iT-cerchiature è un’applicazione WEB per il progetto di cerchiature in acciaio per il rinforzo di pareti in muratura e per il ripristino delle caratteristiche di rigidezza e resistenza originari dopo la realizzazione o la modifica di una apertura. Il programma è utilizzabile gratuitamente da tutti gli utenti registrati in Interstudio Tool.

Interstudio ha messo a disposizione nell’Area Download, da molto tempo, dei fogli elettronici per il progetto di cerchiature in acciaio e in C.A. Questi fogli elettronici sono molto apprezzati e sono stati scaricati da molti utenti.

I fogli elettronici però hanno dei limiti, specialmente per questo tipo di calcolo, dove il numero dei setti della parete è variabile, come pure sono variabili il numero di materiali, i dati dell’analisi dei carichi, il numero dei piani ed altro ancora.

iT-cerchiature supera questi problemi con un’applicazione specifica, che permette di impostare il progetto i modo molto rapido, di verificarlo, di esportare i risultati in vari formati, con, in aggiunta, tutti gli altri vantaggi delle applicazioni WEB di Interstudio Tools, quali l’indipendenza dal tipo di dispositivo (computer, tablet dcc), dal luogo, da sistema operativo, la possibilità di condividere il lavoro con collaboratori e clienti ed altro ancora.

Caratteristiche principali:

  • Archivio generale dei materiai
  • Archivio dei materiali utente
  • Tipi di carico
  • Analisi dei carichi sui setti
  • Numero di setti e aperture qualsiasi
  • Visualizzazione e modifica grafica dei setti
  • Ottimizzazione e scelta automatica dei profili
  • Profili in acciaio IPE, HE A e HE B
  • Calcolo non lineare allo SLU
  • Verifica dell’architrave per carichi verticali
  • Verifica architrave a SLU e SLE
  • Esportazione in formati PDF, DXF, Microsoft Word™ e OpenOffice™

 

Grafico cerchiatura

 


Indice


Introduzione

 

La parete oggetto di nuova apertura viene consolidata mediante la posa in opera di una cerchiatura realizzata con profilati di acciaio ancorati alle murature. L’ancoraggio è assicurato anche grazie alla posa in opera di zanche metalliche e/o barre ancorate con resine.

Per la parete si procede ad un controllo della rigidezza prima e dopo l’intervento determinando la diminuzione della stessa e progettando la cerchiatura in modo che la variazione di rigidezza dopo l’intervento sia compresa fra le percentuali minime e massime ammesse, normalmente -15% e +15% di quella prima dell’intervento.

La parete viene inoltre verificata garantendo che la resistenza e la capacità di deformazione, fornite dall’insieme setti-cerchiatura non peggiorino ai fini del comportamento rispetto alle azioni orizzontali.

Sia per lo stato originario che per lo stato modificato si procede al calcolo delle rigidezze, dei tagli ultimi e degli spostamenti ultimi secondo le procedure descritte di seguito.

Le relazione per il calcolo della rigidezza è:

      Glt           1
K  =  ____   __________________
      1.2h   1+ G/(1.2E)(h/l)^2

In cui h, L, t sono rispettivamente altezza, lunghezza e spessore del setto, G è il modulo di elasticità tangenziale.

 

Per ciascun setto si assume come forza ultima il minimo tra i valori seguenti:

- taglio per fessurazione diagonale (par. C.8.7.1.5). Questo valore è indicato per murature disordinate o in cattive condizioni, altrimenti è consigliabile la relazione del par. 7.8.2.2.2.

- forza derivante dal momento ultimo per pressoflessione (par. 7.8.2.2.1)

- taglio per scorrimento (par. 7.8.2.2.2)

Sulla base della forza ultima minima si determina per ciascun setto lo spostamento relativo corrispondente.

In base al valore minimo di tutti gli spostamenti ultimi dei setti costituenti la parete si ricalcolano le forze resistenti di ciascun setto e quindi ila forza orizzontale ultima della parete.

Per la parete corrispondente allo stato modificato si determina anche la forza che assorbe la cerchiatura metallica in corrispondenza dello spostamento ultimo minimo precedente.La forza calcolata in questo modo è confrontata con la forza ultima assorbibile dal telaio in acciaio in funzione delle caratteristiche del materiale e dei profilati utilizzati e, se inferiore a quella precedente è utilizzato quest’ultimo valore.

Lo spostamento ultimo di ciascun setto, par. C.8.7.1.4., viene determinato come percentuale dell’altezza ed in particolare:

0,4%H per meccanismo di rottura per taglio

0,6%H per meccanismo di rottura per pressoflessione.

