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Calcoli di ingegneria con Excel

Il volume è rivolto a professionisti quali architetti, geometri e ingegneri che devono affrontare problemi di carattere strutturale divenuti più complicati dopo che le nuove norme tecniche hanno introdotto gli stati limite ultimi, gli stati limite di esercizio, nuove classi di resistenza per i materiali, nuove combinazioni di carico e nuovi coefficienti di sicurezza.

Il testo, che si propone quindi come una guida operativa per i progettisti, affronta i problemi relativi al calcolo di travi in acciaio, travi in legno, solai in latero-cemento, solai in lamiera grecata con soletta collaborante e la verifica a punzonamento di strutture in cemento armato.

Vengono illustrate procedure di calcolo semplificate senza rinunciare al rigore richiesto dalle normative e ogni procedura è accompagnata da esempi numerici e da un foglio di calcolo con relative istruzioni di utilizzo che semplificano ulteriormente il lavoro del progettista. Ogni singolo foglio di calcolo effettua automaticamente tutte le verifiche necessarie. I dati di input sono quelli minimi e indispensabili quali la geometria degli elementi strutturali e l’entità dei carichi. I fogli di calcolo sono pronti per essere stampati e allegati al fascicolo dei calcoli come richiesto dalla normativa.

Gli argomenti trattati prendono a riferimento i contenuti delle norme italiane del Decreto Ministeriale 14 giugno 2008 e della Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009, del documento tecnico CNR-DT 206/2007 e dell’Eurocodice 3 per le strutture in legno, dell’Eurocodice 2 per il punzonamento e dell’Eurocodice 4 per le solette in lamiera grecata con soletta collaborante.

Il software allegato, parte integrante della pubblicazione, include i seguenti fogli di calcolo in Excel:

• verifica di travi rettangolari in legno;
• verifica di travi in acciaio;
• verifica a punzonamento di elementi in cemento armato;
• verifica di solai in latero-cemento;
• calcolo e verifica di solai in lamiera grecata con soletta collaborante.

REQUISITI HARDWARE E SOFTWARE

Per utenti MS Windows: Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7 (per utenti MS Windows Vista e MS Windows 7 sono necessari i privilegi di “amministratore”); 60 MB liberi sull’HDD; RAM: 256 MB per MS Windows XP, 512 MB per MS Windows Vista/7; MS Excel 2003.

Per utenti Macintosh: Processore Intel da 2.00 GHz; Mac OS X 10.6/10.7; 300 MB liberi sull’HDD; RAM: 1 GB per Mac OS X 10.6, 2 GB per Mac OS X 10.7; MS Excel 2004.

AUTORE

Giovanni Cerretini, ingegnere civile libero professionista, svolge attività di supporto alla didattica presso la facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Firenze per la cattedra di Tecnica delle Costruzioni

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Apertura vani in pareti portanti in zona sismica

Quinta edizione aggiornata alla circolare 2 febbraio 2009, n.617 Il volume è rivolto ai progettisti che si occupano di interventi sul patrimonio edilizio esistente, anche sottoposto a vincolo storico-artistico. Si tratta del problema che nasce con i progetti di ristrutturazione o di riorganizzazioni funzionali di edifici in muratura, che prevedono una diversa distribuzione interna con modifica delle aperture nei muri portanti (spostamento di vani porte, nuove aperture di vani porte o finestre ecc.). L’indebolimento (in termini sia di resistenza che di rigidezza alle azioni sismiche orizzontali) causato alla struttura da queste nuove aperture deve essere colmato con la progettazione di opere di rinforzo e/o consolidamento in modo da ripristinare le condizioni iniziali ante intervento.
Si impone quindi una valutazione analitica che dimostri, nel caso del miglioramento sismico, un aumento del coefficiente di sicurezza, in particolare nei confronti delle azioni orizzontali; ciò non si ottiene sempre con il massimo rinforzo. Infatti, un eccessivo aumento della rigidezza di alcune pareti rispetto ad altre (ad esempio per effetto di rinforzo mediante lastre di placcaggio in c.a.), può provocare una variazione del comportamento globale del piano e quindi dell’edificio, con la nascita di azioni impreviste (ad esempio effetti torcenti a causa dell’allontanamento del baricentro delle masse da quello delle rigidezze).
Nel testo vengono presi a riferimento i contenuti delle recenti norme in materia che, a partire dall’O.P.C.M. n. 3274/2003 fino ad arrivare al decreto ministeriale 14 gennaio 2008 e alla relativa Circolare 2 febbraio 2009, n. 617, hanno colmato un “silenzio” normativo in materia durato oltre venti anni.
Il testo si propone quindi come una guida operativa per i progettisti ed il software allegato consente di accedere alle seguenti utility: esempio di relazione illustrativa sulle metodologie di calcolo e di verifica adottate; fogli di calcolo per la verifica di aperture in pareti portanti, per le verifiche agli SLU sul telaio e relativi collegamenti saldati e sull’architrave; esempi numerici di calcolo.

