Esempio Svolto: Edificio in Acciaio Leggero a Due Piani

1. Informazioni su questo articolo

Questo articolo descrive, con schermate, come modellare e risolvere dall'inizio alla fine una piccola abitazione a due piani con il modulo per l'acciaio leggero (acciaio formato a freddo, LSF) di StatiCAD: impostazioni di progetto, pareti a pannelli, architravi di porte/finestre, solaio in acciaio leggero (generazione di strisce + travetti di solaio), analisi, lettura degli avvisi e miglioramento del progetto, risultati, relazione di calcolo e disegni. In ogni passo i valori inseriti sono i valori reali dell'edificio di esempio; i risultati numerici dell'articolo sono quelli forniti dal programma per questo esempio.

Per il background teorico dei moduli e per i dettagli di tutte le opzioni si vedano i seguenti articoli: Progettazione di Pannelli e Montanti in Acciaio Leggero, Progettazione di Travi e Pilastri in Acciaio Leggero, Solaio in Acciaio Leggero: Travetti di Solaio e Diaframma, Condizioni Normative, Ancoraggi e Fondazioni, Fondamenti Teorici e Studi di Validazione.

informazioni

Edizione: Il tipo di edificio in acciaio leggero, il tipo di parete “Pannello in Acciaio Leggero”, le schede per travi/solai in acciaio leggero e le relazioni per l'acciaio leggero sono visibili solo nell'edizione StatiCAD Ultimate. Le schermate sono state acquisite con StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.

suggerimento

File di esempio: I file di progetto delle due fasi dell'articolo possono essere scaricati da qui (ZIP): OrnekHafifCelik_ilk.sy4 (progetto iniziale, Sezione 9) e OrnekHafifCelik.sy4 (progetto migliorato, Sezioni 10–13). Aprendo il file con Dosya › Aç (File › Apri) è possibile seguire i passaggi sul proprio schermo.

2. Edificio di esempio

Abitazione unifamiliare a due piani con pianta di 10,00 × 6,00 m. Il sistema portante è interamente in acciaio leggero: pareti a pannelli con altezza di piano di 2,80 m, travetti di solaio C200 appoggiati sui pannelli e architravi in acciaio leggero sopra porte e finestre. La fondazione è fuori dall'ambito di questo esempio; la base delle pareti è considerata vincolata.

Tabella 1 – Informazioni generali

Argomento	Valore
Pianta	10,00 × 6,00 m (x = 0…10 m, y = 0…6 m); parete portante interna in x = 5,00 m
Piani	ZEMİN KAT (piano terra) e 1. KAT (primo piano), ciascuno 2,80 m (altezza dell'edificio 5,60 m)
Pareti (pannelli)	Spessore 15 cm; montante C100x50x15x1,2 (parete esterna), C100x50x15x1,5 (parete interna), interasse 600 mm, 2 montanti di bordo all'estremità del pannello; OSB da 11 mm su entrambe le facce (vc = 10,2 kN/m); peso per unità di volume della parete 300 kg/m³
Aperture	Al piano terra 2 porte (ingresso da 1,00 m, porta interna da 0,90 m) e 5 finestre; al primo piano 1 porta interna e 6 finestre (finestre da 1,50 m, parapetto 90 cm)
Architravi	Sopra ogni apertura, trave in acciaio leggero CC C200x80x22x4, con cerniere a entrambe le estremità
Solai	Due solai da 5,00 × 6,00 m per ogni piano; solaio in acciaio leggero: travetti CC C200x80x16x2 in direzione X, interasse ≤ 390 mm (generato 375 mm), rivestimento OSB, due file di controventatura
Carichi	Spessore del solaio 2 cm (equivalente a rivestimento + massetto), carico permanente aggiuntivo 30 kg/m², carico variabile 200 kg/m² (piano terra), 150 kg/m² (copertura); carico neve in copertura Sk = 0,75 kN/m²; vento q = 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m)
Sisma	TBDY 2018, DD-2, SS = 0,50, S1 = 0,14, ZC; I = 1, R = 3, D = 2 (HCBTİE Tabella 1.2, duttilità limitata); Metodo della Forza Sismica Equivalente, T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1)
Metodo di progetto	LRFD (HCBTİE 4.2; φc = 0,85, φb = 0,90)

Figura 1 – Pianta del piano terra: pareti a pannelli (gialle), travetti di solaio (blu), strisce (verdi), porte e finestre (viola)

Figura 2 – Vista tridimensionale dell'edificio di esempio

informazioni

Orientamento della pianta: Nella schermata della pianta di StatiCAD l'asse y è rivolto verso il basso: il prospetto in y = 0 appare in alto sullo schermo, quello in y = 600 cm in basso.

