |
B) Manti di copertura |
|
|
Manto impermeabilizzante di asfalto o simile |
0,30 | kN/m2 |
Manto impermeabilizzante prefabbricato con strati bituminosi di feltro, di vetro o simili |
0,10 |
kN/m2 |
Tegole maritate (embrici e coppi) |
0,60 | kN/m2 |
Sottotegole di tavelloni (spessore 3-4 cm) |
0,35 | kN/m2 |
Lamiere di acciaio ondulate o nervate |
0,12 | kN/m2 |
Lamiere di alluminio ondulate o nervate |
0,05 | kN/m2 |
Lastre traslucide di resina artificiale, ondulate o nervate |
0,10 | kN/m2 |
C) Muratura |
|
|
Muratura di mattoni pieni |
18,00 | kN/m3 |
Muratura di mattoni semipieni |
16,00 | kN/m3 |
Muratura di mattoni forati |
11,00 | kN/m3 |
Muratura di pietrame e malta |
22,00 | kN/m3 |
Muratura di pietrame listato |
21,00 | kN/m3 |
Muratura di blocchi forati di calcestruzzo |
12,00 | kN/m3 |
D) Pavimenti (escluso sottofondo) |
|
|
Gomma, linoleum o simili |
0,10 | kN/m2 |
Legno |
0,25 | kN/m2 |
Laterizio o ceramica o grès o graniglia (spessore 2 cm) |
0,40 | kN/m2 |
Marmo (spessore 3 cm) |
0,80 | kN/m2 |
E) Vetri |
|
|
Normale (3 mm) |
0,075 | kN/m2 |
Forte (4 mm) |
0,10 | kN/m2 |
Spesso (5 mm) |
0,125 | kN/m2 |
Spesso (6 mm) |
0,15 | kN/m2 |
Retinato (8 mm) |
0,20 | kN/m2 |
6.
CARICO NEVE
Il carico neve sulle coperture sarà valutato con la seguente
espressione:
qs = i
× qsk
dove
qs è il carico neve
sulla copertura;
i
è il coefficiente di forma della copertura;
qsk è il valore di riferimento del carico neve al
suolo.
Il carico agisce in direzione verticale ed è riferito alla proiezione orizzontale della superficie della copertura.
6.1.
CARICO NEVE AL SUOLO
Il carico neve al suolo dipende dalle condizioni locali di clima e
di esposizione, considerata la variabilità delle precipitazioni
nevose da zona a zona.
In mancanza di adeguate indagini statistiche, che tengano conto sia
dell'altezza del manto nevoso che della sua densità, il carico di
riferimento neve al suolo, per località poste a quota inferiore a
1500 m sul livello del mare, non dovrà essere assunto minore di
quello calcolato in base alle espressioni di seguito riportate, cui
corrispondono valori con periodo di ritorno di circa 200 anni (vedi
mappa in figura 6.1.).
Per altitudini superiori a 1500 m sul livello del mare si dovrà
fare riferimento alle condizioni locali di clima e di esposizione
utilizzando comunque valori di carico neve non inferiori a quelli
previsti per 1500 m.
Zona I
Regioni:
Valle d'Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino Alto Adige, Emilia
Romagna, Friuli Venezia Giulia, Veneto, Abruzzi, Molise, Marche
qsk = 1,60 kN/m2 | as < = 200 m |
qsk = 1,60+3(as-200)/1000 kN/m2 | 200 m < as < = 750 m |
qsk = 3,25+8,5(as-750)/1000 kN/m2 | as > 750 m |
Zona II
Regioni:
Liguria, Toscana, Umbria, Lazio, Campania (Province di Caserta,
Benevento, Avellino), Puglia (Provincia di Foggia)
qsk = 1,15 kN/m2 | as < = 200 m |
qsk = 1,15+2,6(as-200)/1000 kN/m2 | 200 m < as < = 750 m |
qsk = 2,58+8,5(as-750)/1000 kN/m2 | as > 750 m |
Zona III
Regioni:
Campania (Province di Napoli e Salerno), Puglia (escluso Provincia
di Foggia), Basilicata, Calabria, Sardegna, Sicilia
qsk = 0,75 kN/m2 | as < = 200 m |
qsk = 0,75+2,2(as-200)/1000 kN/m2 | 200 m < as < = 750 m |
qsk = 1,96+8,5(as-750)/1000 kN/m2 | as > 750 m |
L'altitudine di riferimento as è la quota del suolo sul livello del mare nel sito di realizzazione dell'edificio.
