Il carichi morti in una struttura rappresentano il peso di tutti gli elementi che partecipano alla sua costruzione, e quelli che vengono aggiunti successivamente e rimangono fissi ad essa.
Sono gli elementi permanenti, tra i quali sono compresi i carichi delle pareti, del soffitto, dei vetri, delle finestre, delle colonne, dell'impianto idraulico, dei serbatoi, dell'impianto elettrico, dei condizionatori ed altri.
Si noti che le persone di passaggio, i mobili o i veicoli non sono inclusi, poiché si tratta di carichi che vengono tenuti in movimento e vengono analizzati separatamente. Questi ultimi sono noti come carichi vivi. Tuttavia, vengono considerati entrambi i tipi di carichi, sia permanenti che transitori carichi strutturali.
Gli ingegneri civili prestano molta attenzione a tutti i carichi che le strutture devono sopportare, poiché devono essere costruite per essere stabili e mantenersi nel tempo. Pertanto, nella progettazione, è necessario iniziare assicurandosi che la struttura resista al proprio peso..
Quindi deve sopportare il peso che si stima essere l'uso finale della struttura. Inoltre, poiché la costruzione deve essere sempre sicura per gli utenti, si cerca di resistere agli elementi che appariranno nel tempo, ovvero il carichi accidentali, come quelli causati da terremoti, vento, neve e acqua.
I carichi morti fanno parte dei carichi gravitazionali, che sono legati al peso. Qualsiasi struttura è soggetta a questi carichi, poiché si trova sempre al centro del campo gravitazionale terrestre..
Indice articolo
-Il principale carico morto di una struttura è il suo stesso peso.
-Si tratta di forze verticali, poiché derivano dal peso, che è diretto verticalmente verso il basso.
-Sono carichi permanenti, perché agiscono per tutto il tempo in cui la costruzione rimane in piedi..
-L'entità dei carichi morti è considerata costante.
-Il suo valore può essere determinato abbastanza accuratamente conoscendo le dimensioni della struttura e le proprietà dei materiali come il loro peso specifico o densità. Questi valori sono tabulati per ogni materiale.
Conoscendo le dimensioni e il peso specifico del materiale con cui è realizzata la struttura, è molto facile valutare il valore del carico morto. Tuttavia, le dimensioni esatte non sono note con precisione all'inizio del progetto..
Questo è il motivo per cui il progettista deve fare un preventivo preliminare, basato sulla sua esperienza. Dopodiché, se necessario, possono essere apportate revisioni e aggiustamenti..
Si segnala inoltre che esistono normative stabilite in ogni paese, con i requisiti riguardanti i materiali e le dimensioni delle strutture..
Come guida per il lettore per avere un'idea dei carichi morti in vari tipi di edifici, sono disponibili le seguenti quantità, a seconda del materiale predominante:
-Legno: 1,9 - 2,4 kN / mDue (40-50 libbre / piediDue)
-Acciaio: 2,9 - 3,6 kN / mDue (60-75 libbre / piediDue)
-Cemento armato: 5,3 - 6,2 kN / mDue (110-130 libbre / piediDue)
Acciaio, legno e cemento sono i materiali più utilizzati nelle costruzioni moderne.
Notare che le unità di carico sono la forza per unità di area. Nel Sistema Internazionale SI la forza è espressa in newton (N), mentre nel sistema britannico è espressa in libbra (lb) o libbra-forza. 1kN equivale a 1000 N.
Per trovare il carico morto totale, in linea di principio vengono aggiunti i singoli pesi di ciascun elemento.
Utilizzando una tabella di densità o pesi specifici (vedi esempi sotto) è possibile calcolare il carico morto di una data struttura, in base alle sue dimensioni.
Se la struttura è una trave, ad esempio, il carico morto viene calcolato moltiplicando il peso specifico del materiale per l'area della sezione trasversale.
Nel caso di una soletta piena, il suo spessore viene moltiplicato per il peso specifico del cemento armato.
