Per garantire la longevità e la sicurezza strutturale di un edificio, è essenziale calcolare il carico su un pavimento. Si tratta di conoscere il peso massimo che un pavimento può sopportare senza perdere l'integrità strutturale. Sia che si stia progettando un nuovo edificio, sia che si stia ristrutturando un vecchio edificio, sia che si stia determinando la sicurezza di un pavimento in uso, questo calcolo è fondamentale.
Esistono due tipi principali di carichi su un pavimento: il carico vivo e il carico morto. Il peso degli elementi permanenti di un edificio, come le pareti, le colonne e il pavimento, viene definito "carico morto"." Al contrario, i componenti mobili o temporanei come arredi, persone e attrezzature sono inclusi nel carico vivo. Il carico totale che un pavimento può sostenere in sicurezza deve tenere conto di entrambi i tipi di carichi.
Architetti e ingegneri utilizzano formule precise e standard stabiliti dalle normative edilizie per calcolare questi carichi con precisione. Considerano le misure del pavimento, i materiali utilizzati per la costruzione e l'uso previsto dell'area. Ad esempio, i requisiti di carico di un pavimento in un edificio residenziale differiscono da quelli di un pavimento in un ambiente commerciale o industriale.
Il calcolo dei carichi è influenzato anche da variabili come il programma di manutenzione previsto, l'attività sismica e le condizioni climatiche. Gli edifici in aree sismicamente attive, ad esempio, devono tenere in considerazione carichi dinamici aggiuntivi durante gli eventi sismici.
Una volta calcolati i carichi, gli ingegneri possono identificare i materiali giusti e i supporti strutturali necessari per garantire la durata e la sicurezza a lungo termine del pavimento. Oltre a salvaguardare gli occupanti, questa procedura aiuta a ottimizzare il progetto per soddisfare i requisiti funzionali e di sicurezza.
| Fattore | Metodo di calcolo |
| 1. Carico morto | Somma dei pesi dei componenti permanenti come gli elementi strutturali, le finiture e le attrezzature fisse. |
| 2. Carico vivo | Peso degli oggetti mobili e delle persone che il pavimento è progettato per supportare, tipicamente specificato dai regolamenti edilizi. |
Per calcolare il carico di un solaio è necessario tenere conto di diversi elementi, tra cui le norme di sicurezza, i materiali utilizzati e la destinazione d'uso dell'area. In questo articolo verranno trattati i fondamenti del calcolo dei carichi, insieme a consigli ed esempi utili per aiutare i costruttori e i proprietari di case a determinare il peso che un pavimento può sostenere in sicurezza. I lettori potranno capire meglio come garantire l'integrità strutturale e la sicurezza dei loro edifici attenendosi a queste linee guida."
- Come trovare il carico calcolato sulla soletta
- Raccolta dei carichi per il soffitto
- Il peso del solaio
- Carichi permanenti di sovrapposizione
- Carichi temporanei sulla soletta
- Il carico totale
- Video sull'argomento
- Test sulle piastre cave
- Soffitto monolitico. Calcolo della flessione
- Raccolta dei carichi sulla soletta
Come trovare il carico calcolato sulla soletta
Il carico ammissibile sul sormonto per le piastre cave è già stato determinato dagli esperti dell'impianto di cemento armato e il valore risultante è stato inserito nella marcatura. Pertanto, non è necessario eseguire questo calcolo a mano. Basta essere in grado di leggerle.
Il marchio della lastra, secondo le norme GOST 9561-2016 e GOST 23009, è composto da due serie di caratteri divisi da un trattino:
- Il primo gruppo indica il tipo di lastra, la sua lunghezza e la sua larghezza in decimetri, arrotondati a un valore intero.
- Nel secondo gruppo, il primo valore è solo il carico calcolato sulla soletta in KPA (kgf – m 2). Poi indicano la classe di acciaio dell'armatura tesa, il tipo di calcestruzzo e le caratteristiche aggiuntive, se sono: resistenza sismica, resistenza chimica e simili.