3. Avvio del programma e progetto

All'apertura del programma compare la schermata iniziale (dock). Per un nuovo progetto si usa Yeni (Nuovo) a sinistra, per un esempio pronto Aç (Apri); l'icona Ana Ekran (Schermata Principale) apre la schermata di lavoro.

Figura 3 – Schermata iniziale (dock)

Nella schermata principale, a sinistra si trova la vista in pianta (di piano), a destra la vista tridimensionale. Nella barra degli strumenti superiore, PrjAyar apre le Impostazioni Generali del Progetto, KatAyar le Impostazioni Generali dei Piani, Analiz la finestra dell'Analisi Statica, Rapor la Selezione Relazioni, Çizim la Selezione Disegni. I pulsanti Alt Kat / Üst Kat (piano inferiore / piano superiore) cambiano il piano attivo (in basso a sinistra “Active Story”).

Figura 4 – Schermata principale di lavoro: pianta del piano terra e vista 3D

4. Impostazioni Generali del Progetto

Si apre con PrjAyar nella barra degli strumenti superiore. Le schede necessarie per un edificio in acciaio leggero sono riportate di seguito.

4.1 Selezione Normativa: tipo di edificio e opzioni per l'acciaio leggero

1. Si seleziona Tipo di Edificio: Acciaio Leggero. Questa scelta attiva l'uso di T = 0,2 s nel calcolo sismico, i controlli di progetto per l'acciaio leggero (HCBTİE Tabella 1.2) e le schede per l'acciaio leggero.
2. Forze Sismiche: TBDY 2018, Livello di Duttilità: Limitato (R ≤ 3). Con duttilità elevata si può usare R ≤ 4.
3. Metodo di Progetto degli Elementi in Acciaio Leggero: LRFD. Limite di freccia dei montanti h/240 (rivestimento in cartongesso/OSB), instabilità distorsionale per C+ strisce finite (predefinito).
4. Distribuzione del Carico ai Setti negli Edifici in Legno e Acciaio Leggero: Capacità. Il carico sismico è distribuito ai pannelli in proporzione alla loro capacità (TBDY 10.2.6.1).
5. “Considera le eccentricità nella matrice di rigidezza del sistema (offset3)” e “Considera i valori Offset1 e Offset2 nella matrice di rigidezza del sistema” sono lasciate non spuntate in questo esempio; anche se rimangono spuntate, la progettazione delle travi in acciaio leggero non cambia (vedere la nota seguente).

Figura 5 – Impostazioni Generali del Progetto › Selezione Normativa (tipo di edificio Acciaio Leggero, LRFD, distribuzione per capacità, caselle di offset disattivate)

informazioni

Caselle di offset e travetti di solaio: Se una delle caselle di offset è spuntata, l'asse della trave viene modellato sotto il piano del solaio; insieme al vincolo di diaframma rigido, nella trave si genera una forza assiale (effetto composito) priva di un reale percorso di carico. In questo esempio il FEM fornisce questa forza in circa 29 kN per ogni travetto di solaio. Il programma sottrae questa quota dalla forza assiale nella progettazione delle travi in acciaio leggero, come per le travi in calcestruzzo armato: con le caselle spuntate la forza assiale di progetto è 0,2 kN, P/P_d + M/M_d = 0,564; con le caselle disattivate 0 e 0,558. Nelle tabelle dei risultati delle travi FEM la forza assiale grezza continua ad apparire. Lo stato della casella “Offset1 e Offset2” viene salvato con il progetto; nei vecchi progetti privi di questa informazione la casella risulta spuntata.

4.2 TBDY2018: parametri sismici

Si inseriscono i coefficienti di accelerazione spettrale della mappa DD-2 (S_S = 0,50, S₁ = 0,14), la classe di suolo locale ZC, il coefficiente di importanza dell'edificio I = 1, i coefficienti di comportamento del sistema portante R(x) = R(y) = 3 e i coefficienti di sovraresistenza D(X) = D(Y) = 2. HCBTİE Tabella 1.2 richiede D = 2 per gli edifici in acciaio leggero; con duttilità limitata R non può superare 3.

Figura 6 – Impostazioni Generali del Progetto › TBDY2018

4.3 Forze Sismiche

Si seleziona Forza Sismica Equivalente (TBDY 10.2.6.1). Quando il tipo di edificio è Acciaio Leggero, il programma imposta l'opzione del periodo su Metodo Empirico; negli edifici in acciaio leggero l'accelerazione spettrale è sempre calcolata con T = 0,2 s, quindi la scelta del periodo non modifica il risultato.