6.2.
COEFFICIENTI DI FORMA PER IL CARICO NEVE
In generale verranno usati i coefficienti di forma per il carico
neve contenuti nel presente paragrafo, dove vengono indicati i
relativi valori nominali per le coperture a una o più falde,
essendo a in gradi sessagesimali, l'angolo formato dalla falda con
l'orizzontale.
Coefficienti di forma |
0° |
15°< |
30°< |
|
|
0,8 |
0,8 |
0,8× |
0,0 |
|
0,8 |
0,8+0,4× |
|
0,0 |
|
0,8+ |
0,8+ |
1,6 |
da valutare |
|
0,8 |
0,8+ |
0 |
Tabella 6.1. - Coefficienti di forma
I coefficienti di forma 1,
2,
3,
*1
si riferiscono alle coperture ad una o più falde, e sono da
valutare in funzione di à come indicato ai punti che seguono.
a) Copertura ad una falda.
Si assume che la neve non sia impedita di scivolare. Se l'estremità
più bassa della falda termina con un parapetto, una barriera od
altre ostruzioni, allora il coefficiente di forma non potrà essere
assunto inferiore a 0,8 indipendentemente dall'angolo a .
Si deve considerare la più gravosa delle tre condizioni di carico
sottoriportate.
b) Copertura a due falde.
Si assume che la neve non sia impedita di scivolare. Se l'estremità
più bassa della falda termina con un parapetto, una barriera od
altre ostruzioni, allora il coefficiente di forma non potrà essere
assunto inferiore di 0,8 indipendentemente dall'angolo a ..
Si deve considerare la più gravosa delle quattro condizioni di
carico sottoriportate.
c) Copertura a più falde.
Si dovranno considerare le distribuzioni di carico indicate al punto
b), applicate sulle falde delle campate.
Inoltre dovrà essere considerata anche la distribuzione di carico
sottoriportata.
Particolare attenzione dovrà
essere prestata per la scelta del coefficiente di forma 3
quando una o entrambe le falde hanno inclinazione superiore
a 60°.
C.6.2.
COPERTURA A PIU' FALDE
Per quanto concerne il caso di copertura a più di due falde, si
dovrà considerare agente contemporaneamente al carico di figura
6.5., anche il carico corrispondente a *1,
su tutte le altre falde non interessate dal carico di figura 6.5.
C.6.3.
COPERTURE CILINDRICHE
In assenza di ritegni che impediscano lo scivolamento della neve,
per le coperture cilindriche di qualsiasi forma ed a singola
curvatura dello stesso segno, verrà considerata la più gravosa fra
la distribuzione di carico uniforme ed asimmetrica, indicate nella
figura Fig. C.6.6.
I valori dei coefficienti di forma sono indicati in figura Fig.
C.6.7.
Nota:
Ad ogni punto del profilo,
è l’angolo fra l’orizzontale e la tangente alla curva in quel
punto.
Il coefficiente di forma è determinato come segue:
![]() ![]() |
![]() |
![]() ![]() ![]() ![]() |
|
![]() ![]() |
|
![]() |
![]() ![]() ![]() |
C.6.4.
DISCONTINUITA' DI QUOTA DELLE COPERTURE
In corrispondenza di bruschi cambiamenti di quota delle coperture si
considererà la distribuzione di carico più gravosa fra quella
uniforme e quella asimmetrica, indicate nel punto 6.2. e quella
conseguente all'accumulo di neve, indicata in figura C.6.8.
L'accumulo della neve su coperture a più livelli è causato dal trasporto dovuto al vento ed allo scivolamento della neve dalle coperture poste a quote superiori. I coefficienti di forma sono determinati come descritto nel seguito:
1
= 0,8 (se la copertura è piana)
2
=
s
+
w
dove:
s
è il coefficiente di forma dovuto allo scivolamento;
w
è il coefficiente di forma dovuto all'accumulo della neve prodotto
dal vento.
Il coefficiente di forma dovuto allo scivolamento assume i seguenti valori:
per ![]() ![]() |
![]() |
per ![]() |
![]() |
Il coefficiente di forma dovuto al vento è il seguente:
w
=
con la limitazione 0,8
w
2,5
dove:
è la densità della neve, che per questo calcolo è assunta
convenzionalmente pari a 2 kN/m3.
