2020 05 05 spessori delle vetrate - come calcolarli · 2020. 5. 7. · spessore minimo di...

Giuseppe VITAResponsabile Ufficio Tecnico e Formazione

Saint-Gobain Glass Italia spa

SPESSORI DELLE VETRATECOME CALCOLARLI

o Chi deve effettuare il calcoloo Informazioni necessarie per effettuare il calcolo degli

spessorio Caratteristiche meccaniche del vetroo Riferimenti legislativi e normativio Strumenti per effettuare il calcolo degli spessorio Esempi di calcolo degli spessori in base al tipo di

applicazione

BUILDING GLASS ITALIA

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PREMESSA

NON ESISTONO TABELLE CHE INDICANO LA PORTATA DEL VETRO IN BASE ALLO SPESSORE – BISOGNA FARE IL CALCOLO

STIAMO VALUTANDO SE INSERIRE, SUL PROSSIMO “MANUALE DEL VETRO”, DEI NOMOGRAMMICHE PERMETTONO UNA VALUTAZIONE RAPIDA DELLO SPESSORE PER LASTRA MONOLITICA

ES.:

ACADEMYSAINT-GOBAIN CHI DEVE EFFETTUARE IL CALCOLO

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Il tecnico abilitato è l’unico che deve effettuare il calcolo dello spessore delle vetrate in particolare per gli impieghi «STRUTTURALI» in quanto deve redigere una relazione tecnica da presentare per approvazione al Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e previa istruttoria del Servizio Tecnico Centrale (§ 4.6 delle NTC del 17 Gennaio 2018)

La relazione tecnica può essere suffragata da una prova da parte di un laboratorio accreditato preferibilmente in cantiere

ACADEMYSAINT-GOBAIN CHI DEVE EFFETTUARE IL CALCOLO

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Saint-Gobain Glass fornisce esclusivamente una consulenza con relativo supporto tecnico ma non rilascia relazioni tecniche o attestati di prova/certificazioni

2 KN/m2 (uniformemente distribuito)

2 KN (concentrato su una superficie di cm 5 x 5)

4 KN/m2 (uniformemente distribuito)

4 KN (concentrato su una superficie di cm 5 x 5)


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DENSITA’ – MASSA VOLUMICA 2,5 CHE CORRISPONDE PER LASTRA PIANA A 2,5 Kg/m2*mm DI SPESSORE

RESISTENZA ALLA COMPRESSIONE 1000 N/mm2 (MPa)

RESISTENZA ALLA FLESSIONE 45 N/mm2 (MPa) VETRO RICOTTO – FLOAT (norma UNI EN 572.2)70 N/mm2 (MPa) VETRO FLOAT INDURITO TERMICAMENTE (norma UNI EN 1863.1)120 N/mm2 (MPa) VETRO FLOAT TEMPRATO TERMICAMENTE (norma UNI EN 12150.1 e 14179.1)

ELASTICITA’ – MODULO DI YOUNG E 7*1010 Pa = 70 GPa = 70.000 MpA

COEFFICIENTE DI POISSON µ 0,22

DILATAZIONE LINEARE 9*10‐6

CARATTERISTICHE DEL VETRO SODO-CALCICO (UNI EN 572.2)

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INFORMAZIONI INDISPENSABILI PER IL CALCOLO DEGLI SPESSORI

Dimensioni delle lastre (b x h) Forma della lastra

Sistema di ancoraggio:o Telaio continuo su tutto il perimetro

o Telaio continuo su due, tre lati, ecc.

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Sistema di ancoraggio:o Telaio continuo solo alla base (normalmente per parapetti)

o Fissaggio per punti VEA (Vetrate Esterne Appese) – Ragni e rotules

o Altro sistema di fissaggio

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Vetrata verticale o di copertura (Per vetrata verticale posizione della base rispetto al piano di calpestio e per copertura inclinazione della stessa)

Destinazione d’uso dell’edificio In caso di piscina/acquario altezza del pelo libero dell’acqua rispetto la base del vetro

Altre informazioni che possono risultare importanti

ALTEZZA LASTRA ALTEZZA ACQUA


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CARICHI AGENTI SULLE VETRATE