Figura 7 – Impostazioni Generali del Progetto › Forze Sismiche

4.4 Combinazioni di Carico: vento e neve

Si inseriscono la pressione del vento q = 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m) e il carico neve in copertura Sk = 0,75 kN/m². q è utilizzato nella verifica al vento fuori piano dei montanti delle pareti esterne (1,2G + 1,0Q + 0,5S + 1,6W) e nella freccia dei montanti; il carico neve agisce sui solai con “Carico Neve: Presente” spuntato (in questo esempio, la copertura).

Figura 8 – Impostazioni Generali del Progetto › Combinazioni di Carico

informazioni

Condizione di carico del vento: Quando è selezionato “Usa le Combinazioni di Carico per Calcestruzzo Armato-Muratura”, tra le condizioni di carico non è presente il vento. La verifica al vento dei montanti viene eseguita indipendentemente da ciò; nella progettazione di travi/pilastri in acciaio leggero, invece, non si formano combinazioni con il vento e al termine dell'analisi compare una riga informativa (Sezione 10.4).

4.5 Forze negli Elementi: trasferimento dei carichi e diaframma

Per il trasferimento dei carichi dai solai si seleziona il Metodo Classico e si lascia non spuntato Includi i Solai nella Rigidezza del Sistema; in questo modo ogni travetto di solaio riceve G e Q della propria larghezza di carico. Per i carichi sismici si usa il Diaframma completamente rigido.

Figura 9 – Impostazioni Generali del Progetto › Forze negli Elementi

5. Definizione dei piani

Nella finestra KatAyar (Impostazioni Generali dei Piani) si definiscono due piani: ZEMİN KAT e 1. KAT, ciascuno di 280 cm. La riga TEMEL è il piano di fondazione del programma; in questo esempio non è stato disegnato alcun elemento di fondazione.

Figura 10 – Impostazioni Generali dei Piani

6. Pannelli in acciaio leggero (pareti)

6.1 Disegno delle pareti

Le pareti si disegnano con due clic sulla linea d'asse, con il pulsante Duvar (Parete) nella barra di sinistra (oppure con w nella riga di comando); lo spessore della parete è 15 cm. In StatiCAD ogni parete è un tratto di pannello a tutta altezza: in corrispondenza di porte e finestre la parete termina (Sezione 7). Al piano terra e al primo piano ci sono 12 pannelli ciascuno (WZ01…WZ12, W101…W112).

Figura 11 – Clic destro sulla parete: "WZ02 Duvarı Özellik Değiştir" (Modifica Proprietà Parete WZ02)

Per modificare le proprietà, si fa clic destro sulla parete e si sceglie … Duvarı Özellik Değiştir; con più pareti selezionate, Çoklu Özellik Değiştir (Modifica Proprietà Multipla) applica gli stessi valori a tutte le pareti selezionate.

6.2 Impostazioni Generali: “Pannello in Acciaio Leggero”

1. Si spunta Tipo di Elemento: Pannello in Acciaio Leggero. Con questa selezione diventano visibili le schede “Pannello in Acciaio Leggero” e “Ancoraggio in Acciaio Leggero”.
2. Larghezza della Parete 15 cm, Delta Sinistro/Destro 7,5 cm (parete centrata sull'asse).
3. Si inserisce Altezza del Cordolo 20 cm. Nel pannello in acciaio leggero questo valore è la profondità del solaio: l'altezza del montante è h = 280 − 20 = 260 cm (nella relazione “Geometri: h = 260 cm”).
4. Tra le caselle Posizione del Setto si spunta il lato dell'edificio in cui si trova la parete (per questa parete, Sull'Asse del Bordo Inferiore). La flessione da vento e la freccia dei montanti sono calcolate solo nelle pareti (esterne) con asse di bordo spuntato; per la parete interna le caselle restano vuote.

Figura 12 – Proprietà Parete › Impostazioni Generali (Pannello in Acciaio Leggero, Sull'Asse del Bordo Inferiore)

6.3 Statica/Materiale: peso della parete

Il peso proprio del pannello è calcolato dal BHA (peso per unità di volume) in questa scheda e dallo spessore della parete. Nell'esempio sono stati assunti 300 kg/m³ × 0,15 m ≈ 45 kg/m² di superficie di parete (montante, due strati di OSB, isolante e lastra interna in cartongesso). I campi di resistenza della muratura come fk e fvko non sono utilizzati nel calcolo del pannello in acciaio leggero.