Si procede quindi alla verifica dell’architrave sia per SLE che per SLU secondo quanto prescritto dalla normativa.

 


 Gestione dei lavori

La gestione dei lavori per iT-cerchiature è uguale a tutti gli altri lavori di Interstudio Tools. Questo riguarda l’apertura, duplicazione, esportazione e condivisione dei lavori, la gestione dei contatti ed altro ancora.

Per tutto questo si rimanda all’articolo:

Gestione dei documenti con Interstudio Tools

 


Il quadro di navigazione

All’apertura il programma si presenta con un quadro di navigazione che permette, allo stesso tempo, di avere un riassunto complessivo del lavoro e di accedere alle varie parti.


Il quadro di navigazione è composto da 7 parti:

  • Materiali: per la creazione, modifica e gestione dei materiali
  • Tipi di carico: per la definizione dei tipi di carico da utilizzare nell’analisi dei carichi sui setti
  • Setti – Attuali: per l’introduzione e la modifica di setti e aperture nella situazione attuale
  • Setti- Progetto: per l’introduzione e la modifica di setti e aperture nella situazione di progetto
  • Dati Cerchiatura: per l’introduzione dei dati relativi alla cerchiatura da effettuare
  • Dati Architrave: per l’introduzione dei dati per la verifica dell’architrave alle azioni verticali
  • Risultati: per vedere i risultati e esportare dati e risultati in vari formati

Da ognuna delle parti si accede al dettaglio sia cliccando sul titolo in alto che sul link Procedi> in basso a destra.

La barra sopra il quadro di navigazione è simile alle altra applicazioni di Interstudio Tools e contiene i seguenti bottoni:

  • Indietro: per tornare alla lista delle cerchiature
  • Nuovo: apre una nuova cerchiatura
  • Apri: permette di aprire un’altra cerchiatura salvata in precedenza
  • Guida: permette di accedere a questa guida


Materiali

In iT-cerchiature è già presente un archivio di materiali di base, che sono in pratica descritti nella normativa. Oltre a questo, accessibili direttamente e non modificabili, il progettista può definire nuovi materiali completamente o duplicando e modificando quelli dell’archivio generale.

Riquadro materiali

Cliccando su Materiali>, o su Procedi> nesl’angolo del riquadro dei materiali, si accede alla lista dei materiali utente.

La lista mostra i materiali definiti o modificati dall’utente.

Il significato delle icone in alto è il seguente:

  •  Aggiungi un nuovo materiale
  •  Aggiungi un nuovo materiale dall’archivio generale dei materiali
  •  Modifica il materiale sezionato (deve essere selezionato un solo materiale)
  •  Cancella i materiali selezionati

Cliccando su  si accede all’elenco generale dei materiali.

Per inserire materiali dall’archivio generale a quello utente devono essere selezionati i materiali da inserire e poi deve essere ciccato il pulsante in alto a sinistra Inserisci materiali selezionati.

Il campo di testo sotto il nome è un campo di ricerca e di filtro. Se ad esempio inseriamo la parola mattoni, nella lista sottostante sono mostrati solo i materiali che hanno la parola mattoni nella loro descrizione.

 

Nel caso di inserimento di un nuovo materiale i dati da inserire sono i seguenti:

Il fattore di conoscenza ha valori compresi tra 1 e 1,35

Il coefficiente correttivo è applicato ai dati di base del materiale in base al tipo di miglioramento.

γè il coefficiente di sicurezza del materiale. Nel calcolo sismico della muratura è sempre considerato unitario, il valore inserito qui è utilizzato solo per calcoli non sismici.

Il programma provvede a moltiplicare i valori caratteristici per il coefficiente correttivo e a dividere per il fattore di conoscenza. per cui i valori da inserire sono quelli caratteristici. Se ad esempio si tratta di una parete in pietrame consolidato con intonaco armato, i valori del materiale sono quelli del materiale di base, come se non ci fosse l’intonaco armato, e deve essere inserito il coefficiente correttivo relativo all’intonaco armato.

 


Tipi di carico

Per tipo di carico si intende la definizione di un carico unitario da utilizzare successivamente per l’analisi dei carichi sui setti. Ongi tipo di carico è composto di 3 parti: peso proprio strutturale, peso proprio portato e carico di esercizio. Tipi di carico sono, ad esempio, il peso a m2 di un solaio o di un tetto o il peso a m3 della muratura.

