Calcoli rapidi per il Progettista - Volume Secondo

Vincenzo Calvo, Elisabetta Scalora

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DESCRIZIONE

Calcoli rapidi per elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura con il software Suite del Calcolista 2

  • Azioni e carichi sulle costruzioni
  • Progettazione geotecnica
  • Verifiche agli SLU e SLE per le costruzioni in c.a., acciaio e legno
  • Esempi di dimensionamento e verifica di elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura
  • Conforme al D.M. 14 gennaio 2008 Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC)

Il volume si configura come un manuale tecnico per i professionisti che si occupano di progettazione strutturale.

Il tema della progettazione strutturale nelle costruzioni è stato svolto secondo la normativa nazionale, D.M. 14 gennaio 2008Norme Tecniche per le Costruzioni” (NTC 2008) e la Circolare esplicativa 2 febbraio 2009, n. 617Istruzioni per l’applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni”.

Per le strutture in cemento armato, in special modo per la verifica a punzonamento, le norme italiane sono state integrate con l’Eurocodice 2, considerato nelle NTC come normativa di comprovata validità; lo stesso è stato fatto per le strutture in legno, in cui la normativa italiana è stata integrata con l’Eurocodice 5 (UNI-EN 1995-1-2).

Il testo è strutturato in quattro parti: la prima parte riporta delle nozioni sulle azioni e carichi sulle costruzioni, la seconda parte si occupa della progettazione geotecnica, la terza parte tratta le verifiche agli stati limite ultimi (SLU) e agli stati limite di esercizio (SLE) per le costruzioni in cemento armato, acciaio e legno.

La quarta parte, che conferisce al volume un aspetto più pratico che teorico, riporta diversi esempi di calcolo, come ad esempio: dimensionamento di un portale in acciaio, calcolo della tensione di aderenza acciaio-calcestruzzo, verifica per carichi concentrati sulla muratura, verifica dei limiti geometrici di travi e pilastri in cemento armato, verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di travi e pilastri in c.a., verifica di fessurazione di sezioni in c.a., verifica a punzonamento, verifica degli spostamenti verticali (SLE) per le travi di un solaio in acciaio, verifiche di deformazione per le strutture in legno, calcolo dello stato tensionale di un terreno, calcolo del carico limite di una fondazione, ecc..

NOTE SUL SOFTWARE INCLUSO

Parte integrante della presente pubblicazione è Suite del calcolista 2, software per il calcolo e la verifica di elementi strutturali in cemento armato, acciaio e muratura. Attraverso diversi applicativi il software consente al calcolista di validare i codici di calcolo come richiesto dalle Norme Tecniche per le Costruzioni.

Utilità disponibili con il software: Glossario (principali termini tecnico-normativi); F.A.Q. (domande e risposte più frequenti); Test iniziale (verifica formazione di base); Test finale (verifica concetti analizzati).

Requisiti hardware e software: processore da 1.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore); 250 MB liberi sull’HDD; 1 GB di RAM; MS Word 2003-2007; risoluzione monitor consigliata 1600×900; accesso ad internet e browser web.

Autori
Vincenzo Calvo
, Ingegnere edile, svolge principalmente attività di progettazione, calcolo strutturale, gestione di imprese edili, sicurezza nei luoghi di lavoro. Si occupa anche di pubblicazioni editoriali e di sviluppo di programmi tecnico-professionali sulla sicurezza e sul calcolo strutturale.

Elisabetta Scalora, Architetto, si occupa di calcolo di strutture in cemento armato, acciaio e legno, architettura degli interni, design e progettazione architettonica e strutturale. Ha al suo attivo diverse pubblicazioni editoriali e programmi tecnico-professionali sulla sicurezza e sul calcolo strutturale.