Figura 13 – Proprietà Parete › Statica/Materiale (BHA = 300 kg/m³)

pericolo

Peso predefinito della parete: Le pareti appena disegnate arrivano con i valori predefiniti della muratura (1300 kg/m³, 24 cm). Quando si seleziona “Pannello in Acciaio Leggero”, lo spessore diventa 15 cm e il BHA 300 kg/m³; Delta Sinistro/Destro (prolungamenti di estremità) viene scalato in proporzione allo spessore (12 → 7,5 cm). Quando si apre una parete in acciaio leggero salvata, i valori salvati sono mantenuti. Se lo spessore e il peso reali del pannello sono diversi, correggere questi valori; se rimangono i valori della muratura (1300 kg/m³ × 0,24 m ≈ 3 kN/m²), la massa sismica e i carichi sui montanti risultano calcolati parecchie volte maggiori.

6.4 Scheda Pannello in Acciaio Leggero

• Rivestimento Presente sul Pannello Sinistro/Superiore e Destro/Inferiore spuntati; per OSB da 11 mm su entrambe le facce v_c = 10,2 kN/m (TBDY Tabella 10.5; interasse delle viti 150 mm sul bordo, 300 mm in campo). Valore di progetto della resistenza a taglio del pannello φ·V_n = 0,6 · v_c · L (per ogni faccia; con due facce di rivestimento uguale si sommano).
• Profilo del Montante C100x50x15x1,2 (pareti esterne) / C100x50x15x1,5 (parete interna), Interasse dei montanti 600 mm, Numero di montanti di bordo 2.
• Vincolo rotazionale del rivestimento al montante k_φ: OSB su due facce, EIw 0 (predefinito del tipo), interasse delle viti 300 mm. Il programma usa il minore tra le due facce; nel montante con OSB la resistenza distorsionale aumenta (nell'esempio k_φ = 233 N·mm/mm/rad).

Figura 14 – Proprietà Parete › Pannello in Acciaio Leggero

suggerimento

Scelta del rivestimento: Se la resistenza a taglio del pannello non basta, rafforzare prima il rivestimento (OSB su entrambe le facce, compensato o lamiera), poi aumentare la lunghezza del pannello. La lastra di cartongesso da sola non può portare il carico sismico (TBDY 10.2.7.2); il contributo dei pannelli con cartongesso alla resistenza sismica del piano viene riportato.

6.5 Scheda Ancoraggio in Acciaio Leggero

Qui si definiscono l'ancoraggio a trazione (hold-down) alle due estremità di ogni pannello e l'ancoraggio a taglio lungo la base. I valori sono le resistenze di progetto del metodo selezionato (LRFD) (produttore/ETA). Al piano terra l'ancoraggio a taglio è stato inserito come bullone nel calcestruzzo di fondazione (M12, 8.8, interasse 600 mm), al primo piano come vite nel solaio di piano (5,5 mm, interasse 150 mm).

Figura 15 – Ancoraggio in Acciaio Leggero – progetto iniziale: dispositivo 35 kN, barra di ancoraggio/calcestruzzo 40 kN

informazioni

Significato dei valori: Resistenza di progetto del dispositivo: valore φR_n del dispositivo hold-down; Barra di ancoraggio/calcestruzzo/collegamento al piano: resistenza della barra e del cono di calcestruzzo che collegano il dispositivo alla fondazione o al piano inferiore. Se si inserisce Numero di viti dispositivo-montante = 0, il programma calcola e riporta il numero di viti necessario. Pnvs: resistenza a taglio del gambo della vite (produttore, caratteristica).

7. Porte, finestre e architravi

I pulsanti Kapı (Porta) e Pencere (Finestra) nella barra di sinistra aprono le finestre degli strumenti: si inseriscono distanza, larghezza, altezza (parapetto per la finestra); si fa clic su un'estremità della parete (riferimento) e poi su un punto della stessa parete nella direzione dell'apertura. Il programma divide la parete ai bordi dell'apertura; le pareti ai due lati dell'apertura sono pannelli distinti.

Figura 16 – Finestra dello strumento Disegno Porta (distanza 150 cm, larghezza 90 cm, altezza 200 cm)

Figura 17 – Suggerimento nella riga di stato in modalità porta

In un edificio in acciaio leggero è necessario un architrave che sostenga i travetti di solaio e le strisce di bordo sopra l'apertura. L'architrave viene disegnato sopra l'apertura, da estremità a estremità della parete, come cordolo (trave); si seleziona Proprietà Cordolo › Tipo di Elemento: Acciaio Leggero e con il pulsante Kesit Seç (Seleziona Sezione) si assegna un profilo dal catalogo Cold Formed (in questo esempio CC C200x80x22x4, con cerniere a entrambe le estremità).

