Carico Neve, Sismica, Antincendio

Carico Neve – Sismica – Antincendio

RELAZIONE TECNICA PER PRODOTTI CASETTE-ITALIA

 

La presente relazione presenta le verifiche di sicurezza svolte per le casette da giardino Casette Italia di spessore 28mm, 34mm e 44mm e secondo le classi di resistenza strutturale definite da Casette-Italia.

Si tratta di strutture a piano singolo di dimensioni con larghezza del fronte variabile da 2 a 4 m e lunghezza del lato variabile da 2 a 4 m. Si calcolano i carichi accidentali massimi per la copertura e le pareti in condizioni statiche, detto “carico neve”, le verifiche sismiche per determinare in quali zone siano realizzabili (con i relativi accorgimenti da adottare) e la resistenza agli incendi

 

1. INTRODUZIONE

1.1 LA STRUTTURA PORTANTE IN LEGNO

Pareti: gli elementi strutturali verticali si considerano composti da travi sovrapposte della dimensione di 28x110mm, oppure 34x135mm, oppure 44x135mm (a seconda della tipologia di casette: solide, robuste e design) sagomate maschio-femmina per un miglior incastro tra gli elementi.

Copertura: La copertura è composta da travetti di sezione 44x140mm al di spora sono poste perline di spessore 20 mm (e generalmente addizionate con guaina nera o tegole canadesi.

 

1.2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO

Le verifiche effettuate fanno riferimento alle normative utilizzate per l’edilizia standard, con dei coefficienti di sicurezza richiesti molto elevati. Le casette di giardino non devono rispettare tali normative, quindi i risultati presentati sono a favore di sicurezza.

RIFERIMENTI TECNICI:

  • D.M. 14.01.2008 “Norme tecniche per le costruzioni”.
  • C.S.LL.PP. 02.02.2009 n° 617 “Istruzioni per l’applicazione delle “nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al DM 14 gennaio 2008”.
  • EUROCODICE 5 “Progettazione delle strutture in legno: UNI EN 1995:2005”.
  • EUROCODICE 8 “Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture: UNI ENV 1998”.
  • CNR-DT 206/2007 “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Strutture in Legno”. 

 

1.3 METODOLOGIA VERIFICHE E SOFTWARE

Le verifiche strutturali sono state condotte con il metodo agli stati limite. Sono state realizzate sia le verifiche agli stati limite ultimi che agli stati limite di esercizio. L’analisi strutturale di tipo lineare è stata effettuata tramite l’utilizzo di fogli di calcolo Excel e software agli elementi finiti Mastersap 2012. Le verifiche realizzate tramite fogli di calcolo sono da considerarsi accettabili in quanto ogni tabella e quindi ogni schema statico è stato validato tramite elaborazione di un modello fem con software affidabile, Mastersap 2012, utilizzato anche per il calcolo delle fondazioni e degli elementi in calcestruzzo armato. Mastersap 2012 è un programma di analisi strutturale ad elementi finiti destinato in modo particolare alle applicazioni dell'Ingegneria civile. L’analisi strutturale sismica può essere condotta in conformità al D.M 14/1/2008 (NTC 2008), all’Ordinanza 3274 (e successivi aggiornamenti), all’Eurocodice 8. A seguito dell’analisi strutturale MasterSap realizza il dimensionamento di opere in c.a., metalliche (acciaio e alluminio), legno, muratura. Il solutore principale (denominato LiFE) è stato sottoposto ad una serie intensiva di test di validazione prendendo in esame, come di prassi, casi significativi tratti dalla letteratura scientifica, soluzioni esatte proposte dalla teoria classica, nonché realizzando confronti con solutori di provata affidabilità. Tutti i test significativi sono raccolti in un documento specifico di validazione del solutore, in attuazione di quanto disposto dal cap. 10 delle NTC 2008.

 

1.4 MATERIALI

Tutti i materiali utilizzati sono certificati. Per quanto riguarda il legno si allegano le dichiarazioni di conformità CE e il FSC codice Casette Italia n. 002249 rilasciato da FSC-ITALIA. La marcatura CE per i materiali da costruzione indica la rispondenza del materiale a determinate caratteristiche imposte dalle normative italiane ed europee sui materiali da costruzione. Gli elementi che compongono la parete e la copertura rispettano le regole definite nella UNI EN 14915:2015.