Indice

Introduzione

1. Stati limite
1.1. Introduzione
1.2. Stati Limite Ultimi (SLU)
1.3. Stati Limite di Esercizio (SLE)

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
2.6.1. Elementi divisori interni
2.7. I carichi variabili
2.7.1. Carichi variabili orizzontali

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. Valore caratteristico del carico della neve al suolo

4. Azione del vento
4.1. Velocità di riferimento
4.2. Pressione del vento
4.3. Azione tangenziale del vento
4.4. Pressione cinetica di riferimento
4.5. Coefficiente di esposizione
4.6. Coefficiente di forma

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 gli stati limite ultimi
5.3.6. Impiego di accelerogrammi
5.4. Combinazione dell’azione sismica con le altre azioni
5.5. Effetti della variabilità spaziale del moto
5.5.1. Variabilità spaziale del moto
5.5.2. 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 nei confronti degli stati limite ultimi idraulici
8.4.3. Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE)
8.4.4. Impiego del metodo osservazionale
8.4.5. 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. Metodi di calcolo
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. Verifiche agli stati limite per le costruzioni in cemento armato
9.1. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
9.1.1. Resistenza di calcolo a compressione del calcestruzzo
9.1.2. Resistenza di calcolo a trazione del calcestruzzo
9.1.3. Resistenza di calcolo dell’acciaio
9.1.4. Tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo
9.1.5. Resistenza a sforzo normale e flessione (elementi monodimensionali)
9.1.6. Elementi senza armature trasversali resistenti a taglio
9.1.7. Elementi con armature trasversali resistenti al taglio
9.1.8. Verifica al punzonamento di lastre soggette a carichi concentrati
9.1.9. Resistenza nei confronti di sollecitazioni torcenti
9.1.10. Resistenza di elementi tozzi, nelle zone diffusive e nei nodi
9.1.11. Resistenza a fatica
9.1.12. Verifica dell’aderenza delle barre di acciaio con il calcestruzzo
9.2. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)
9.2.1. Verifiche di deformabilità
9.2.2. Verifica delle vibrazioni
9.2.3. Verifica di fessurazione
9.2.4. Verifica delle tensioni di esercizio
9.2.5. Verifica per situazioni transitorie
9.2.6. Verifica per situazioni eccezionali
9.2.7. Dettagli costruttivi per travi e pilastri
9.3. Dettagli costruttivi
9.3.1. Limitazioni geometriche
9.3.2. Limitazioni di armatura

10. Verifiche agli stati limite per le costruzioni in acciaio
10.1. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
10.1.1. Resistenza di calcolo a trazione
10.1.2. Resistenza di calcolo a compressione
10.1.3. Resistenza di calcolo a flessione retta
10.1.4. Resistenza di calcolo a taglio
10.1.5. Resistenza di calcolo a torsione
10.1.6. Resistenza di calcolo a flessione e taglio
10.1.7. Resistenza di calcolo a presso o tenso flessione retta
10.1.8. Resistenza di calcolo a presso o tenso flessione biassiale
10.1.9. Resistenza di calcolo a flessione, taglio e sforzo assiale
10.2. Stabilità delle aste compresse
10.3. Stabilità delle travi inflesse
10.4. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE)
10.4.1. Spostamenti verticali
10.4.2. Spostamenti orizzontali
10.5. Unioni
10.5.1. Unioni con bulloni, chiodi e perni soggetti a carichi statici
10.5.2. Unioni saldate
10.6. Requisiti per la progettazione e l’esecuzione
10.6.1. Spessori limite
10.6.2. Acciaio incrudito
10.6.3. Giunti di tipo misto
10.6.4. Problematiche specifiche
10.6.5. Apparecchi di appoggio
10.6.6. Verniciatura e zincatura
10.6.7. Criteri di durabilità
10.6.8. Resistenza al fuoco

11. Verifiche agli stati limite per le costruzioni in legno
11.1. Verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU)
11.1.1. Verifiche di resistenza
11.1.2. Trazione parallela alla fibratura
11.1.3. Trazione perpendicolare alla fibratura
11.1.4. Compressione parallela alla fibratura
11.1.5. Compressione perpendicolare alla fibratura
11.1.6. Compressione inclinata rispetto alla fibratura
11.1.7. Flessione
11.1.8. Tensoflessione
11.1.9. Pressoflessione
11.1.10. Taglio
11.1.11. Torsione
11.1.12. Taglio e torsione
11.2. Verifiche di stabilità
11.2.1. Elementi inflessi (instabilità di trave)
11.2.2. Elementi compressi (instabilità di colonna)
11.3. Verifiche agli Stati Limite di Esercizio (SLE)