Figura 18 – Selezione della sezione prefabbricata › Cold Formed (proprietà di CC C200x80x16x2)

pericolo

Apertura senza architrave: Se i travetti di solaio terminano su un'apertura di finestra o porta e lì non c'è architrave, quell'estremità del travetto rimane priva di appoggio: la soluzione agli elementi finiti emette l'avviso “rijitlik matrisi tekil” (matrice di rigidezza singolare) e i travetti risultano insufficienti per momento e freccia eccessivi. Collocare un architrave in ogni apertura delle pareti perpendicolari ai travetti di solaio (in questo esempio, le linee x = 0, x = 5 m e x = 10 m).

8. Solaio in acciaio leggero

8.1 Disegno del solaio e proprietà generali

Ogni piano è disegnato come due solai rettangolari (0–5 m e 5–10 m). Nella scheda Proprietà Solaio › Generale si inseriscono spessore 2 cm, carico di rivestimento (permanente aggiuntivo) 30 kg/m², carico variabile 200 kg/m² (piano terra) / 150 kg/m² (copertura). Nei solai di copertura si spunta Carico Neve: Presente. Il tipo di elemento è “Altri Solai”.

Figura 19 – Proprietà Solaio › Generale

8.2 Scheda “Acciaio Leggero”: generazione di strisce e travetti

1. Si spunta la casella Solaio in acciaio leggero.
2. Profilo del travetto: C200x80x16x2 (elenco di profili predefiniti); Materiale vuoto (S235).
3. Interasse massimo dei travetti: 390 mm. Il programma divide i 6,00 m in parti uguali che non superano questo interasse: 16 intervalli × 375 mm, 15 travetti. La scelta di 375 mm < 400 mm serve alla seconda via della condizione di vibrazione di HCBTİE 7.5.
4. Direzione dei travetti: parallela all'asse X (travetti con luce di 5,00 m tra le pareti interna ed esterne).
5. Rivestimento: OSB; spuntato Tra i travetti sono presenti almeno due file di controventatura.
6. Si spunta Genera / aggiorna strisce e travetti con OK e si preme OK.

Figura 20 – Proprietà Solaio › Acciaio Leggero (una striscia generata: 16 strisce nella famiglia, 15 travetti di solaio)

Dopo la generazione, il solaio viene suddiviso in 16 strisce e tra le strisce si inseriscono i travetti di solaio di tipo Acciaio Leggero (HZ…, H1…). Dalla scheda di una qualsiasi striscia si può modificare la definizione e rigenerare con “genera / aggiorna”; se la casella viene deselezionata, il solaio originale viene ripristinato.

8.3 Dati del diaframma di solaio

Nel gruppo Diaframma di solaio (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4) nella parte inferiore della scheda si inseriscono la resistenza a taglio unitaria del rivestimento v_n, il diametro/interasse delle viti che collegano il solaio alla guida superiore del pannello del piano inferiore e la resistenza a taglio del gambo della vite. Se lasciati a 0, per v_n si usa il valore del pannello di parete della Tabella 10.5 della TBDY (OSB 10,2 kN/m), per le viti 4,8 mm / 300 mm. Nel progetto iniziale si è partiti con questi valori predefiniti.

8.4 Travetti di solaio generati

Ogni travetto di solaio generato è un cordolo in Acciaio Leggero con cerniere M2 + M3 a entrambe le estremità. In Proprietà Cordolo appaiono assegnati dalla generazione: sezione e materiale, nella scheda Acciaio Leggero i dati del travetto, nella scheda Legno2 il vincolo rotazionale del rivestimento (k_φ).

Figura 21 – Proprietà Cordolo › Generale: Acciaio Leggero, CC C200x80x16x2, S235

Figura 22 – Proprietà Cordolo › Acciaio Leggero: piattabanda superiore collegata al rivestimento, dichiarazione di controventatura

Figura 23 – Proprietà Cordolo › Legno2: rivestimento OSB, interasse degli elementi 375 mm

Figura 24 – Proprietà Cordolo › Cerniera: M2 e M3 libere a entrambe le estremità

9. Analisi: progetto iniziale

Il pulsante Analiz nella barra superiore apre la finestra dell'Analisi Statica; con Analize Başla (Avvia Analisi) inizia la soluzione (in questo esempio circa 20–35 s). Al termine dell'analisi, nell'elenco in basso sono ordinati errori e avvisi; il pulsante Seç (Seleziona) seleziona l'elemento corrispondente in pianta.