Cliccando su Tipi di Carico> o su Procedi> nel riquadro dei Tipi di carico si accede alla lista dei tipi di carico come segue:

Il significato dei bottoni nella barra in alto è, da sinistra a destra, il seguente:

  •  Aggiungi un nuovo tipo di carico
  •  Modifica un tipo di carico selezionato (deve essere selezionato un solo articolo)
  •  Copia i tipi di carico selezionati
  •  Incolla (è possibile copiare e incollare tipi fra cerchiature diverse)
  •  Cancella i tipi di carico selezionati

Un tipo di carico è composto come segue:

La lista dei coefficienti di combinazione è quella della normativa NTC 2008:

Scegliendo un elemento dalla lista sono assegnati i relativi coefficienti di combinazione ψ0, ψ1 e ψ2, che comunque possono essere utilizzati anche manualmente. Questo coefficienti servono per combinare i carichi di esercizio nel caso di calcolo sismico e di calcolo non sismico SLE.

Il tipo di carico si compone di 3 parti: Peso proprio strutturale G1, peso proprio non strutturale G2 e carico di esercizio Q.

Per ogni parte possono essere aggiunti componenti con il bottone  e possono essere cancellati componenti con il tasto .

Il totale per ogni riga è ottenuto applicando ai componenti G1, G2 e Q la combinazione sismica  G1 + G2 + Q*ψ2.

I tipi di carico possono essere copiati e incollati sia all’interno dello stesso lavoro che fra lavori diversi, in modo che possono essere riutilizzati successivamente senza doverli riscrivere completamente.


Setti Attuali

Questo riquadro permette di inserire setti ed aperture della situazione attuale, prima delle modifiche del progetto.

Si accede al dettaglio cliccando su Setti – Attuali> o su Procedi> nel riquadro dei setti attuali.

Riquadro setti attuali

La lista dei setti inseriti appare come segue:

Setti Attuali

 

 

Le icone in alto alla lista hanno il seguente significato:

  •  Aggiungi un nuovo setto
  •  Aggiungi una nuova apertura
  •  Copia gli elementi selezionati
  •  Incolla (è possibile copiare e incollare tipi fra situazione attuale e situazione di progetto)
  •  Cancellagli elementi selezionati

Gli elementi possono essere spostati con il mouse, scambiando l’ordine nella lista. Per fare questo tenere premuto il mouse sull’elemento e spostarlo in una nuova posizione.

sposta-setti

I setti e le aperture possono essere modificati sia cliccando sull’icona presente accanto al quadratino di selezione, oppure cliccando direttamente sul setto o sull’apertura disegnati in alto. Quando il mouse passa sopra il disegni di un setto o di una apertura la parte sottostante diviene più scura, indicando che può essere cliccata.

Alla fine delle varie modifiche e dei vari inserimenti la sequenza di setti e aperture deve avere un setto all’inizio e alla fine e non ci devono essere due aperture accostate senza un setto intermedio.

I dati geometrici per i setti sono:

  • Lunghezza
  • Spessore
  • Altezza
  • Tipo di vincolo (doppio incastro o mensola)
  • Materiale
  • Analisi dei carichi per m di setto

L’analisi dei carichi è composta da varie linee  che compongono tutti i carichi soprastanti il setto in esame con i seguenti dati:

  • Tipo di carico, scelto dalla lista dei tipi di carico inseriti nell’apposita finestra
  • Formula per determinare la quantità. Si deve tenere conto che l’analisi è su 1 m di muratura

Nel caso delle aperture i dati sono i seguenti:

  • Lunghezza lorda, incluso anche eventuali cerchiature
  • Altezza del davanzale
  • Altezza dell’architrave (altezza della sezione, vale a dire la distanza dall’intradosso all’estradosso dell’architrave)
  • Analisi dei carichi effettuata nello stesso modo dei setti. Il programma provvede a ripartire i pesi sull’architrave sui due setti adiacenti.

Setti di progetto

Le procedure per  inserire i setti nella situazione di progetto sono uguali a quelle per i setti attuali e quindi non stiamo a ripeterle.

Spesso la situazione dei setti di progetto, specialmente per murature composte da molti setti e aperture, è molto simile a quella attuale, quindi il modo più veloce di inserire i setti di progetto è il seguente:

  • Seleziona tutti i setti attuali
  • Copia i setti selezionati
  • Incolla i setti copiati nei setti di progetto
  • Modifica i setti e le aperture variati

 


Dati della cerchiatura

 

Si accede a questa parte cliccando Dati Cerchiatura> o su Procedi> all’interno del riquadro dei dati della cerchiatura.