La lunghezza di accumulo è limitata a
ls = 2 ×
h, con la limitazione 5
ls
15 m
Se b2 < ls il coefficiente all'estremità della copertura inferiore è determinato per interpolazione fra m 1 e m 2.
C.6.5.
ACCUMULO CONTRO PARETI VERTICALI
In presenza di vento la neve può accumularsi contro elementi piani
verticali, in conseguenza della ridotta velocità dell'aria nella
parte sottovento (figura C.6.9).
I coefficienti di forma e le lunghezze di accumulo saranno prese come segue:
m 1 = 0,8
m 2 =
con la limitazione 0,8
m 2
2,0
dove:
g è la densità della neve, che per questo calcolo è assunta convenzionalmente pari a 2 kN/m3;
ls = 2× h con la
limitazione 5 ls
15m
C.6.6. NEVE
SPORGENTE DALL'ESTREMITA' DI UNA COPERTURA
Per le porzioni di copertura aggettanti sulle pareti perimetrali, in
aggiunta al carico neve previsto sulla falda, si terrà conto
dell'effetto della neve sporgente all'estremità, mediante
l'applicazione di un carico in punta, calcolato come segue (figura
C.6.10.)
qc =
dove:
qc è il carico per
unità di lunghezza dovuto alla sporgenza della neve;
i
è il coefficiente di forma appropriato per la copertura;
qsk è il carico neve al suolo (kN/m2);
k è un coefficiente che tiene conto della forma irregolare della
neve ed è in funzione del clima, dell'inclinazione della falda e
del materiale costituente il manto di copertura; in via
convenzionale si assumerà k=1;
è la densità della
neve, che per questo calcolo deve essere assunta convenzionalmente
pari a 3 kN/m3
C.6.7. CARICO
NEVE SU PROTEZIONI PARANEVE ED ALTRI OSTACOLI SULLA COPERTURA
La forza esercitata da una massa di neve contro una protezione
verrà calcolata nell'ipotesi che il coefficiente di attrito fra
neve e manto sia nullo. Quindi la forza, nella direzione dello
slittamento e per unità di lunghezza dell'ostacolo, è data da:
Fs = qs × b
× sin
dove:
qs = i
× qsk è il carico neve sulla copertura;
i
è il coefficiente di forma appropriato per la copertura;
b è la distanza in piano dall'ostacolo al colmo;
è
l'angolo di inclinazione della falda.
Il carico neve sulla copertura sarà ottenuto dal punto 6 e corrisponderà alla distribuzione più sfavorevole.
C.6.8.
DENSITA' DELLA NEVE
La densità della neve aumenta in generale con l'età del manto
nevoso e dipende dalla posizione del sito, dal clima e
dall'altitudine.
Nella tabella C.6.2. sono forniti valori indicativi della densità
media della neve al suolo.
Tipo di neve |
Densità della neve (kN/m3) |
Neve fresca, appena caduta |
1,0 |
Dopo parecchie ore o giorni dalla caduta |
2,0 |
Dopo parecchie settimane o mesi dalla caduta |
2,5 - 3,5 |
Umida |
4,0 |
Tabella C.6.2. - Densità media della neve al suolo
C.6.9.
PERIODI DI RITORNO
Eventuali riduzioni del carico di riferimento qsk
potranno essere autorizzate dal Servizio Tecnico Centrale, sentito
il Consiglio Superiore dei LL.PP.
In mancanza di specifiche indagini statistiche il valore di
riferimento del carico neve al suolo qref (Tr), riferito
ad un generico intervallo di ritorno Tr, è dato dall'espressione:
qref (Tr) = Rn
× qsk
dove:
qsk è il valore di
riferimento del carico neve al suolo associato ad un intervallo di
ritorno di 200 anni;
Rn
è un coefficiente fornito dalla fig. C.6.11., a cui corrisponde
l'espressione:
Rn
= 0,273
7. AZIONI
DEL VENTO
Il vento, la cui direzione si considera di regola orizzontale,
esercita sulle costruzioni azioni che variano nel tempo provocando,
in generale, effetti dinamici.
Per le costruzioni usuali tali azioni sono convenzionalmente
ricondotte alle azioni statiche equivalenti definite al punto 7.1.