Ad esempio, se la stufa è contrassegnata dalla sigla 1PK 42.15-8, che indica che si trova di fronte a voi:
- uno spessore di 220 mm con vuoti di sezione circolare di 159 mm (1PK);
- circa 4200 mm di lunghezza;
- una larghezza di circa 1500 mm;
- con un carico ammissibile calcolato sul solaio di 8 kPa.
Tuttavia, alcune aziende continuano a marcare i loro solai utilizzando metodi antiquati piuttosto che in conformità con le più recenti normative GOST. In questo caso, ci sarà un trattino dove la lunghezza e la larghezza della piastra sarebbero normalmente separate da un punto. Inoltre, spesso scrivono PC anziché 1PK e appongono l'indice che inizia con 2PK.
Raccolta dei carichi per il soffitto
Il carico massimo che la soletta sarà in grado di sostenere in condizioni di utilizzo normali è il carico stimato indicato dalla marcatura. Trovare il carico reale sulla piastra e confrontarlo con questo valore normativo è l'obiettivo principale del calcolo aggiuntivo.
La marca della piastra può essere utilizzata per la sovrapposizione se il numero di carichi è inferiore alla media. In caso di scarsità o eccesso di offerta, è necessario scegliere una piastra con una capacità portante superiore.
I tre componenti sommati rappresentano il carico complessivo sulla soletta:
- peso della lastra stessa;
- carichi costanti;
- Carichi temporanei.
Dopo aver effettuato calcoli separati per ciascuno di essi, è sufficiente piegare.
Si consiglia inoltre di ricondurre la norma a questo standard perché la maggior parte dei carichi è misurata in chilogrammi per unità di superficie. Per ottenere questo risultato è sufficiente moltiplicare il valore KPA per 101.97. In particolare, la lastra 1PK 18. 12-8 è in grado di sostenere un carico di 8 kPa, ovvero circa 815 kg/m^2.
Il peso del solaio
Il peso del soffitto stesso, o delle lastre, costituisce la prima parte del carico sul soffitto. Si può ricavare da GOST 26434-2015, che fornisce un riferimento di peso per tutte le lastre di pavimentazione con dimensioni tipiche.
Nello specifico, il peso di riferimento per una delle lastre del nostro esempio (1PK 42.15-8) è di 2.3 tonnellate. In altre parole, 2.3/(4.2 × 1.5) = 0.365 tonnellate, o 365 kg, sarà il carico per metro quadro.
Carichi permanenti di sovrapposizione
Un tipo di carico costante è il peso degli edifici.
- massetto di livellamento in cemento-sabbia;
- pavimentazione;
- comunicazioni nascoste;
- partizioni (non pareti);
- finiture dei soffitti.
Inoltre, la massa della soletta è un carico fisso. Tuttavia, è più comodo calcolarlo con le parentesi perché, nel caso in cui il carico sul pavimento sia eccessivo ma non il peso della piastra, è possibile modificare lo spessore del massetto o la composizione della finitura.
Il peso della finitura, che rappresenta la parte uniformemente distribuita del carico permanente, non può essere misurato, ma deve essere preso per SP 20.13330.2016. Per gli edifici residenziali, il valore standard è 1.5 kPa, ovvero circa 153 kg/m^2. Tuttavia, ci saranno molte partizioni, se presenti, da calcolare. Inoltre, la stessa norma stabilisce che non può essere inferiore a 0.5 kPa, ovvero circa 51 kg/m 2.
Carichi temporanei sulla soletta
I carichi temporanei sono di due tipi:
- Lungo. Si tratta di carichi provenienti da strutture e oggetti fissi che potenzialmente possono essere rimossi dalla soletta. Ad esempio, il peso della macchina è un carico lungo. Un esempio più domestico è rappresentato dai radiatori di riscaldamento dell'impianto a pavimento, la vasca da bagno incorporata.
- A breve termine. Si tratta di carichi di persone, animali, mobili e altri oggetti che possono essere facilmente trasferiti da un luogo all'altro.
Per l'aggiunta di carichi diversi si applicano regole diverse, che rendono necessaria tale separazione.