I dati da inserire sono i seguenti:

La variazione di rigidezza in più o in meno ammissibile è indicata, per default, in + o – 15%. La normativa non fornisce valori di riferimento numerici, abbiamo indicato questi valori perché ritenuti normalmente congrui e inseriti anche nelle raccomandazioni della Regione Toscana.

Il tipo di vincolo dipende principalmente da come sono ancorati i piedritti alla base. Non sempre è possibile ancorarli opportunamente ad un profilo inferiore o ad un cordolo in CA. per ragioni di spazio, in questo caso dovremo considerare un vincolo semi-incastro o cerniera- incastro.

Si considera incastro-incastro se i piedritti sono ancorati in un profilo di uguale dimensione o in un cordolo in C.A.

In base al tipo di acciaio sono mostrati automaticamente Fyk e γM.   

Nel caso in cui sia scelta l’opzione Personalizzato, tutti i campi sono esitabili.

Il tipo di profilato indica quello utilizzato dal programma per progettare la cerchiatura. E’ possibile scegliere fra IPE, HE A e HE B.

Il numero di colonne è il numero totale di piedritti, normalmente quindi un numero pari, 2 in una cerchiatura semplice, 4 in una cerchiatura doppia.

 


L’architrave

Questa parte permette di verificare l’architrave della cerchiatura. Si accede cliccando su Architrave> nel quadro di navigazione o su Procedi> all’interno del riquadro dell’architrave.

Riquadro architrave

Appare la seguente finestra:

Dati architrave

 

I dati da inserire sempre sono la lunghezza e il numero dei profili (di default 1 profilo).

Scegliendo il tipo di acciaio sono automaticamente riempiti i campi fylc e γM . Scegliendo Personalizzato è possibile inserirli manualmente.

Per il modulo elastico E è proposto un valore di default di 2100000 DaN/cm2 modificabile.

In base al profilo scelto sono mostrati automaticamente i relativi valori di Jx, Wx, altezza, base, spessori ala e anima, area e area per ferifica a taglio. Scegliendo Personalizzato tutti questi valori sono inseribili manualmente.

Non è scontato che il profilo utilizzato per l’architrave sia lo stesso che per i piedritti.

 


Risultati

Il riquadro dei Risultati mostra sempre un riassunto dei risultati di calcolo come segue:

I risultati del calcolo possono essere rappresentati e esportati in vario modo, compreso un riassunto conciso all’interno del riquadro dei risultati.

Il bottone Vedi Tutti i Risultati permette di vedere a video, in modo dettagliato, tutti i risultati, sia per i calcoli relativi ai setti che per la cerchiatura e l’architrave.

Il bottone Esporta PDF esporta la relazione completa di dati, risultati e grafici in formato PDF.

Il bottone Esporta ODT esporta la relazione completa di dati, risultati e grafici in formato Open Office (solo Premium).

Il bottone Esporta DOCX esporta la relazione completa di dati, risultati e grafici in formato Word Office (solo Premium).

Il bottone Esporta DXF esporta il disegno esecutivo in formato DXF (solo Premium). Il file esportato ha una estensione .dxf. Nel caso di uso del Browser Safari, l’estensione può essere .dxf.xhtml; in questo caso è sufficiente cancellare la parte .xhtml per importare nrmalmente il disegno in qualsiasi CAD.

 I tutti i tipi di rappresentazione, sia a video sia in esportazione, i risultati sono riportati sotto in dettaglio.

Per i setti, sia attuali che di progetto, sono mostrati tutti i risultati, anche parziali, con i seguenti significati:

 