Peraltro, per costruzioni di tipologia o forma inusuale, oppure di
grande altezza o lunghezza, o di rilevante snellezza e leggerezza, o
di notevole flessibilità e ridotte capacità dissipative, il vento
può dar luogo ad effetti la cui valutazione richiede l'applicazione
di specifici procedimenti analitici, numerici o sperimentali
adeguatamente comprovati.
C.7.
STRUTTURE A SEZIONE CHIUSA
In strutture a sezione chiusa di forma circolare o poligonale
regolare di grande snellezza, o di notevole leggerezza, o con bassi
valori dello smorzamento, il vento può dare luogo a fenomeni
dinamici connessi al distacco dei vortici di cui occorre tenere
conto in sede di progetto.
7.1.
AZIONI STATICHE EQUIVALENTI
Le azioni statiche del vento si traducono in pressioni e depressioni
agenti normalmente alle superfici, sia esterne che interne, degli
elementi che compongono la costruzione.
L'azione del vento sul singolo elemento viene determinata
considerando la combinazione più gravosa della pressione agente
sulla superficie esterna e della pressione agente sulla superficie
interna dell'elemento.
Nel caso di costruzioni o elementi di grande estensione, si deve
inoltre tenere conto delle azioni tangenti esercitate dal vento.
L'azione d'insieme esercitata dal vento su una costruzione è data
dalla risultante delle azioni sui singoli elementi, considerando di
regola, come direzione del vento, quella corrispondente ad uno degli
assi principali della pianta della costruzione; in casi particolari
come ad esempio per le torri, si deve considerare anche l'ipotesi di
vento spirante secondo la direzione di una delle diagonali.
7.2.
PRESSIONE DEL VENTO
La pressione del vento è data dall'espressione:
p = qref × ce × cp × cd
dove:
qref è la
pressione cinetica di riferimento di cui al punto 7.4.;
ce è il coefficiente di esposizione di cui al punto
7.5.;
cp è il coefficiente di forma (o coefficiente
aerodinamico), funzione della tipologia e della geometria della
costruzione e del suo orientamento rispetto alla direzione del
vento. Il suo valore può essere ricavato da dati suffragati da
opportuna documentazione o da prove sperimentali in galleria del
vento;
cd è il coefficiente dinamico con cui si tiene
conto degli effetti riduttivi associati alla non contemporaneità..
delle massime pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti
alle vibrazioni strutturali.
C.7.2.
COEFFICIENTI DI FORMA E DINAMICO
Indicazioni per la valutazione del coefficiente di forma (o
coefficiente aerodinamico) sono fornite al punto C.7.6. Indicazioni
per la valutazione del coefficiente dinamico sono fornite al punto
C.7.8.
7.3.
AZIONE TANGENTE DEL VENTO
L'azione tangente per unità di superficie parallela alla direzione
del vento è data dall'espressione:
pf = qref × ce × cf
dove:
qref, ce
sono definiti al punto 7.2.;
cf è il coefficiente d'attrito funzione della
scabrezza della superficie sulla quale il vento esercita l'azione
tangente.
C.7.3.
COEFFICIENTE D'ATTRITO
Indicazioni per la valutazione del coefficiente d'attrito sono
fornite al punto C.7.7.
7.4.
PRESSIONE CINETICA DI RIFERIMENTO
La pressione cinetica di riferimento qref (in N/m2)
è data dall'espressione
qref =
nella quale vref
è la velocità di riferimento del vento (in m/s).
La velocità di riferimento vref è il valore
massimo, riferito ad un intervallo di ritorno di 50 anni, della
velocità del vento misurata a 10 m dal suolo su un terreno di II
categoria (vedi tabella 7.2.) e mediata su 10 minuti. In mancanza di
adeguate indagini statistiche è data dall'espressione
vref = vref.0 | per as
![]() |
vref = vref.0 + ka × (as - a0) | per as > a0 |
dove:
vref.0 , a0,
ka sono dati dalla tabella 7.1. in funzione
della zona, definita in figura 7.1., ove sorge la costruzione,
as è l'altitudine sul livello del mare (in m) del
sito dove sorge la costruzione.
