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Contenuti

1 Introduzione
2 Carichi morti (DL)
3 Carichi vivi (LL)
4 Carichi ambientali
- 4.1 Carico di vento (WL)
- 4.2 Carico di neve (SL)
- 4.3 Carico di terremoto
- 4.4 Carichi termici
- 4.5 Carichi di assestamento
5 Elettricità
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7 Riferimenti esterni

Introduzione

L’analisi strutturale è una parte molto importante della progettazione di edifici e altri beni costruiti come ponti e gallerie, poiché i carichi strutturali possono causare stress, deformazioni e spostamenti che possono portare a problemi strutturali o addirittura al fallimento.

I regolamenti edilizi richiedono che le strutture siano progettate e costruite per essere in grado di resistere a tutti i tipi di carico che probabilmente dovranno affrontare durante il loro ciclo di vita.

Ci sono diversi tipi di carico che possono agire su una struttura, la cui natura varia a seconda del progetto, dell’uso, della posizione e dei materiali utilizzati. I requisiti di progettazione sono generalmente specificati in termini di carichi massimi che una struttura deve essere in grado di sopportare.

I carichi sono generalmente classificati come carichi morti (DL) o carichi vivi (LL):

I carichi morti si riferiscono al peso proprio della struttura e generalmente rimangono costanti durante la vita della struttura.
I carichi vivi, come i carichi da traffico, possono variare.

I carichi possono anche essere classificati come:

Carichi concentrati (o carichi puntuali): Carichi singoli che agiscono su un’area relativamente piccola, come i carichi sulle colonne.
Carichi lineari: Carichi che esercitano un carico lungo una linea, come il peso di un divisorio sul pavimento.
Carichi distribuiti (o di superficie): Questi esercitano un carico su una superficie, come il peso dei pavimenti e dei materiali di copertura.

Carichi morti (DL)

I carichi morti, noti anche come carichi permanenti o statici, sono quelli prevalentemente associati al peso della struttura stessa, e come tali rimangono stazionari e relativamente costanti nel tempo. I carichi morti possono includere il peso di tutti gli elementi strutturali, le partizioni permanenti non strutturali, gli elementi fissi come il cartongesso, gli armadi a muro e così via.

I carichi morti possono essere calcolati valutando i pesi dei materiali specificati e il loro volume come indicato nei disegni. Questo significa che, in teoria, dovrebbe essere possibile calcolare i carichi morti con un buon grado di precisione. Tuttavia, gli ingegneri strutturali sono a volte conservatori con le loro stime, minimizzando le deflessioni potenziali, consentendo un margine di errore e permettendo alterazioni nel tempo, e così i carichi morti di progetto spesso superano di gran lunga quelli sperimentati nella pratica.

Per maggiori informazioni vedere: Carichi morti.

Carichi vivi (LL)

I carichi vivi, noti anche come carichi imposti, sono solitamente temporanei, mutevoli e dinamici. Questi includono carichi come il traffico dei veicoli, gli occupanti, i mobili e altre attrezzature. L’intensità di questi carichi può variare a seconda dell’ora del giorno, per esempio un edificio per uffici può sperimentare maggiori carichi vivi durante le ore di lavoro durante la settimana, ma carichi molto minori durante la notte o nei fine settimana.

I carichi vivi possono essere concentrati o distribuiti e possono comportare impatto, vibrazione o accelerazione.

Per maggiori informazioni vedere: Carico vivo

Carichi ambientali

I carichi ambientali possono agire su una struttura come risultato delle condizioni topografiche e meteorologiche.

Carico del vento (WL)

I carichi del vento possono essere applicati dal movimento dell’aria rispetto a una struttura, e l’analisi si basa sulla comprensione della meteorologia e dell’aerodinamica oltre che delle strutture. Il carico del vento può non essere una preoccupazione significativa per edifici piccoli, massicci e di basso livello, ma acquista importanza con l’altezza, l’uso di materiali più leggeri e l’uso di forme che influenzano il flusso dell’aria, tipicamente le forme del tetto. Dove il peso morto di una struttura è insufficiente a resistere ai carichi del vento, possono essere necessari strutture e fissaggi aggiuntivi.

La velocità del vento di progetto di un edificio è di solito determinata da record storici utilizzando la teoria dei valori estremi per prevedere velocità del vento insolite che potrebbero verificarsi in futuro.

Gli effetti particolari che potrebbero dover essere considerati includono:

Flussi d’angolo o getti che si verificano intorno agli angoli degli edifici.
La dispersione dei vortici che si verifica nella scia di un edificio.
Il flusso passante, o getti di passaggio, che si verifica in un passaggio attraverso un edificio o un piccolo spazio tra due edifici.

In situazioni complesse, può essere necessario intraprendere test nella galleria del vento delle forme degli edifici per valutare il cambiamento dei flussi d’aria causato dalla presenza di una struttura. Sempre più spesso, l’analisi è possibile anche utilizzando software di fluidodinamica computazionale.

Carico di neve (SL)

È il carico che può essere imposto dall’accumulo di neve ed è più preoccupante nelle regioni geografiche dove le nevicate possono essere pesanti e frequenti. Quantità significative di neve possono accumularsi, aggiungendo un carico considerevole a una struttura. La forma di un tetto è un fattore particolarmente importante nella grandezza del carico di neve. La neve che cade su un tetto piatto è probabile che si accumuli, mentre è più probabile che la neve cada su una falda del tetto più ripida

Questo può essere un problema simile nelle aree di forti piogge, dove può verificarsi lo stagnamento.

Carico sismico

Carichi orizzontali significativi possono essere imposti a una struttura durante un terremoto. Gli edifici in aree di attività sismica devono essere attentamente analizzati e progettati per garantire che non cedano in caso di terremoto.

Carichi termici

Tutti i materiali si espandono o si contraggono al variare della temperatura e questo può esercitare carichi significativi su una struttura. I giunti di dilatazione possono essere forniti in punti su sezioni lunghe di strutture come pareti e pavimenti in modo che gli elementi della struttura siano fisicamente separati e possano espandersi senza causare danni strutturali.

Carichi di assestamento

Possono verificarsi sollecitazioni negli edifici se una parte si assesta più di un’altra. Una struttura flessibile sarà in grado di accogliere le piccole sollecitazioni, mentre una struttura rigida avrà bisogno di un’attenta progettazione per alleviare le sollecitazioni più gravi che possono essere esercitate.

Elettricità

NB: ‘Carico’ è anche un termine generale per qualsiasi cosa che consumi elettricità.