Ecco i principali carichi morti di una costruzione:
-Marciapiedi
-Lastre
-Pareti
-Fregi
-Riempitivi
-Pareti
-Partizioni
-Condizionatori d'aria e riscaldatori.
-Impianti idrosanitari e gas.
-Spinta statica di acqua e terra.
Ed ecco i pesi specifici di alcuni materiali comuni nella costruzione. Con loro possiamo calcolare il carico morto di ogni struttura:
-Acciaio: 77,3 kN / m3 (492 libbre / piedi3)
-Cemento armato: 17,4 kN / m3 (111 libbre / piedi3)
-Calcestruzzo (pietra armata): 23,6 kN / m3 (150 libbre / piedi3)
-Compensato: 5,7 kN / m3 (36 libbre / piedi3)
-Muratura di peso normale: 21,2 kN / m3 (13,5 libbre / piedi3)
-Argilla secca: 9,9 kN / m3 (63 libbre / piedi3)
La trave a T, le cui dimensioni sono riportate nella figura seguente, fa parte di un edificio ed è realizzata in calcestruzzo con pietra armata.
Per calcolare il carico morto, viene utilizzato il valore del peso specifico per questa classe di calcestruzzo e moltiplicato per l'area della sezione trasversale, come indicato sopra..
Nel caso della trave, il carico è dato in forza per unità di lunghezza. Notare che è necessario prima convertire da pollici a piedi. Il fattore di conversione necessario è:
1 piede = 12 pollici
La trave è composta da due parti, una orizzontale e una verticale, i cui contributi si sommano per trovare il carico totale, che indicheremo come w.
Questi contributi sono calcolati moltiplicando il peso specifico per l'area della sezione trasversale, come mostrato di seguito:
w = 150 libbre / piedi3 (40 x 8 polliciDue + 18 x 10 polliciDue) (1 piede / 12 pollici)Due = 520,83 libbre / piedi
Notare che la trasformazione delle unità (1 piede / 12 pollici)Due appare contemporaneamente al calcolo del carico.
Ingegneri e costruttori eseguono protocolli per garantire la sicurezza degli edifici. Tuttavia, gli incidenti si verificano quando i carichi non sono distribuiti correttamente.
Nel 2001, una sala del festival a Gerusalemme, Israele, è crollata perché l'edificio aveva subito importanti modifiche strutturali. Originariamente una parte era stata progettata per avere solo due storie e una terza è stata aggiunta in seguito.
Poco prima dell'incidente, i muri erano stati rimossi su uno dei piani inferiori, provocando crepe che preannunciavano il crollo dell'edificio, che alla fine si è verificato durante un matrimonio. Di conseguenza sono morte 23 persone e numerosi sono stati i feriti gravi.
Un altro caso di crollo di una struttura a causa di cambiamenti nel carico morto si era verificato alcuni anni prima del crollo a Gerusalemme..
Era un centro commerciale a Seoul, in Corea del Sud, in cui morirono circa 500 persone e più di mille rimasero ferite, quando l'edificio crollò nel 1995, uno dei più grandi disastri della Corea in tempo di pace..
L'edificio ha subito importanti modifiche, in quanto originariamente concepito per uso residenziale: diverse colonne di sostegno sono state ristrette per dare spazio ad una scala mobile.
Dopo un po 'i proprietari decisero di aggiungere un altro piano, destinato a ristoranti, per il quale fu fortemente modificato l'impianto di riscaldamento, attraverso i tubi dell'acqua calda che correvano sotto il pavimento del ristorante, così come quello degli enormi condizionatori d'aria installati sul soffitto.
Queste strutture fanno parte del carico morto di un edificio, ma il progetto originale non prevedeva questo aumento del 300% del carico, quindi l'edificio, già indebolito, è finito per crollare.
Ciò indica l'importanza di considerare correttamente i carichi nella progettazione di un edificio e le conseguenze di apportare modifiche strutturali gravi..
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.