Zona |
Descrizione |
vref.0 (m/s) |
a0 (m) |
ka (1/s) |
1 |
Valle d’Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino Alto Adige, Veneto, Friuli Venezia Giulia (con l’eccezione della provincia di Trieste) |
25 |
1000 |
0,012 |
2 |
Emilia Romagna |
25 |
750 |
0,024 |
3 |
Toscana, Marche, Umbria, Lazio, Abruzzo, Molise, Campania, Puglia, Basilicata, Calabria (esclusa la provincia di Reggio Calabria) |
27 |
500 |
0,030 |
4 |
Sicilia e provincia di Reggio Calabria |
28 |
500 |
0,030 |
5 |
Sardegna (zona a oriente della retta congiungente Capo Teulada con l’Isola di Maddalena) |
28 |
750 |
0,024 |
6 |
Sardegna (zona a occidente della retta congiungente Capo Teulada con l’isola di Maddalena) |
28 |
500 |
0,030 |
7 |
Liguria |
29 |
1000 |
0,024 |
8 |
Provincia di Trieste |
31 |
1500 |
0,012 |
9 |
Isole (con l’eccezione di Sicilia e Sardegna) a mare aperto |
31 |
500 |
0,030 |
Tabella 7.1.
C.7.4.
PERIODI DI RITORNO
Per le strutture di grande importanza, il progettista potrà
adottare valori della velocità di riferimento del vento associati a
un intervallo di ritorno superiore a 50 anni.
Per le costruzioni isolate che interessano soltanto marginalmente la
pubblica incolumità o per le strutture a carattere temporaneo,
eventuali riduzioni della velocità di riferimento associate ad un
intervallo di ritorno inferiore a 50 anni dovranno essere
autorizzate dal Servizio Tecnico Centrale, sentito, qualora
necessario, il Consiglio Superiore dei LL.PP.
In mancanza di indagini statistiche adeguate, la velocità di
riferimento del vento Vref (TR) riferita ad un
generico intervallo di ritorno TR è data
dall'espressione
Vref (TR) = a R × Vref
dove:
Vref è la velocità di
riferimento del vento associata a un intervallo di ritorno di 50
anni;
R
è un coefficiente fornito dalla figura C.7.4. a cui corrisponde
l'espressione:
R = 0,65
7.5.
COEFFICIENTE DI ESPOSIZIONE
Il coefficiente di esposizione ce dipende
dall'altezza della costruzione z sul suolo, dalla rugosità e dalla
topografia del terreno, dall'esposizione del sito ove sorge la
costruzione. È dato dalla formula
ce (z) = k2
× ct × ln per
z
zmin
ce (z) = ce (zmin) per z < zmin
dove:
kr, z0, zmin
sono assegnati in tabella 7.2. in funzione della categoria di
esposizione del sito ove sorge la costruzione;
ct è il coefficiente di topografia.
In mancanza di analisi che
tengano conto sia della direzione di provenienza del vento sia delle
variazioni di rugosità del terreno, la categoria di esposizione è
assegnata nella figura 7.2. in funzione della posizione geografica
del sito ove sorge la costruzione e della classe di rugosità del
terreno definita in tabella 7.3.
Il coefficiente di topografia ct è posto di
regola pari a 1 sia per le zone pianeggianti sia per quelle
ondulate, collinose, montane. In questo caso la figura 7.3. riporta
i diagrammi di ce per le diverse categorie di
esposizione.
Nel caso di costruzioni ubicate presso la sommità di colline o
pendii isolati il coefficiente di topografia ct
deve essere valutato con analisi più approfondite.
Categorie di esposizione del sito |
kr |
z0 (m) |
zmin (m) |
I |
0,17 |
0,01 |
2 |
II |
0,19 |
0,05 |
4 |
III |
0,20 |
0,10 |
5 |
IV |
0,22 |
0,30 |
8 |
V |
0,23 |
0,70 |
12 |
Tabella 7.2.
Nelle fasce entro i 40 Km dalla costa delle zone 1, 2, 3, 4, 5 e 6, la categoria di esposizione è indipendente dall'altitudine del sito.