VETRATE VERTICALI: Pressione del vento

Spinta orizzontale lineare, per le vetrate a tuttaaltezza, applicata a 120 cm di altezza dal piano dicalpestio oppure nel caso di parapetto sulla suasommità


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COPERTURE: Carico neve

Praticabilità ad uso manutenzione



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PAVIMENTI: Sovraccarichi verticali uniformemente distribuiti Sovraccarichi verticali concentrati su una superficie di cm 5 x 5 o 20 x 20 in funzione

alla destinazione d’uso dell’edificio



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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI - SOVRACCARICHINORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. DEL 17 GENNAIO 2018

CAT. AMBIENTI qk(KN/m2)

Qk(KN)

Hk(KN/m)

A

AMBIENTI AD USO RESIDENZIALE

Aree per attività domestiche e residenziali; sono compresi in questa categoria i locali di abitazione erelativi servizi, gli alberghi (ad esclusione delle aree soggette ad affollamento), camere di degenza diospedali

2,00 2,00 1,00

Scale comuni, balconi, ballatoi 4,00 4,00 2,00

B

UFFICI

Cat. B1 Uffici non aperti al pubblico 2,00 2,00 1,00

Cat. B2 Uffici aperti al pubblico 3,00 2,00 1,00

Scale comuni, balconi e ballatoi 4,00 4,00 2,00

C

AMBIENTI SUSCETTIBILI DI AFFOLLAMENTO

Cat. C1 Aree con tavoli, quali scuole, caffè, ristoranti, sale per banchetti, lettura e ricevimento 3,00 3,00 1,00

Cat. C2 Aree con posti a sedere fissi, quali chiese, teatri, cinema, sale per conferenze e attesa, auleuniversitarie e aule magne 4,00 4,00 2,00


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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI - SOVRACCARICHINORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. DEL 17 GENNAIO 2018


Qk(KN)

Hk(KN/m)

C

AMBIENTI SUSCETTIBILI DI AFFOLLAMENTO

Cat. C3 Ambienti privi di ostacoli al movimento delle persone, quali musei, sale per esposizioni, areed’accesso a uffici, ad alberghi e ospedali, ad atri di stazioni ferroviarie 5,00 5,00 3,00

Cat. C4. Aree con possibile svolgimento di attivitàfisiche, quali sale da ballo, palestre, palcoscenici. 5,00 5,00 3,00

Cat. C5. Aree suscettibili di grandi affollamenti, quali edifici per eventi pubblici, sale da concerto,palazzetti per lo sport e relative tribune, gradinate e piattaforme ferroviarie. 5,00 5,00 3,00

Scale comuni, balconi e ballatoi

Secondo categoria d’uso servita, con le seguenti

limitazioni

≥ 4,00 ≥ 4,00 ≥ 2,00

D

AMBIENTI AD USO COMMERCIALE

Cat. D1 Negozi 4,00 4,00 2,00

Cat. D2 Centri commerciali, mercati, grandi magazzini 5,00 5,00 2,00

Scale comuni, balconi e ballatoi Secondo categoria d’uso servita


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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVINORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. DEL 17 GENNAIO 2018


Qk(KN)

Hk(KN/m)

EAREE PER IMMAGAZZINAMENTO E USO COMMERCIALE ED USO INDUSTRIALE

Cat. E1 Aree per accumulo di merci e relative aree d’accesso, quali biblioteche, archivi, magazzini,depositi, laboratori manifatturieri ≥ 6,00 7,00 1,00*

Cat. E2 Ambienti ad uso industrial da valutarsi caso per caso

FG

RIMESSE E AREE PER TRAFFICO DI VEICOLI (ESCLUSI I PONTI)

Cat. F Rimesse, aree per traffico, parcheggio e sosta di veicoli leggeri (peso a pieno carico fino a 30kN) 2,50 2 x 10,00 1,00**

Cat. G Aree per traffico e parcheggio di veicoli medi (peso a pieno carico compreso fra 30 kN e 160kN), quali rampe d’accesso, zone di carico e scarico merci.

da valutarsi caso per caso e comunque non minori di

5,00 2 x 50,00 1,00**

HIK

COPERTURE

Cat. H Coperture accessibili per sola manutenzione e riparazione 0,50 1,20 1,00

Cat. I Coperture praticabili di ambienti di categoria d’uso compresa fra A e D secondo categorie di appartenenza

Cat. K Coperture per usi speciali, quali impianti, eliporti. da valutarsi caso per caso

* non comprende le azioni orizzontali eventualmente esercitate dai materiali immagazzinati.** per i soli parapetti o partizioni nelle zone pedonali. Le azioni sulle barriere esercitate dagli automezzi dovranno esserevalutate casoper caso.