Pertanto, il carico a lungo termine più grande sul pavimento viene considerato nella sua interezza, mentre un coefficiente di 0.95 si applica a tutti gli altri carichi. Anche il carico maggiore a breve termine non viene diminuito, mentre il secondo carico più significativo viene moltiplicato per un coefficiente pari a 0.9, e i carichi rimanenti sono tutti moltiplicati per 0.7.
A titolo di esempio, nel bagno c'è:
- da carichi lunghi – una vasca da bagno incorporata di 200 kg, una cabina doccia di 75 kg e una lavatrice di 50 kg;
- A breve termine – una persona che pesa 70 kg, un mobile a pavimento che, con il suo contenuto, pesa 25 kg e un comodino che pesa 10 kg.
Il carico cumulativo a lungo termine sulla soletta sarà quindi 200 + 75 × 0.95 + 50 × 0.95 = 318.75 kg. Inoltre, il breve termine è uguale a 70+25 × 0.9+10 × 0.7 = 99.5 kg. 418.25 kg in totale. Inoltre, il denaro ricevuto deve essere suddiviso in base alla dimensione della stanza. Se ci sono più stanze su una soletta, il loro spazio deve essere ripiegato prima di essere diviso.
Il carico totale
La fase finale consiste in un semplice calcolo aritmetico di tutti i tipi di carico. Ma qui c'è una sottigliezza.
Per le lastre di calcestruzzo realizzate in fabbrica, è necessario utilizzare il coefficiente di affidabilità di 1.2 su SP 20.13330.2016. Ciò implica che 1.Altri 2 devono essere aggiunti al carico totale finale. Ora confrontiamo questo dato con il carico ammissibile calcolato per la soletta.
Qualsiasi struttura edilizia deve essere in grado di calcolare il carico su un pavimento per essere sicura e duratura. L'intero peso che il sistema di pavimentazione deve sostenere, comprese le persone, i mobili, le attrezzature e gli elementi esterni come il vento o la neve, viene definito carico su un pavimento. Il calcolo accurato di questo carico è fondamentale per evitare cedimenti strutturali e prolungare la vita della struttura.
Prima di tutto, è fondamentale tenere conto dei carichi vivi e morti quando si calcolano i carichi del pavimento. I pesi statici e permanenti dei componenti stessi dell'edificio, come i pavimenti, le pareti e le partizioni fisse, sono noti come carichi morti. Al contrario, i carichi vivi sono carichi dinamici che sono soggetti a cambiamenti nel tempo. Esempi di questi tipi di carichi sono le persone, i mobili e le attrezzature mobili. Le norme e gli standard edilizi di solito specificano questi carichi per assicurarsi che il pavimento possa sostenere in modo sicuro l'uso previsto.
Gli ingegneri utilizzano particolari formule e linee guida fornite dai regolamenti edilizi e dai principi dell'ingegneria strutturale per calcolare il carico su un pavimento. Tengono conto di variabili come la superficie in metri quadrati, il tipo di occupazione (residenziale, commerciale o industriale) e i carichi massimi previsti. Ad esempio, poiché i pavimenti residenziali sono utilizzati in modo diverso rispetto a quelli commerciali o industriali, richiedono in genere un carico vivo inferiore.
Inoltre, le considerazioni ambientali sono molto importanti nel calcolo del carico. Le strutture situate in aree soggette a nevicate significative o a forti venti devono adeguare di conseguenza i calcoli dei carichi. Per assicurarsi che la struttura sia in grado di resistere a tutte le possibili sollecitazioni, gli ingegneri considerano anche i carichi da neve, i carichi da vento e i carichi sismici (forze del terremoto).
In sintesi, la determinazione del carico su un pavimento richiede una valutazione approfondita delle forze statiche e dinamiche che il pavimento deve sopportare. Gli ingegneri sono in grado di progettare e costruire solai che soddisfano le norme di sicurezza e garantiscono l'integrità strutturale degli edifici per tutta la durata della loro vita, attenendosi ai protocolli stabiliti e utilizzando dati precisi.
Video sull'argomento
Test sulle piastre cave
Soffitto monolitico. Calcolo della flessione
Raccolta dei carichi sulla soletta
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