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Manuale teorico-pratico, aggiornato alle NTC 2018, per i professionisti che si occupano di calcolo strutturale. Con software incluso Calc21 per il calcolo e la verifica degli elementi strutturali in muratura, acciaio e cemento armato.

Manuale teorico-pratico, aggiornato alle NTC 2018, per i professionisti che si occupano di calcolo strutturale. Gli argomenti trattati sono raggruppati nella seguenti sezioni: 1. Introduzione al calcolo strutturale; 2. Nozioni sulle azioni e carichi sulle costruzioni: azioni e carichi sulle costruzioni; azione della neve; azione del vento; azione sismica; azioni della temperatura; azioni eccezionali; 3. Materiali da costruzione e verifiche agli SLU e agli SLE: progettazione geotecnica; il cemento armato; l’acciaio; il legno; costruzioni in muratura; 4. Esempi di calcolo ai sensi delle NTC 2018: esempi di calcolo di geotecnica, cemento armato, acciaio, legno e muratura; sagomario dei profilati in acciaio; tabelle delle classi di resistenza per il legno massiccio e lamellare.

Il software incluso Calc21, grazie ai seguenti gruppi di applicativi, consente il calcolo e la verifica degli elementi strutturali in muratura, acciaio e cemento armato:

AUTORE Vincenzo Calvo, Ingegnere libero professionista. Svolge principalmente attività di progettazione, calcolo strutturale, consulenza tecnica d’ufficio per il Tribunale di Siracusa, direzione dei lavori, sicurezza nei luoghi di lavoro. Si occupa anche di sviluppo software tecnico-professionale per Ingegneri, Architetti e Geometri. È autore di numerosi testi tecnici tra i quali il best seller edito da Grafill “Calcoli rapidi per il progettista”.

1. INTRODUZIONE AL CALCOLO STRUTTURALE  1.1. Stati limite ultimi (SLU)  1.2. Stati limite di esercizio (SLE)  1.3. Sicurezza antincendio  1.4. Durabilità  1.5. Robustezza  1.6. Verifiche

2. AZIONI E CARICHI SULLE COSTRUZIONI  2.1. La classificazione delle azioni  2.2. La caratterizzazione delle azioni elementari  2.3. Le combinazioni delle azioni  2.4. Le azioni permanenti  2.5. Pesi propri dei materiali strutturali  2.6. I carichi permanenti non strutturali  2.7. Sovraccarichi (carichi variabili)  2.7.1. Sovraccarichi verticali uniformemente distribuiti  2.7.2. Sovraccarichi verticali concentrati  2.7.3. Sovraccarichi orizzontali lineari  2.7.4. Elementi divisori interni

3. AZIONE DELLA NEVE  3.1. Coefficiente di forma per le coperture  3.1.1. Copertura ad una falda  3.1.2. Copertura a due falde  3.2. Coefficiente di esposizione  3.3. Coefficiente termico  3.4. Valore caratteristico del carico della neve al suolo 3.5. Esempio di calcolo dell’azione della neve al suolo

4. AZIONE DEL VENTO  4.1. Velocità base di riferimento  4.2. Velocità di riferimento  4.3. Pressione del vento  4.4. Azione tangente del vento  4.5. Pressione cinetica di riferimento  4.6. Coefficiente di esposizione  4.7. Coefficiente aerodinamico  4.8. Coefficiente dinamico  4.9. Avvertenze progettuali  4.10. Esempio di calcolo dell’azione del vento

5. AZIONE SISMICA  5.1. Stati limite e relative probabilità di superamento  5.2. Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche  5.2.1. Categorie di sottosuolo  5.2.2. Condizioni topografiche  5.3. Valutazione dell’azione sismica  5.3.1. Descrizione del moto sismico in superficie e sul piano di fondazione  5.3.2. Spettro di risposta elastico in accelerazione  5.3.2.1. Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali  5.3.2.2. Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale  5.3.2.3. Spettro di risposta elastico in spostamento delle componenti orizzontali  5.3.3. Spostamento orizzontale e velocità orizzontale del terreno  5.3.4. Spettri di progetto per gli stati limite di esercizio  5.3.5. Spettri di progetto per li stati limite di danno (SLD), di salvaguardia della vita (SLV) e di prevenzione del collasso (SLC)  5.3.6. Impiego di storie temporali del moto del terreno  5.4. Effetti della variabilità spaziale del moto  5.4.1. Variabilità spaziale del moto 5.4.2. Spostamento assoluto e relativo del terreno