Classi di rugosità del terreno |
Descrizione |
A |
Aree urbane in cui almeno il 15% della superficie sia coperto da edifici la cui altezza media superi i 15m |
B |
Aree urbane (non di classe A), suburbane, industriali e boschive |
C |
Aree con ostacoli diffusi (alberi, case, muri, recinzioni, ...), aree con rugosità non riconducibile alle classi A, B, D |
D |
Aree prive di ostacoli o con al più rari ostacoli isolati (aperta campagna, aeroporti, aree agricole, pascoli, zone paludose o sabbiose, superfici innevate o ghiacciate, mare, laghi, ...) |
L’assegnazione
della classe di rugosità non dipende dalla conformazione
orografica e topografica del terreno. Affinché una costruzione possa dirsi ubicata in classe di rugosità A o B è necessario che la situazione che contraddistingue la classe permanga intorno alla costruzione per non meno di 1 km e comunque non meno di 20 volte l’altezza della costruzione. Laddove sussistano dubbi sulla scelta della classe di rugosità, a meno di analisi rigorose, verrà assegnata la classe più sfavorevole. |
Tabella 7.3.
C.7.5.
COEFFICIENTI DI ESPOSIZIONE E DI TOPOGRAFIA
Il coefficiente di esposizione ce varia lungo l'altezza
fuori terra (z) della costruzione. In figura 7.3. sono riportate le
leggi di variazione di ce per le diverse categorie di esposizione,
nel caso di coefficiente di topografia ct = 1.
I valori del coefficiente di topografia ct, riferito alla
componente del vento ortogonale al ciglio della collina o del
pendio, fatte salve più approfondite analisi, possono essere
calcolati con le formule di seguito riportate.
Dette H l'altezza della collina o
del dislivello, e
la sua pendenza media (figura C.7.5.), il coefficiente ct
fornito dai capoversi a), b), c) varia lungo l'altezza z della
costruzione secondo un coefficiente dato da:
![]() |
per | ![]() ![]() |
![]() ![]() |
per | 0,75<![]() ![]() |
![]() |
per | ![]() |
e con la pendenza
secondo un coefficiente
dato da:
|
per |
|
|
per |
0,10< |
|
per |
|
a) Costruzioni ubicate sulla cresta di una collina (figura C.7.5.a):
ct = 1 +
×
b) Costruzioni sul livello
superiore di un dislivello (figura C.7.5.b):
ct = 1+
×
×
(1-0,1×
)
1
c) Costruzioni su di un pendio (figura C.7.5.c):
ct = 1+
×
×
C.7.6.
COEFFICIENTE DI FORMA (O AERODINAMICO)
In assenza di valutazioni più precise, suffragate da opportuna
documentazione o da prove sperimentali in galleria del vento, si
assumono i valori riportati ai punti seguenti.
C.7.6.1.
EDIFICI A PIANTA RETTANGOLARE CON COPERTURE PIANE A FALDE INCLINATE
O CURVE
Per la valutazione della pressione esterna si assumerà (vedere
figura C.7.6.):
- per elementi sopravento (cioè direttamente investiti dal vento)
con inclinazione sull'orizzontale 60°:
cpe= +0,8
- per elementi sopravento, con
inclinazione sull'orizzontale 20°<<60°:
cpe = +0,03×
-1 (
in
gradi)
- per elementi sopravento, con
inclinazione sull'orizzontale 0°20°
e per elementi sottovento (intendendo come tali quelli non
direttamente investiti dal vento o quelli investiti da vento
radente):
cpe= - 0,4
Per la valutazione della pressione interna si assumerà (vedere figura C.7.7.):
- per costruzioni completamente
stagne:
cpi = 0
- per costruzioni non stagne:
cpi = 0,2
(scegliendo il segno che dà luogo alla combinazione più
sfavorevole);
- per costruzioni che hanno (o
possono anche avere in condizioni eccezionali) una parete con
aperture di superficie non minore di 1/3 di quella totale:
cpi = + 0,8 quando la parete aperta è sopravento;
cpi = - 0,5 quando la parete aperta è sottovento o
parallela al vento;
- per costruzioni che presentano su
due pareti opposte, normali alla direzione del vento, aperture di
superficie non minore di 1/3 di quella totale:
cpe + cpi = 1,2
per gli elementi normali alla direzione del vento;
cpi = 0,2
per i rimanenti elementi.
C.7.6.2.
COPERTURE MULTIPLE
Si intende per copertura multipla un insieme di elementi identici e
contigui (ad esempio coperture a shed, a conoidi, ecc.).
C.7.6.2.1. - Per la determinazione delle azioni dovute al vento diretto normalmente alle linee di colmo si procede alle valutazioni seguenti.
Azioni esterne sui singoli
elementi:
- per la prima copertura colpita dal vento valgono i coefficienti
stabiliti nel punto C.7.6.1.;
- per la seconda copertura il coefficiente relativo allo spiovente
sopravento viene ridotto del 25%;
- per tutte le coperture successive i coefficienti relativi ad
ambedue gli spioventi vengono ridotti del 25%.