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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI – AZIONI DEL VENTONORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. DEL 17 GENNAIO 2018

9 zone climatiche


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Classe di rugosità del terreno Descrizione

A Aree urbane in cui almeno il 15% della superficie sia coperto daedifici la cui altezza media superi i 15 m

B Aree urbane (non di classe A), suburbane, industriali e boschive

C Aree con ostacoli diffusi (alberi, case, muri, recinzioni,....); areecon rugosità non riconducibile alle classi A, B, D

Da) Mare e relativa fascia costiera (entro 2 km dalla costa);b) Lago (con larghezza massima pari ad almeno 1 km) e relativa fascia costiera (entro 1 km dallacosta)c) Aree prive di ostacoli o con al più rari ostacoli isolati (aperta campagna, aeroporti, aree agricole,pascoli, zone paludose o sabbiose, superfici innevate o ghiacciate, ....)

4 classi di rugosità


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5 classi di esposizione


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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI – AZIONI DELLA NEVENORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI – D.M. DEL 17 GENNAIO 2018

3 zone di carico della neve


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RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI PER IL CALCOLONORME UNI 11463 – UNI EN 16612 E 16613 – CNR DT 210

Calcolo della resistenza di progetto (σ di lavoro) per vetro indurito e temprato (UNI 11463)


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Calcolo dello spessore equivalente del vetro stratificato per verifica tensione di lavoroammissibile (UNI 11463):

Spessore minimo di produzione del vetro float (UNI EN 572.2)

h

hhm,k

SP. NOMINALE SP. MIN. PROD. SP. NOMINALE SP. MIN. PROD.

2 1,8 8 7,7

3 2,8 10 9,7

4 3,8 12 11,7

5 4,8 15 14,5

6 5,8 19 18,0


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Calcolo dello spessore equivalente del vetro stratificato per verifica della freccia di flessione (UNI 11463):

VALORI DELLA FRECCIA MAX DI PROGETTO PER VINCOLO CONTINUO E AZIONI UNIFORMEMENTE DISTRIBUITE

TIPOLOGIA ELEMENTO N° LATI VINCOLATI LASTRA MONOLITICA O SIMILARE VETRATA ISOLANTE

Elementi di tamponamento inseriti in paretidivisorie, facciate continue e/o serramenti

4 1/65 di Lmin < di 50 mm 1/65 di Lmin < di 50 mm

2 o 3 1/100 di Lmin < di 50 mm 1/150 di Lmin < di 50 mm

Elementi di tamponamento inseriti in parapetti 1, 2, 3 o 4 Minore di 100 mm Minore di 100 mm

VALORI DELLA FRECCIA MAX DI PROGETTO PER VINCOLO PUNTUALE E AZIONI UNIFORMEMENTE DISTRIBUITE

TIPOLOGIA ELEMENTO N° LATI VINCOLATI PER PUNTI LASTRA MONOLITICA O SIMILARE VETRATA ISOLANTE

Elementi di tamponamento inseriti in paretidivisorie, facciate continue e/o serramenti 2, 3 o 4 1/100 di L < di 50 mm 1/100 di L < di 50 mm

Elementi di tamponamento inseriti in parapetti 1, 2, 3 o 4 Minore di 50 mm Minore di 50 mm


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Dimensionamento della vetrata isolante doppia DGU:

δ = rigidezza della lastra φ = fattore per vetrata isolante

CARICO RIPARTIZIONE DEL CARICO SUL PANNELLO 1

RIPARTIZIONE DEL CARICO SUL PANNELLO 2

Carico esterno Fd agente sul pannello 1 Fd;1 = (δ1 + φδ2) x Fd Fd;2 = (1 – φ) x δ2 x Fd