6. AZIONI DELLA TEMPERATURA  6.1. Temperatura dell’aria esterna  6.2. Temperatura dell’aria interna  6.3. Distribuzione della temperatura negli elementi strutturali  6.4. Azioni termiche sugli edifici  6.5. Particolari precauzioni nel progetto di strutture soggette ad azioni termiche speciali  6.6. Effetti delle azioni termiche

7. AZIONI ECCEZIONALI  7.1. Incendio  7.1.1. Richieste di prestazione  7.1.2. Classi di resistenza al fuoco  7.1.3. Criteri di progettazione  7.1.4. Procedura di analisi della resistenza al fuoco  7.2. Esplosioni  7.2.1. Classificazione delle azioni dovute alle esplosioni  7.2.2. Modellazione delle azioni dovute alle esplosioni  7.2.3. Criteri di progettazione  7.3. Urti  7.3.1. Classificazione delle azioni dovute agli urti  7.3.2. Urti da traffico veicolare

8. PROGETTAZIONE GEOTECNICA  8.1. Articolazione del progetto  8.2. Caratterizzazione e modellazione geologica del sito  8.3. Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica  8.4. Verifiche della sicurezza e delle prestazioni  8.4.1. Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU)  8.4.1.1. Azioni  8.4.1.2. Resistenze  8.4.2. Verifiche strutturali con l’analisi di interazione terreno-struttura  8.4.3. Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi idraulici  8.4.4. Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE)  8.4.5. Impiego del metodo osservazionale  8.4.6. Monitoraggio del complesso opera-terreno  8.5. Stabilità dei pendii naturali  8.5.1. Modellazione geologica del pendio  8.5.2. Modellazione geotecnica del pendio  8.5.3. Verifiche di sicurezza  8.5.4. Interventi di stabilizzazione  8.5.5. Controlli e monitoraggio  8.6. Opere di fondazione  8.6.1. Fondazioni superficiali  8.6.1.1. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU)  8.6.1.2. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)  8.6.2. Fondazioni su pali  8.6.2.1. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU)  8.6.2.2. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)  8.6.2.3. Verifiche agli stati limite ultimi (SLU) delle fondazioni miste  8.6.2.4. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE) delle fondazioni miste  8.6.2.5. Aspetti costruttivi  8.6.2.6. Controlli d’integrità dei pali  8.6.2.7. Prove di carico  8.7. Opere di sostegno  8.7.1. Azioni  8.7.2. Verifiche agli stati limite  8.7.3. Verifiche di esercizio (SLE)  8.8. Tiranti di ancoraggio  8.8.1. Criteri di progetto  8.8.2. Verifiche di sicurezza (SLU)  8.8.3. Aspetti costruttivi  8.8.4. Prove di carico  8.9. Opere in sotterraneo  8.9.1. Caratterizzazione geologica  8.9.2. Caratterizzazione e modellazione geotecnica  8.9.3. Criteri di progetto  8.9.4. Analisi progettuale e verifiche di sicurezza  8.9.5. Controllo e monitoraggio  8.10. Opere di materiali sciolti e fronti di scavo  8.10.1. Criteri generali di progetto  8.10.2. Verifiche di sicurezza (SLU)  8.10.3. Verifiche in condizioni di esercizio (SLE)  8.10.4. Aspetti costruttivi  8.10.5. Controlli e monitoraggio  8.10.6. Fronti di scavo  8.11. Miglioramento e rinforzo dei terreni e delle rocce  8.11.1. Monitoraggio  8.12. Consolidamento geotecnico di opere esistenti  8.12.1. Indagini geotecniche e caratterizzazione geotecnica  8.12.2. Tipi di consolidamento geotecnico  8.12.3. Controlli e monitoraggio  8.13. Discariche controllate e rifiuti e depositi di inerti  8.13.1. Discariche controllate  8.13.2. Depositi di inerti  8.14. Fattibilità di opere su grandi aree  8.14.1. Indagini specifiche