Azioni d'insieme:
- si applicano al primo e all'ultimo spiovente le pressioni valutate
secondo i coefficienti indicati nel punto C.7.6.1.;
- contemporaneamente si considera applicata alla superficie
proiettata in piano di tutte le parti del tetto, una azione
superficiale orizzontale di tipo tangenziale il cui valore unitario
è assunto convenzionalmente pari a: 0,10 qref ce
C.7.6.2.2. - Per la determinazione delle azioni dovute al vento diretto parallelamente alle linee di colmo (e ai piani di falda) si considererà in ogni caso un'azione tangente come definita al punto 7.3., utilizzando i coefficienti di attrito indicati in tabella C.7.5. al punto C.7.7.
C.7.6.3.
Tettoie e pensiline isolate
Per tettoie o pensiline isolate ad uno o due spioventi per le quali
il rapporto tra l'altezza totale sul suolo o la massima dimensione
in pianta non è maggiore di uno, si assumeranno i seguenti valori
del coefficiente cp:
- tettoie e pensiline a due
spioventi piani (vedere figura C.7.8.)
cp = 0,6 × (1 + sin )
per spiovente sopravento
cp = 0,6 per spiovente sottovento
- tettoie e pensiline a un solo
spiovente piano (vedere figura C.7.8.)
cp = 0,8 per
35°
cp = 1,2 per
>35°
C.7.6.4. TRAVI AD ANIMA PIENA E RETICOLARI
Travi isolate.
Indicate con:
S = la superficie delimitata dal contorno della trave;
Sp = la superficie della parte piena della trave;
= Sp/S;
la pressione totale va considerata
agente solo su Sp e va valutata utilizzando i seguenti
valori per il coefficiente cp:
cp = 2-4/3 ×
per 0
<0,3
cp = 1,6 per 0,3
0,8
cp = 2,4 -
per 0,8<
1
Travi multiple.
Nel caso di più travi disposte parallelamente a distanza d non
maggiore del doppio dell'altezza h, il valore della pressione
sull'elemento successivo sarà pari a quello sull'elemento
precedente moltiplicando per un coefficiente di riduzione dato da:
=
1-1,2 ×
per
2/3
= 0,2
per
>2/3
Per d/h 5
gli elementi vengono considerati come isolati.
Per 2 <d/h <5 si procede all'interpolazione lineare.
C.7.6.5.
TORRI E PALI A TRALICCIO A SEZIONE RETTANGOLARE O QUADRATA.
Per torri e pali a traliccio a sezione rettangolare o quadrata, per
vento spirante normalmente ad una delle pareti, salvo più accurate
valutazioni, i coefficienti di forma sono da valutare nel modo
seguente:
cp =
L'azione di insieme esercitata dal
vento spirante normalmente ad una delle pareti va valutata con
riferimento alla superficie della parte piena di una sola faccia.
Per vento spirante secondo la bisettrice dell'angolo formato da due
pareti, l'azione d'insieme è pari a 1,15 volte quella sopra
definita.
Salvo documentazione specifica, i medesimi coefficienti si adottano
cautelativamente anche per torri a sezione triangolare per le quali
non è da applicare il coefficiente 1,15 suddetto.
C.7.6.6.
CORPI CILINDRICI
Per i corpi cilindrici a sezione circolare di diametro d e lunghezza
h i coefficienti di forma sono i seguenti:
cp = (1,783
-
×
d × Ö q)
essendo d espresso in metri e q = qref
× ce (N/m2), con qref , ce
definiti rispettivamente ai punti 7.4. e 7.5.
L'azione di insieme esercitata dal vento va valutata con riferimento
alla superficie proiettata nel piano ortogonale alla direzione del
vento.
Le espressioni sopra indicate valgono anche per i corpi prismatici a
sezione di poligono regolare di otto o più lati, essendo d il
diametro del cerchio circoscritto.
C.7.6.7.
CORPI SFERICI
Per una sfera di raggio R l'azione di insieme esercitata dal vento
va valutata con riferimento alla superficie proiettata sul piano
ortogonale alla direzione del vento, S=
× R2, utilizzando il coefficiente cp=0,35.
C.7.6.8.
