Carico distribuito
La neve si è posata sulla copertura di un magazzino: 2,1 kN/m² di progetto, più 0,5 della copertura stessa. È un carico al metro quadrato. Un arcareccio in profilato a U 20P porta una fascia di copertura larga 1,5 m — la distanza dagli arcarecci vicini. Su un metro di arcareccio arrivano 2,6 × 1,5 = 3,9 kN più il suo peso proprio: q = 4,08 kN/m. Se si inserisce 2,6 nella formula della freccia come kN/m, sulla carta l'arcareccio si inflette di 15 mm, nella realtà di 22 con un ammissibile di 24.
Il carico distribuito è una forza spalmata su una lunghezza o su una superficie. Su un solaio agisce in kN/m², su una trave in kN/m. Il passaggio è uno solo: moltiplicare per la larghezza d'influenza, cioè per l'interasse delle travi. Lastra e impalcato raccolgono il carico dalla superficie, le travi dalle fasce, i pilastri dalle aree d'influenza. Un errore in questa moltiplicazione non si vede nelle unità, se non le si scrive: sia 2,6 sia 3,9 sono «solo un carico».
| Notazione | q — lineare, kN/m; p, g, s — superficiali, kN/m² = kPa |
| Relazione | q = p · a, dove a è la larghezza d'influenza della trave, m; 1 kN/m = 1 N/mm |
| Numeri di riferimento | 1 kN/m² ≈ 102 kgf/m² · un metro d'acqua — 9,81 kN/m² · abitazione 1,5 · neve zona III 1,5 |
| Trave su due appoggi | M = qL²/8, R = qL/2, f = 5qL⁴/384EI |
| Mensola | M = qL²/2, R = qL, f = qL⁴/8EI |
| Dove | analisi dei carichi, calcolo di travi e arcarecci, schemi di carico nelle tavole KM e KZh (strutture in acciaio e in cemento armato) |
01 · Definizione
Superficie, fascia, trave
Il carico si raccoglie dall'alto verso il basso. Neve, persone e attrezzature premono sul solaio in kN/m². L'impalcato lo trasmette alle travi, e a ogni trave tocca una fascia larga fino a metà delle campate tra essa e le vicine. Se le travi sono a 3 m l'una dall'altra, la fascia è di 3 m, e ogni metro quadrato diventa 3 kN per metro di trave. Da qui q = p · a: il carico superficiale moltiplicato per la larghezza d'influenza.
Poi il carico lineare determina tutto nella trave. Il momento flettente cresce col quadrato della luce, la freccia con la quarta potenza. Perciò allontanare le travi di una volta e mezza equivale ad aumentare la neve di una volta e mezza, mentre allungare la luce di una volta e mezza aumenta la freccia di cinque volte. Nelle unità si vede subito: kN/m² · m = kN/m, kN/m · m² = kN·m.
Sette carichi su una sola fascia
Le righe sono carichi superficiali. La fascia è ciò che riceve una trave con la larghezza d'influenza scelta, il numero a destra è in kN/m. A sinistra i kN/m² di partenza.
Cinque strutture, una fascia, una freccia
L'azione principale è il pulsante «Avvia carico». Prima sul solaio si posa il carico — neve, persone, pallet o acqua — e il sensore lo indica in kN/m². Poi si evidenzia la fascia d'influenza di una trave, larga quanto l'interasse, e il carico della fascia si raccoglie in una linea: q = p · a. Quindi la vista passa alla trave stessa: frecce del carico lineare, diagramma del momento, reazioni d'appoggio e il flessimetro a metà campata. L'ultimo passo è la verifica di resistenza e di freccia. Sotto la scena si sceglie la struttura — copertura di magazzino, balcone, magazzino, passerella pedonale o piscina — e l'interasse delle travi. Il pulsante «kN/m² come kN/m» mostra il calcolo in cui si è dimenticato di moltiplicare per l'interasse.
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02 · Conversione
Vecchie norme e manuali scrivono il carico in kgf/m²: 150 kgf/m² sono 1,47 kN/m², quasi esattamente 1,5. Per una stima 1 kN/m² ≈ 100 kgf/m², errore del 2 %.
Le norme americane usano psf, libbre per piede quadrato: 40 psf per le abitazioni sono 1,92 kN/m². Il carico lineare è in plf o klf: 1 klf = 14,6 kN/m.
| carico | kN/m² | kgf/m² | kN/m su 3 m | fonte |
| {k} | {v} | {h} | {a} | {n} |
03 · Ordini di grandezza
04 · Strumenti di misura
05 · Regole di scrittura
Serie · Disegno tecnico e CAD
promemoria da tavolo per ogni foglio06 · Unità vicine
07 · Sezione storica
Il carico superficiale non si misura quasi mai direttamente. La neve si pesa per campioni, persone e mobili si prendono dalle norme come statistica: un valore che nella vita utile verrà superato con bassa probabilità. Perciò il carico caratteristico è una convenzione, e il coefficiente parziale γf vi aggiunge un margine per l'incertezza.
Come una struttura porta il carico si può verificare con una prova: il solaio si carica a gradini con un carico di prova — sacchi, acqua in vasche di telo, blocchi di calcestruzzo — e si misura la freccia a ogni gradino. Se la freccia cresce linearmente e dopo lo scarico torna indietro, il materiale lavora in campo elastico e il calcolo è confermato.
Catalogo delle grandezze
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Una goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.
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