Figura 25 – Analisi Statica – elenco degli avvisi del progetto iniziale

Nel progetto iniziale sono comparse 36 righe di output. Quelle importanti per l'acciaio leggero sono:

Tabella 2 – Insufficienze del progetto iniziale

Avviso	Numero	Riga di esempio	Significato
Çekme ankrajı yetersiz (TBDY 10.4.1.1) (ancoraggio a trazione insufficiente)	13	WZ02: T = 46,05 kN, rapporto 1,32, determinante: cihaz (dispositivo)	La forza di sollevamento all'estremità del pannello (amplificata con D = 2) supera la resistenza di 35 kN (25 kN al primo piano) del dispositivo hold-down.
Döşeme bağlantısı yetersiz (TBDY 10.5(b), 10.3.4) (collegamento del solaio insufficiente)	17	WZ07: V = 33,36 kN > n·Ps = 9 × 2,54 = 22,86 kN (rapporto 1,46; 4,8 mm / 300 mm)	Il taglio con D nella sezione superiore del pannello del piano inferiore supera la resistenza totale delle viti che collegano il solaio alla guida superiore del pannello.
Diyafram kaplama birim kesmesi yetersiz (TBDY 10.5(b)) (taglio unitario del rivestimento del diaframma insufficiente)	1	Solaio del 1. KAT, linea x = 500 cm: v = 8,55 kN/m > 6,12 kN/m (rapporto 1,40)	La forza trasferita dal solaio di copertura alla linea della parete interna (F = 51,3 kN, B = 6,00 m) non può essere sostenuta con il valore OSB predefinito (vn = 10,2 kN/m).

suggerimento

Corrispondenza degli avvisi nella lista di controllo del progetto: Gli stessi risultati sono elencati anche nella pagina “Proje Hata Kontrolleri” (Controlli degli Errori di Progetto) della relazione, come righe TBDY 10.4.1.1 (ancoraggio) e TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4 (diaframma).

10. Miglioramento del progetto

10.1 Viti solaio–pannello

In ciascuna delle quattro famiglie di solaio (due per piano), in Proprietà Solaio › Acciaio Leggero › gruppo Diaframma di solaio si inserisce un interasse delle viti di 150 mm. La modifica apportata a una striscia si estende con OK a tutte le strisce della famiglia. Il numero di viti raddoppia (ad es. WZ07: 9 → 18 viti, 22,86 → 45,72 kN).

10.2 Resistenza del rivestimento del diaframma di copertura

Nei solai di copertura (1. KAT) si inserisce la resistenza a taglio unitaria del rivestimento v_n = 15 kN/m. Questo valore è un valore del produttore/da prova ipotizzato per questo esempio (ad es. diaframma OSB con blocchi e interasse ravvicinato delle viti di bordo). La normativa non fornisce valori per il diaframma di solaio; in un progetto reale si deve usare il valore da prova (TBDY Annex 10.C) o del produttore.

Figura 26 – Scheda Acciaio Leggero del solaio di copertura – migliorato: v_n = 15 kN/m, interasse delle viti 150 mm

10.3 Ancoraggi a trazione

Selezionati tutti i pannelli, con Çoklu Özellik Değiştir (Modifica Proprietà Multipla) nella scheda Ancoraggio in Acciaio Leggero si inseriscono, al piano terra, dispositivo 55 kN / barra di ancoraggio-calcestruzzo 60 kN, al primo piano 35 / 35 kN. Il numero necessario di viti dispositivo-montante è riportato nella relazione (ad es. 17 viti per WZ01).

Figura 27 – Ancoraggio in Acciaio Leggero – migliorato: dispositivo 55 kN, barra di ancoraggio/calcestruzzo 60 kN

10.4 Seconda analisi

Ripetendo l'analisi non rimangono errori; nell'elenco sono presenti solo quattro righe informative:

Figura 28 – Analisi Statica – elenco degli avvisi del progetto migliorato

Tabella 3 – Righe informative rimanenti

Riga	Spiegazione
Hafif çelik kiriş tasarımında rüzgâr birleşimleri yok (nella progettazione delle travi in acciaio leggero non ci sono combinazioni con il vento)	Nelle condizioni di carico il vento non è definito (Sezione 4.4). I travetti di solaio e gli architravi sono stati progettati con le combinazioni verticali e sismiche; è stata eseguita la verifica al vento dei montanti.
FEM rijitliği kapasiteye orantılandı (f = 0,79 … 2,10) (rigidezza FEM proporzionata alla capacità)	Secondo TBDY 10.2.6.1 la rigidezza nel piano di ogni pannello è stata proporzionata alla resistenza a taglio; la rigidezza totale del piano non cambia.
Kapasite payı tabanı (en büyük × 2,22, W109) (soglia minima della quota di capacità)	Il taglio sismico dei 19 pannelli che nel FEM assorbono un taglio inferiore alla quota di capacità è stato portato alla quota di capacità; le sollecitazioni di pannello, montante di bordo e ancoraggio sono state calcolate con questi valori.
Panel 2 ≤ h/l ≤ 4 (WZ11, W111) (pannello con 2 ≤ h/l ≤ 4)	Pannelli da 1,25 m accanto alla porta interna: la resistenza a taglio unitaria è stata ridotta con 2l/h (HCBTİE Capitolo 6).