PRESSIONI MASSIME LOCALI
Le pressioni massime locali non vengono messe in conto per la
determinazione delle azioni d'insieme:
a) nei casi di cui ai punti C.7.6.1., C.7.6.2 e C.7.6.3, nelle zone
di discontinuità della forma esterna della costruzione, il valore
assoluto del coefficiente di pressione può subire sensibili
incrementi.
Convenzionalmente, il valore massimo locale della pressione si
otterrà applicando un coefficiente c=
1,6;
b) nei casi di cui ai punti C.7.6.6. e C.7.6.7. le pressioni massime
locali vanno determinate utilizzando il coefficiente di forma c, la
cui distribuzione è rappresentata in figura C.7.9.
Per le curve |
Per le curve |
||||
a |
a |
b |
a |
a |
b |
0° |
+1,00 |
+1,00 |
70° |
-2,15 |
-0,80 |
10° |
+0,90 |
+0,95 |
80° |
-2,37 |
-0,73 |
20° |
+0,55 |
+0,80 |
90° |
-2,45 |
-0,50 |
30° |
+0,05 |
+0,50 |
100° |
-2,38 |
-0,50 |
40° |
-0,50 |
0 |
110° |
-2,10 |
-0,50 |
50° |
-1,10 |
-0,45 |
115° |
-1,24 |
-0,50 |
60° |
-1,70 |
-0,72 |
120°-180° |
-0,25 |
-0,50 |
C.7.7.
COEFFICIENTE DI ATTRITO
In assenza di più precise valutazioni suffragate da opportuna
documentazione o da prove sperimentali in galleria del vento, si
assumeranno i valori riportati nella tabella C.7.4.
Superficie |
coefficiente d’attrito cf |
Liscia (acciaio, cemento a faccia liscia, ...) |
0,01 |
Scabra (cemento a faccia scabra, catrame, ... |
0,02 |
Molto scabra (ondulata, costolata, piegata, ...) |
0,04 |
Tabella C.7.4.
C.7.8.
COEFFICIENTE DINAMICO
In mancanza di più precise valutazioni suffragate da opportuna
documentazione, le figure C.7.10. e C.7.11. forniscono il
coefficiente dinamico degli edifici e delle ciminiere di altezza
minore di 200 m. La figura C.7.12. fornisce il coefficiente dinamico
dei ponti a travata la cui massima campata non superi la lunghezza
di 200 m.
Valori più accurati del coefficiente dinamico possono essere
ottenuti applicando procedimenti più dettagliati di comprovata
affidabilità.
Ogni qualvolta il coefficiente dinamico fornito dalla figura C.7.11.
E’ maggiore di 1,2, questo parametro sarà valutato secondo
procedimenti di comprovata affidabilità. Il ricorso a tali
procedimenti è inoltre raccomandato quando il coefficiente dinamico
risulti compreso fra 1,0 e 1,2.
Per tutte le tipologie strutturali non contemplate nelle figure
precedenti il coefficiente dinamico sarà valutato secondo
procedimenti di comprovata affidabilità.
8.
VARIAZIONI TERMICHE
Si considerano le variazioni di temperatura rispetto a quella
iniziale di riferimento, assunta quale convenzionale zero termico.
Per gli edifici la variazione termica massima nell'arco dell'anno,
nel singolo elemento strutturale è assunta convenzionalmente pari
a:
- Strutture in c.a. e c.a.p.:
esposte
15°C;
protette
10°C;
- Strutture in acciaio:
esposte
25°C;
protette
15°C.
Di regola, per le strutture
monodimensionali, la variazione termica si può considerare uniforme
sulla sezione e costante su ogni elemento strutturale.
In casi particolari può essere necessario considerare, oltre alla
variazione uniforme, anche una seconda distinta condizione di più
breve durata con variazione lineare della temperatura nella sezione.
Va inoltre tenuto presente che possono aversi differenze di
temperatura tra struttura ed elementi non strutturali ad essa
collegati.
C.8.
VARIAZIONI TERMICHE
Per valutazioni più approfondite si potrà fare utile riferimento
ai documenti tecnici delle Consiglio Nazionale delle Ricerche
"Effetti della temperatura nelle strutture di calcestruzzo:
determinazione della distribuzione di temperatura, CNR-DT3/87"
ed "Effetto della temperatura nelle strutture di calcestruzzo
armato: analisi strutturale, CNR-DT4/87".
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