Risultati dei setti murari

  • N: sforzo assiale complessivo sul setto in DaN
  • Press: Pressione sulla sezione del setto in DaN/cm2
  • fd: tensione massima allo SLU della muratura per pressoflessione in DaN/cm2
  • tod: tensione tangenziale massima allo SLU della muratura in DaN/cm2
  • E: modulo elastico fessurato della muratura in DaN/cm2
  • G: modulo tangenziale fessura della muratura in DaN/cm2
  • Mu: Momento ultimo del setto in DaNcm
  • Rigidezza: rigidezza del setto in DaN/cm
  • Vt1: forza ultima del setto per taglio per fessurazione diagonale  in DaN (par. C.8.7.1.5). Questo valore è indicato per murature disordinate o in cattive condizioni, altrimenti è consigliabile la relazione del par. 7.8.2.2.2.
  • de: massimo spostamento elastico del setto in cm
  • Vt2: forza derivante dal momento ultimo per pressoflessione in DaN (par. 7.8.2.2.1)
  • Vt3: forza derivante da taglio per scorrimento in DaN (par. 7.8.2.2.2)
  • Vtmin: il valore minimo fra Vt1, Vt2 e Vt3
  • du: spostamento ultimo al collasso del setto in cm
  • d: lo spostamento minore fra de e il minore dei du. Normalmente de è minore di qualsiasi du. Serve per determinare la forza ultima effettiva del setto, per cui se un setto ha una deformazione elastica maggiore della deformazione ultima minima, viene considerata questa ultima per il calcolo della forza effettiva assunta dal setto (situazione molto difficile da verificarsi con la normativa attuale, dove gli spostamenti ultimi sono 8-12 volte maggiori degli spostamenti al limite elastico.
  • F’: resistenza effettiva del setto in DaN
  • Dumin: è lo spostamento ultimo minimo fra tutti gli spostamenti ultimi dei vari setti. In corrispondenza di questo spostamento la parete è considerata giunta al collasso.
  • Totale F’: La forza totale reattiva della parete in corrispondenza dello spostamento Du min.

Nel confronto fra attuale e progetto abbiamo, oltre ad alcuni dati riportati come inseriti,  i seguenti risultati:

Confronto fra attuale e progetto

  • Variazione di rigidezza: la variazione di rigidezza tra la la situazione di attuale e la situazione di progetto, prima di inserire la cerchiatura.
  • Variazione percentuale di rigidezza: come sopra, ma espresso in percentuale. Se la variazione percentuale rientra nei limiti indicati come accettabili, normalmente + o – 15%, non è necessario inserire una cerchiatura.
  • Rigidezza da recuperare: la rigidezza che deve avere la cerchiatura.
  • Momento ultimo: momento ultimo delle sezioni dei piedritti. E’ il minore tra il momento corrispondente al collasso della muratura e il momento ultimo della sezione.
  • Forza ultima: forza ultima massima applicabile alla cerchiatura.

Nel riepilogo sono riportati i seguenti risultati:

Riepilogo risultati

  • Rigidezza muratura: la rigidezza della muratura nella situazione di progetto
  • Forza reattiva muratura F’: la forza reattiva ultima della muratura nella situazione di progetto
  • Rigidezza telaio: la rigidezza della cerchiatura nella situazione di progetto
  • Forza reattiva telaio Ft: la forza reattiva massima che può assorbire il telaio
  • Rigidezza totale: rigidezza complessiva della muratura e della cerchiatura
  • Variazione % di rigidezza: variazione del sistema complessivo di progetto, muratura + cerchiatura, rispetto alla situazione attuale.
  • Variazione dumin: variazione in cm tra lo spostamento al collasso prima e dopo l’intervento progettuale.

A destra, in rosso, è riportato lo stato delle verifiche (verificato o non verificato) con i seguenti significati:

  • La variazione di rigidezza è verificata se rientra nei limiti percentuali minimi e massimi indicati nei dati della cerchiatura (normalmente + o – 15%)
  • La forza reattiva totale è verificata se maggiore o uguale a quella dello stato attuale
  • La variazione di spostamento ultimo du min è verificata se >= 0, vale a dire se lo spostamento ultimo di progetto è > o = dello spostamento ultimo attuale

Nella verifica dell’architrave, l’architrave è considerata verificata se sono verificate tutte le seguenti condizioni:

La verifica dell’architrave mostra sia i dati che i risultati, con le verifiche allo SLU e allo SLE:

  • Nello SLE l’architrave è verificata se la freccia Delta è minore della freccia massima ammissibile Delta Max (normalmente 1/500 della luce.
  • Nello SLU la tensione massima a pressoflessione sigma (M) è verificata se minore di fd
  • Nello SLU la sigma ideale sigma_id, che tiene conto della combinazione delle tensioni di taglio e a pressoflessione, è verificata se minore di fd

Nei risultati è mostrato anche il grafico della cerchiatura:

 

Il grafico si riferisce all’intera parete, con tutti i setti e la cerchiatura, ha in ordinata la forza ultima, espressa in DaN e in ascissa lo spostamento espresso in cm.

In nero è mostrato il comportamento dei setti con la classica bilatera formata dalla prima parte elastica e la successiva parte platica.

In blu è mostrato il comportamento della cerchiatura.

In rosso è mostrato il comportamento globale, dato dalla somma di tutti i componenti.

In caso di setti uguali i relativi diagrammi si sovrappongono.

 

 

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