11. Risultati

11.1 Carichi sismici

Tabella 4 – Riepilogo della forza sismica equivalente (progetto migliorato)

Grandezza	Valore
SDS / SD1	0,65 / 0,21
Periodo	T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1); Tx = 0,11 s, Ty = 0,09 s calcolati solo a titolo informativo
Ra / SaR	2,62 / 0,248 g
Massa sismica	28,76 t (G + 0,3Q)
Taglio alla base VtE	70,0 kN (in entrambe le direzioni)
Forze di piano	Livello del piano terra 26,0 kN, livello di copertura 43,0 kN

informazioni

Irregolarità torsionale: Nel registro dell'analisi può comparire la riga “Binada A1 burulma düzensizliği olduğundan deprem yüklemeleri artırılmış dış merkezlikle yeniden yapılıyor” (poiché nell'edificio è presente l'irregolarità torsionale A1, i carichi sismici vengono rieseguiti con eccentricità accresciuta) (η_bi massimo 1,24). In questo caso il programma amplifica automaticamente l'eccentricità accidentale.

11.2 Pannelli, montanti e ancoraggi

Tabella 5 – Pannelli selezionati (progetto migliorato; i rapporti sono domanda/capacità)

Pannello	Profilo	h (cm)	Montante intermedio	Montante di bordo	Taglio del pannello	Sollevamento Td (kN)	Ancoraggio a trazione	Ancoraggio a taglio
WZ01 (2,15 m)	C100x50x15x1,2	260	0,30	0,53	0,51	44,2	0,80	0,58
WZ02 (3,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,34	0,62	0,40	46,1	0,84	0,55
WZ07 (2,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,41	0,52	0,57	39,8	0,72	0,77
WZ12 (4,15 m, interno)	C100x50x15x1,5	260	0,35	0,49	0,57	32,2	0,58	0,55
W107 (2,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,28	0,34	0,59	27,3	0,78	0,43
W111 (1,25 m, interno)	C100x50x15x1,5	260	0,10	0,28	0,81	28,2	0,81	0,45
W112 (4,15 m, interno)	C100x50x15x1,5	260	0,16	0,33	0,69	32,5	0,93	0,50

I rapporti dei montanti intermedi e di bordo sono il maggiore tra la compressione assiale e la combinazione con il vento nelle pareti esterne (P/P_d + M/M_d). La sollecitazione del montante di bordo comprende la forza di ribaltamento amplificata con D (TBDY 10.4.1.1(a)). Poiché non è presente cartongesso, la quota del cartongesso secondo TBDY 10.2.7.2 è 0% per ogni piano e direzione.

11.3 Travetti di solaio e architravi

Tabella 6 – Risultati delle travi (caso più sfavorevole)

Elemento	Sezione	M / Md	Freccia	Altro
Travetto di solaio, piano terra (HZ08)	CC C200x80x16x2	4,82 / 8,64 kNm = 0,56	0,88 cm ≤ L/300 = 1,67 cm	fn = 8,2 Hz; schiacciamento dell'anima 0,59
Travetto di solaio, copertura (H137)	CC C200x80x16x2	4,36 / 8,64 kNm = 0,50	0,73 cm	fn = 8,7 Hz
Architrave, piano terra (HZ07, 1,50 m)	CC C200x80x22x4	3,44 / 19,59 kNm = 0,18	0,03 cm	—
Architrave, 1. piano (H107, 1,50 m)	CC C200x80x22x4	2,91 / 19,59 kNm = 0,15	0,02 cm	—

11.4 Diaframma di solaio

A ogni livello di solaio si costruiscono le linee di parete e la forza di linea è determinata secondo TBDY 4.5.6.4 (taglio della sezione superiore dei pannelli del piano inferiore − taglio della sezione inferiore dei pannelli del piano superiore, con D). Nel progetto migliorato il massimo rapporto del rivestimento è 0,95 (copertura, linea x = 500 cm, v = 8,55 kN/m ≤ 0,6 · 15 = 9,0 kN/m), il massimo rapporto dei collegamenti è 0,73; i rapporti del collettore e del corrente sono inferiori a 0,14.