9. IL CEMENTO ARMATO  9.1. Calcestruzzo  9.2. Resistenza a compressione  9.3. Resistenza a trazione  9.4. Modulo elastico  9.5. Coefficiente di Poisson  9.6. Coefficiente di dilatazione termica  9.7. Ritiro  9.8. Viscosità  9.9. Durabilità  9.10. Diagrammi di progetto tensione-deformazione del calcestruzzo (NTC 2018)  9.11. Controlli di accettazione del calcestruzzo  9.12. Controllo della resistenza del calcestruzzo in opera  9.13. Acciaio per cemento armato  9.14. Accertamento delle proprietà meccaniche  9.15. Caratteristiche dimensionali e di impiego  9.16. Reti e tralicci elettrosaldati  9.17. Saldabilità  9.18. Tolleranze dimensionali  9.19. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)  9.20. Tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo  9.21. Resistenza a sforzo normale e flessione (elementi monodimensionali)  9.22. Elementi senza armature trasversali resistenti a taglio  9.23. Elementi con armature trasversali resistenti al taglio  9.24. Verifica al punzonamento di lastre soggette a carichi concentrati  9.25. Resistenza nei confronti di sollecitazioni torcenti  9.26. Resistenza di elementi tozzi, nelle zone diffusive e nei nodi  9.27. Resistenza a fatica  9.28. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Pilastri cerchiati  9.29. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Verifiche di stabilità per elementi snelli  9.30. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Metodi di verifica  9.31. Indicazioni specifiche relative a pilastri e pareti – Verifica dell’ancoraggio delle barre di acciaio con il calcestruzzo  9.32. Verifica per situazioni transitorie  9.33. Verifica per situazioni eccezionali  9.34. Progettazione integrata da prove e verifica mediante prove  9.35. Verifica dell’aderenza delle barre di acciaio con il calcestruzzo  9.36. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)  9.37. Verifiche di deformabilità  9.38. Verifica delle vibrazioni  9.39. Verifica di fessurazione  9.40. Verifica delle tensioni di esercizio  9.41. Verifica per situazioni transitorie  9.42. Verifica per situazioni eccezionali  9.43. Dettagli costruttivi per travi e pilastri  9.44. Dettagli costruttivi  9.45. Limitazioni geometriche  9.46. Limitazioni di armatura

10. L’ACCIAIO  10.1. Prodotti siderurgici  10.2. Profilati metallici  10.3. Sezioni a doppio T  10.4. Sezioni a C  10.5. Sezioni a L  10.6. Imperfezioni  10.7. Imperfezioni meccaniche  10.8. Imperfezioni geometriche  10.9. Prove meccaniche sull’acciaio  10.10. Prova di trazione  10.11. Prova di compressione globale  10.12. Prova di resilienza  10.13. Prova di piegamento  10.14. Prova di durezza  10.15. Prova a fatica  10.16. Verifiche agli stati limite per le costruzioni in acciaio  10.17. Analisi strutturale – Classificazione delle sezioni  10.18. Analisi strutturale – Capacità resistente delle sezioni  10.19. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)  10.20. Resistenza di progetto a trazione  10.21. Resistenza di progetto a compressione  10.22. Resistenza di progetto a flessione retta  10.23. Resistenza di progetto a taglio  10.24. Resistenza di progetto a torsione  10.25. Resistenza di progetto a flessione e taglio  10.26. Resistenza di progetto a presso o tenso flessione retta  10.27. Resistenza di progetto a presso o tenso flessione biassiale  10.28. Resistenza di c progetto a flessione, taglio e sforzo assiale  10.29. Stabilità delle membrature – aste compresse  10.30. Stabilità delle travi inflesse  10.31. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)  10.32. Spostamenti verticali  10.33. Spostamenti laterali  10.34. Stato limite di vibrazioni  10.35. Verifiche per situazioni progettuali transitorie  10.36. Verifiche per situazioni progettuali eccezionali  10.37. Progettazione integrata da prove e verifica mediante prove  10.38. Unioni  10.39. Unioni con bulloni e chiodi  10.40. Collegamenti con perni  10.41. Unioni saldate  10.42. Requisiti per la progettazione e l’esecuzione  10.43. Spessori limite  10.44. Acciaio incrudito  10.45. Giunti di tipo misto  10.46. Problematiche specifiche  10.47. Apparecchi di appoggio  10.48. Verniciatura e zincatura  10.49. Criteri di durabilità  10.50. Resistenza al fuoco