 

2. VERIFICHE STATICHE

2.1 CARICO MASSIMO COPERTURA – “CARICO NEVE”

Tramite verifiche allo stato limite ultimo verrà valutato per ogni tipologia di casetta il carico massimo consentito, il quale verrà confrontato con la zonizzazione dei carichi da neve presente in normativa per valutare la miglior soluzione caso per caso. Sono stati calcolati il carico massimo per le perline, per i travetti, per gli architravi presenti sopra le porte o finestre e la pressoflessione delle pareti in ogni singola combinazione di casetta. Il minore di questi valori per la singola combinazione determina il carico massimo risultante. Nei casi in cui i travetti non fossero sufficienti è possibile rinforzare la copertura con due travi in acciaio di sezione UPN 80 ai due lati del colmo. Ricordiamo che i carichi massimi non sono carichi a rottura, ma carichi a snervamento e che quindi una volta raggiunti le sezioni in legno conservano ancora sufficienti margini di resistenza. Le seguenti tabelle presentano i carichi neve stimati per le casette con spessore pareti 28mm, 34mm e 44mm e con travetti del tetto 44x140mm.

 

3. VERIFICHE SISMICHE

Il calcolo sismico per questo tipo di strutture non è richiesto, ma a titolo informativo si esegue il calcolo della resistenza nelle varie condizioni operative.

ZONA SISMICA 4 - In zona sismica 4 tutte le configurazioni risultano verificate e non sono necessari accorgimenti per aumentarne la resistenza

ZONE SISMICHE 3 E 2 - Nelle zone sismiche 3 e 2 è necessario collegare il telaio che sostiene il pavimento al basamento con un tassello f 6 x 100 ad ogni angolo della casetta, e collegare il primo elemento della parete con una vite da legno f 6 x 120 agli angoli al telaio del pavimento. In questo modo la struttura è in grado di assorbire le azioni taglianti derivanti dal sisma. Si verifica quindi quale massima accelerazione sismica può sostenere la struttura per ogni configurazione dimensionale.

 

 

Per la zona sismica 1 il raggiungimento di un adeguato livello di sicurezza è molto difficoltoso. Si può valutare l’aumento di resistenza delle pareti grazie all’inserimento di nastri forati che controventino la struttura. Nello specifico si valuta l’inserimento di un nastro forato largo 40 mm e spesso 1,5 mm con due chiodi 4x25 per ogni elemento orizzontale, disposto sul lato interno di ogni parete come da immagine, il raddoppiamento delle viti di collegamento tra primo elemento e telaio del pavimento e invariato numero di tasselli.

4.& VERIFICHE DI RESISTENZA AL FUOCO

4.1 PREMESSE

Il legno è uno dei migliori materiali da costruzione nei confronti della resistenza al fuoco: se è vero che brucia, è altrettanto vero che ha alte temperature di innesco, è quindi molto improbabile, se non impossibile, che si verifichino fenomeni di autocombustione in strutture lignee. E’ per questo motivo che talvolta risulta difficile accendere il fuoco del camino senza un opportuno accelerante, ed è sempre per questo motivo che le strutture in legno non vengono considerate come carico incendio dai vigili del fuoco. Il fenomeno di combustione si verifica sulla superficie del legno a contatto con il fuoco, la combustione crea uno strato di legno carbonizzato che avanza lentamente verso l’interno del legno con il passare del tempo. Questo strato carbonizzato ha una velocità di avanzamento molto lenta, 0,7 mm al minuto in media, da cui ne deriva che in un incendio di 10 minuti ho consumato circa 7 mm di sezione strutturale.

4.2 VERIFICHE

È possibile valutare quanto ci mette un incendio dall’esterno a compromettere la struttura della casetta, oppure quanto ci mette un incendio dall’interno a far crollare la copertura. I risultati saranno espressi in minuti.

La seguente tabella riporta i tempi di resistenza all’incendio delle casette con pareti di 28mm.

  • INCENDIO ESTERNO: 18 minuti
  • INCENDIO INTERNO: 13 minuti

La seguente tabella riporta i tempi di resistenza all’incendio delle casette con pareti di 34mm.

  • INCENDIO ESTERNO: 20 minuti
  • INCENDIO INTERNO: 15 minuti

La seguente tabella riporta i tempi di resistenza all’incendio delle casette con pareti di 44mm.

  • INCENDIO ESTERNO: 27 minuti
  • INCENDIO INTERNO: 20 minuti

Ovviamente date le sezioni ridotte non si raggiungono i livelli di prestazioni tipici delle strutture ordinarie che sono tipicamente richieste a seconda dei casi (30, 60, 120 minuti) ma questi risultati si ritengono più che accettabili viste le dimensioni delle strutture in esame.