12. Esempi di calcolo
12.1. Calcolo del modulo elastico del calcestruzzo
12.2. Controllo di accettazione del cls – Tipo A
12.3. Controllo di accettazione del cls – Tipo B
12.4. Calcolo dell’azione della neve al suolo
12.5. Calcolo dell’azione del vento
12.6. Verifica a compressione di una sezione rettangolare in c.a.
12.7. Progetto di una sezione rettangolare in c.a. soggetta a sforzo normale di compressione
12.8. Verifica a trazione di una sezione rettangolare in c.a.
12.9. Calcolo della tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo
12.10. Verifica di un architrave in acciaio su una parete in muratura
12.11. Dimensionamento di un portale in acciaio
12.12. Verifica per carichi concentrati sulla muratura
12.13. Verifica di stabilità delle aste compresse in acciaio
12.14. Verifica dei limiti geometrici di una trave di elevazione in c.a.
12.15. Verifica dei limiti geometrici di un pilastro in c.a.
12.16. Verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di una trave di elevazione in c.a.
12.17. Verifica a flessione di una sezione rettangolare in c.a.
12.18. Verifica dei limiti di armatura longitudinale e trasversale di un pilastro in c.a.
12.19. Verifica a taglio di una sezione rettangolare in c.a. senza armatura trasversale
12.20. Verifica a punzonamento – Pilastro interno soggetto a sforzo normale
12.21. Verifica di fessurazione di una sezione rettangolare in c.a. – SLE
12.22. Verifica a flessione di una trave in acciaio di classe 2
12.23. Verifica a taglio di una trave in acciaio di classe 2
12.24. Verifica degli spostamenti verticali (SLE) per le travi di un solaio in acciaio
12.25. Verifica a trazione parallela alla fibratura di una trave in legno
12.26. Verifica a compressione parallela alla fibratura di una trave in legno
12.27. Verifica a flessione di una trave in legno
12.28. Verifica a tensoflessione di una trave in legno
12.29. Verifica a pressoflessione di una trave in legno
12.30. Verifica a taglio di una trave in legno
12.31. Verifica a instabilità di trave (strutture in legno)
12.32. Verifica a instabilità di colonna (strutture in legno)
12.33. Verifica a deformazione (strutture in legno)
12.34. Calcolo del peso specifico di un campione di terreno
12.35. Calcolo dello stato tensionale di un terreno
12.36. Calcolo dello stato tensionale in un punto di un terreno
12.37. Calcolo dello stato tensionale in più punti di un terreno
12.38. Calcolo del carico limite di una fondazione nastriforme
12.39. Calcolo del carico limite di una fondazione
12.40. Calcolo della larghezza di una fondazione nastriforme

13. Installazione del software “Suite del Calcolista 2”
13.1. Note sul software incluso
13.2. Requisiti hardware e software
13.3. Download del software e richiesta della password di attivazione
13.4. Installazione ed attivazione del software

14. Manuale d’uso del software “Suite del Calcolista 2”
14.1. Verifica a punzonamento
14.2. Dati CLS e Acciaio
14.3. Dati relativi all’armatura della soletta
14.4. Dati relativi alla geometria del sistema pilastro trave
14.5. Dati relativi alle sollecitazioni
14.6. Verifica di un architrave in acciaio
14.7. Calcolo della tensione tangenziale di aderenza tra acciaio-cls
14.8. Verifica di un carico concentrato su una muratura
14.9. Verifica dei limiti di armatura
14.10. Dimensionamento di un portale in acciaio
14.11. Verifica di stabilità delle aste compresse
14.12. Verifica dei limiti geometrici per travi e pilastri

15. Sagomari dei profilati in acciaio
15.1. IPE
15.2. INP
15.3. HEA
15.4. HEB
15.5. HEM
15.6. Tubi in acciaio a sezione quadrata
15.7. Tubi in acciaio a sezione rettangolare

16. Tabelle delle classi di resistenza per il legno massiccio e lamellare
16.1. Classi di resistenza per legno massiccio di conifera e pioppo (Tabella 3.2 della norma UNI EN 338:2009)
16.2. Classi di resistenza per legno massiccio di latifoglia (Tabella 3.3 della norma UNI EN 1194:2000)
16.3. Classi di resistenza per legno lamellare incollato di conifera (Tabella 3.4 della norma UNI EN 1194:2000)
16.4. Classi di resistenza per specie legnose di provenienza italiana (Tabella 18.3 della norma UNI EN 11035)

Glossario

F.A.Q. domande e risposte sui principali argomenti

Test iniziale (verifica della formazione di base)

Test finale (verifica dei concetti analizzati)

Riferimenti bibliografici e normativi

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