11. IL LEGNO  11.1. Il legno da costruzione  11.2. Legno massiccio  11.3. Legno lamellare  11.4. Valutazione della sicurezza  11.5. Analisi strutturale  11.6. Classi di durata del carico  11.7. Classi di servizio  11.8. Resistenza di progetto  11.9. Collegamenti  11.10. Elementi strutturali  11.11. Sistemi strutturali  11.12. Robustezza  11.13. Durabilità  11.14. Regole per l’esecuzione  11.15. Verifiche agli Stati Limite per le costruzioni in legno  11.16. Verifiche di resistenza agli Stati Limite Ultimi (SLU)  11.17. Trazione parallela alla fibratura  11.18. Trazione perpendicolare alla fibratura  11.19. Compressione parallela alla fibratura  11.20. Compressione perpendicolare alla fibratura  11.21. Compressione inclinata rispetto alla fibratura  11.22. Flessione  11.23. Tensoflessione  11.24. Pressoflessione  11.25. Taglio  11.26. Torsione  11.27. Taglio e Torsione  11.28. Verifiche di stabilità  11.29. Elementi inflessi (instabilità di trave)  11.30. Elementi compressi (instabilità di colonna)  11.31. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)

12. COSTRUZIONI IN MURATURA  Definizioni  12.1. Elementi resistenti in muratura  12.1.1. Elementi artificiali  12.1.2. Elementi naturali  12.2. Murature  12.2.1. Caratteristiche meccaniche delle murature  12.2.2. Organizzazione strutturale  12.2.3. Analisi strutturale  12.2.3.1. Analisi lineare statica  12.2.3.2. Analisi statica non lineare  12.2.3.3. Analisi dinamica non lineare  12.2.4. Verifiche  12.2.5. Resistenze di progetto  12.2.6. Verifiche agli stati limite ultimi  12.2.7. Verifiche agli stati limite di esercizio  12.2.8. Verifiche semplificate  12.3. Muratura ordinaria – regole di dettaglio  12.4. Muratura armata  12.5. Muratura confinata  12.6. Verifiche per situazioni transitorie  12.7. Verifiche per situazioni eccezionali  12.8. Resistenza al fuoco  12.9. Progettazione integrata da prove e verifica mediante prove  12.10. Altri sistemi costruttivi

13. ESEMPI DI CALCOLO – GEOTECNICA  13.1. Calcolo del peso specifico di un campione di terreno  13.2. Calcolo dello stato tensionale di un terreno  13.3. Calcolo dello stato tensionale in un punto di un terreno  13.4. Calcolo dello stato tensionale in più punti di un terreno  13.5. Calcolo del carico limite di una fondazione nastriforme  13.6. Calcolo del carico limite di una fondazione  13.7. Calcolo della larghezza di una fondazione nastriforme