Requisiti minimi hardware e software
Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7 (per utenti MS Windows Vista e MS Windows 7 sono necessari i privilegi di “amministratore”); 10 MB liberi sull’HDD; 256 MB di RAM per MS Windows XP; 512 MB di RAM per MS Windows Vista/7; MS Office 2003.

Claudio Ciavattini, ingegnere civile, libero professionista e Dottore di Ricerca in Ingegneria Edile al Politecnico di Torino e Università di Pisa dove ha svolto ricerca e supporto alla didattica presso la facoltà di Ingegneria per le cattedre di Architettura Tecnica e Recupero e Conservazione degli Edifici.

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Edifici in legno a struttura portante con pannelli X-Lam

Dimensionamento completo di un edificio fino agli elementi metallici di connessione

Guida pratica e software per il calcolo delle viti e delle connessioni metalliche dei pannelli strutturali

– Analisi dei carichi e dimensionamento sollecitazioni da sisma

– Ricerca del centro di massa e delle rigidezze con redistribuzione delle sollecitazioni

– Calcolo della viteria e delle connessioni metalliche

– Stampa della relazione di calcolo

– Normativa di riferimento

Conforme a quanto disposto dalle NTC 2008 e dagli EC8 ed EC5

Unica nel suo genere, la guida ed il software incluso, rappresentano uno strumento di lavoro semplice ed efficace per implementare l’analisi delle sollecitazioni e per il calcolo delle strutture in compensato di tavole ed il calcolo della carpenteria metallica.

I software di calcolo presenti sul mercato eseguono fondamentalmente il calcolo di strutture in cemento armato, acciaio o a muratura portante; solo in questi ultimi anni si sono inseriti nel mercato programmi che sono stati integrati con elementi o estensioni che trattano il dimensionamento delle strutture in legno. A parte i software dedicati, realizzati per le coperture a struttura lignea ed associati a macchine di taglio a controllo numerico, non esistono software che calcolino anche la viteria e la metallica, al pari di quelli per le strutture in cemento armato. Di contro, i maggiori produttori di pannelli in compensato di tavole, mettono a disposizione dei fogli di calcolo per il dimensionamento dei pannelli parete e dei pannelli solaio. Allo stesso modo i maggiori produttori di viteria per legno offrono dei fogli di calcolo per il dimensionamento delle proprie viti.

Da tali considerazioni è nata l’esigenza di una guida e di un software che colmassero questo vuoto, fornendo un valido strumento di lavoro per aiutare il progettista di strutture a pannelli X-Lam a sviluppare il proprio progetto.

Il software incluso, disponibile attraverso il servizio G-cloud di Grafill, è costituito da fogli di calcolo in Microsoft Excel organizzati nei seguenti moduli:

–Analisi dei carichi: inserendo i dati geometrici dell’edificio, la località, i materiali che caratterizzano la copertura ed i solai di piano, restituisce come risultato le sollecitazioni verticali, neve, vento e sisma.

–Determinazione del centro di massa e della rigidezza: inserendo i dati geometrici dei singoli elementi strutturali, in base a quanto già ottenuto dal modulo “Analisi dei carichi”, restituisce come risultato le sollecitazioni su ogni singolo elemento.

–Calcolo delle viti e degli Hold Down: in base alle sollecitazioni sui singoli elementi strutturali, pannelli, vengono dimensionate le viti e le staffe necessarie per i vari collegamenti.

I fogli di calcolo effettuano la verifica di edifici esistenti e la verifica dell’accettabilità dei risultati come prescritto al paragrafo 10.2 delle NTC 2008.

Unitamente ai fogli di calcolo sono disponibili le seguenti utilità:

–Normativa (banca dati delle principali norme di riferimento);

–Glossario (principali termini tecnico-normativi);

–F.A.Q. (domande e risposte sui principali argomenti);

–Test iniziale (verifica della formazione di base);

–Test finale (verifica dei concetti analizzati).

Requisiti minimi hardware e software

Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7/8 (per utenti MS Windows Vista/7/8 sono necessari i privilegi di “amministratore”); 250 MB liberi sull’HDD; 1 GB di RAM; MS Excel 2010; Adobe Reader 10; Accesso ad internet e browser web per il download del software (supportati Firefox 4, Opera 10, Safari 5, Chrome 12, Internet Explorer 7).