Carico esterno Fd agente sul pannello 2 Fd;1 = (1 – φ) x δ1 x FdFd;2 = (φδ1 + δ2) x Fd


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ESEMPIO DI CALCOLO DELLO SPESSORE

Vetrata verticale delle seguenti caratteristiche: Dimensione: mm (b x h) 3200 x 2600 Posizione della lastra: mm 200 dal piano di calpestio Fissaggio della lastra: continuo sui quattro lati (min. 20 mm)

2 lati corti liberi8 rotules

Destinazione d’uso: residenziale o commerciale Pressione del vento: 100 Kg/mq – 1000 Pa (N/m2) Spinta orizzontale applicabile a 120 cm di altezza dal piano di calpestio:

100 Kg/m – 1 KN/m per residenziale200 Kg/m – 2 KN/m per commerciale


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CALCOLO DELLO SPESSORE

Carico uniformemente distribuito(Pressione del vento, Carico neve, Ecc.)

Spinta orizzontale(spinta delle persone)

Esempi di carico:


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CALCOLO DELLO SPESSORE

Equazione delle piastre di Timoshenko applicata ai vetri per carico uniformemente distribuito e vincolo continuo sui quattro lati: calcolo dello spessore:

Verifica della freccia d’inflessione:

L/l α β L/l α β1,0 0,6444 0,2668 1,8 1,4778 0,5587

1,1 0,7722 0,3138 1,9 1,5458 0,5815

1,2 0,8958 0,3583 2,0 1,6069 0,6017

1,3 1,0138 0,3999 2,5 1,8236 0,6728

1,4 1,1236 0,4382 3,0 1,9403 0,7105

1,5 1,2250 0,4732 4,0 2,0333 0,7400

1,6 1,3181 0,5048 5,0 2,0569 0,7476

1,7 1,4014 0,5332 2 Lati Lib. 2,0653 0,7500


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CALCOLO DELLO SPESSORE PER VINCOLO SU QUATTRO LATI

= 12,6 mm (lastra monolitica)

Supponiamo di utilizzare una lastra stratificata STADIP PROTECT® 221 (1010.2) Spessore equivalente per calcolo spessore mm 14,91 (verificata) Spessore equivalente per calcolo della freccia d’inflessione mm 13,33

= 17,97 mm (< di 40 mm UNI 11463)


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Verifica della lastra con programma agli elementi finiti per carico uniformemente distribuito di 100 Kg/m2

Verifica della freccia d’inflessione Verifica della tensione di lavoro

TUTTE E DUE SONO VERIFICATE CON L’UTILIZZO DI STADIP PROTECT® 217 (88.2)

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Verifica della lastra con programma agli elementi finiti per carico lineare di 100 Kg/m


TUTTE E DUE SONO VERIFICATE CON L’UTILIZZO DI STADIP PROTECT® 217 (88.2)

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LA SPINTA ORIZZONTALE DI 2 KN/m E’ VERIFICATA CON L’UTILIZZO DI:STADIP PROTECT® 221 (1010.2)

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IN QUESTO CASO BISOGNA UTILIZZARE UNO STRATIFICATO TEMPRATO 1010.4

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CALCOLO DELLO SPESSORE PER VINCOLO SU DUE LATI LUNGHI

N.B.: per vetrata isolante freccia massima sul bordo di 1/200 con un max di 12 mm (UNI EN 1279.5)


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LA SPINTA ORIZZONTALE DI 2 KN/m NON VIENE VERIFICATA QUINDI SI DOVRA’ UTILIZZAREUNO SPESSORE MAGGIORE

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CALCOLO DELLO SPESSORE PER VINCOLO SU DUE LATI LUNGHI

N.B.: per vetrata isolante freccia massima sul bordo di 1/200 con un max di 12 mm (UNI EN 1279.5)


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CALCOLO DELLO SPESSORE PER VINCOLO CON 8 ROTULES


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CALCOLO DELLO SPESSORE PER VINCOLO CON 8 ROTULES

Ing. Roberto CAROSATIMarketing & Communication Manager

Logli Massimo S.p.A.

Ing. Alessandro PANZIERADigital marketing manager

Saint-Gobain Glass Italia spa

Per ulteriori informazioni:[email protected]

www.saint-gobain-glass.it

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