14. ESEMPI DI CALCOLO – CEMENTO ARMATO  14.1. Esempio di verifica a compressione di una sezione rettangolare in c.a.  14.2. Progetto di una sezione rettangolare in c.a. soggetta a sforzo normale di compressione  14.3. Verifica a trazione di una sezione rettangolare in c.a.  14.4. Calcolo della tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo  14.5. Verifica dei limiti geometrici di una trave di elevazione in c.a.  14.6. Verifica dei limiti geometrici di un pilastro in c.a.  14.7. Verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di una trave di elevazione in c.a.  14.8. Verifica a flessione di una sezione rettangolare in c.a.  14.9. Verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di un pilastro in c.a.  14.10. Verifica a taglio di una sezione rettangolare in c.a. senza armatura trasversale  14.11. Verifica a punzonamento – Pilastro interno soggetto a sforzo normale  14.12. Verifica di fessurazione di una sezione rettangolare in c.a. – SLE

15. ESEMPI DI CALCOLO – ACCIAIO  15.1. Dimensionamento di un portale in acciaio  15.2. Verifica di stabilità delle aste compresse in acciaio  15.3. Verifica a flessione di una trave in acciaio di classe 2  15.4. Verifica a taglio di una trave in acciaio di classe 2  15.5. Verifica degli spostamenti verticali (SLE) per le travi di un solaio in acciaio

16. ESEMPI DI CALCOLO – LEGNO  16.1. Verifica a trazione parallela alla fibratura di una trave in legno  16.2. Verifica a compressione parallela alla fibratura di una trave in legno  16.3. Verifica a flessione di una trave in legno  16.4. Verifica a tensoflessione di una trave in legno  16.5. Verifica a pressoflessione di una trave in legno  16.6. Verifica a taglio di una trave in legno  16.7. Verifica a instabilità di trave (strutture in legno)  16.8. Verifica a instabilità di colonna (strutture in legno)  16.9. Verifica a deformazione (strutture in legno)

17. ESEMPI DI CALCOLO – MURATURA  17.1. Verifica di un architrave in acciaio su una parete in muratura  17.2. Verifica per carichi concentrati sulla muratura

18. SAGOMARIO DEI PROFILATI IN ACCIAIO  18.1. IPE  18.2. INP  18.3. HEA  18.4. HEB  18.5. HEM  18.6. Tubi in acciaio a sezione quadrata  18.7. Tubi in acciaio a sezione rettangolare

19. TABELLE DELLE CLASSI DI RESISTENZA PER IL LEGNO MASSICCIO E LAMELLARE  19.1. Classi di resistenza per legno massiccio di conifera e pioppo  19.2. Classi di resistenza per legno massiccio di latifoglia  19.3. Classi di resistenza per legno lamellare incollato di conifera  19.4. Classi di resistenza per specie legnose di provenienza italiana

20. INSTALLAZIONE E ATTIVAZIONE DEL SOFTWARE “Calc21”  20.1. Note sul software Calc21  20.2. Requisiti hardware e software  20.3. Attivazione del software incluso

21. MANUALE D’USO DEL SOFTWARE “CALC21”  21.1. Muratura  21.1.1. Calcolo di una muratura soggetta a carico concentrato  21.1.2. Verifica di architrave in acciaio su parete in muratura portante  21.2. Acciaio  21.2.1. Verifica di stabilità delle aste compresse  21.2.2. Calcolo del giunto colonna-colonna  21.2.3. Calcolo del giunto di base  21.2.4. Verifica delle saldature di profili rettangolari  21.3. Cemento Armato  21.3.1. Calcolo dell’armatura di una sezione rettangolare compressa in c.a.  21.3.2. Verifica a trazione di una sezione rettangolare in c.a.  21.3.3. Verifica di fessurazione di sezioni in c.a.  21.3.4. Verifica a flessione semplice di una sezione in c.a.  21.3.5. Calcolo della tensione tangenziale di aderenza cls-acciaio  21.3.6. Verifica a punzonamento  21.3.7. Verifica dei limiti di armatura per pilastri e travi in c.a.  21.3.8. Verifica dei limiti geometrici  21.4. Utilità  21.4.1. Calcolo dell’ampiezza del giunto sismico  21.4.2. Azione della neve  21.4.3. Azione del vento  21.5. Informazioni

BIBLIOGRAFIA E NORME DI RIFERIMENTO

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