11.5 Modello agli elementi finiti

Nel modello agli elementi finiti i pannelli sono presenti come elementi parete a barre, i travetti di solaio e gli architravi come barre incernierate; la base delle pareti è vincolata. Il modello può essere mostrato nel pannello 3D con le Opzioni di Visualizzazione del Sistema agli Elementi Finiti (barra di destra).

Figura 29 – Modello a barre agli elementi finiti (vincoli in verde)

Figura 30 – Schermata principale dopo l'analisi del progetto migliorato

12. Relazione di calcolo

1. Nella barra superiore, con il pulsante Rapor si apre la Selezione Relazioni.
2. Nell'albero si spuntano il gruppo Relazioni degli Elementi in Acciaio Leggero e i suoi nodi: Progettazione Pannelli in Acciaio Leggero (TBDY2018), Progettazione Montanti in Acciaio Leggero (MLE), Progettazione Travi in Acciaio Leggero (MLE). Il gruppo è, per impostazione predefinita, non spuntato.
3. Con Genera Tutte le Relazioni Selezionate la relazione viene preparata e si apre l'anteprima; da qui si può stampare o salvare in PDF.

Figura 31 – Selezione Relazioni: Relazioni degli Elementi in Acciaio Leggero e sotto-relazioni

Figura 32 – Finestra di anteprima della relazione (117 pagine)

Pagine selezionate della relazione di esempio:

Figura 33 – Parametri di progetto (analisi di edificio in acciaio leggero, TBDY 2018, duttilità limitata)

Figura 34 – Calcolo della forza sismica equivalente (S_DS, R_a, V_tE)

Figura 35 – Progettazione di pannelli in acciaio leggero secondo TBDY 2018 (V_c = 0,6·v_c·l)

Figura 36 – Progettazione dei montanti del pannello (MLE), ancoraggio e taglio del pannello – WZ01

Figura 37 – Progettazione dei montanti del pannello – parete interna WZ12

Figura 38 – Progettazione dei travetti di solaio in acciaio leggero (MLE) – HZ09, HZ10

Figura 39 – Progettazione dell'architrave – HZ01, HZ02

Figura 40 – Diaframma di solaio in acciaio leggero (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)

suggerimento

Pagine superflue: Il nodo “Döşeme Hesapları” (Calcoli dei Solai) stampa anche le tabelle dei solai in calcestruzzo armato per le strisce in acciaio leggero; per il solaio in acciaio leggero queste pagine non hanno significato e il nodo può essere lasciato non spuntato.

13. Disegni

Nella barra superiore il pulsante Çizim apre la finestra Selezione Disegni. Si selezionano i tipi di tavola e i piani da disegnare; Kat Planları Çiz (Disegna Piante di Piano) produce nell'editor StatiCAD-CivilDraw le piante di piano e di carpenteria, Projeyi Açılımlarla Birlikte Çiz (Disegna il Progetto con gli Sviluppi) tutte le tavole compresi gli sviluppi.

Figura 41 – Selezione Disegni › Disegno Calcestruzzo Armato (tipi di tavola e piani)

Figura 42 – Selezione Disegni › Opzioni Pianta delle Pareti

Figura 43 – StatiCAD-CivilDraw: copertina, piante delle pareti di piano e piante di carpenteria

Figura 44 – Pianta delle pareti del piano terra (pannelli, aperture, assi)

Figura 45 – Pianta di carpenteria del piano terra (travetti di solaio e strisce)

pericolo

Ambito dei disegni: Il modulo di disegno non produce tavole specifiche per l'acciaio leggero (disposizione dei montanti, tracciamento dei travetti di solaio, dettagli di ancoraggi e collegamenti); le piante delle pareti e di carpenteria sono disegni generali di pianta. Nella pianta di carpenteria possono comparire anche linee di armatura in calcestruzzo armato legate agli assi di calcolo del solaio; nel solaio in acciaio leggero queste non si applicano. La riga del materiale nell'intestazione della tavola (C25 ecc.) è il materiale generale del progetto.

14. Aspetti da considerare e limiti noti

Argomento	Spiegazione / azione
Caselle di offset (Sezione 4.1)	Diaframma rigido + offset dell'asse della trave producono nel FEM una forza assiale artificiale nei travetti di solaio; il programma sottrae questa quota nella progettazione delle travi in acciaio leggero, non è necessario disattivare le caselle. Nelle tabelle dei risultati delle travi FEM appare la forza assiale grezza. La stessa correzione è applicata anche alle travi in acciaio pesante.
Peso della parete (Sezione 6.3)	La selezione “Pannello in Acciaio Leggero” porta lo spessore a 15 cm e il BHA a 300 kg/m³; se i valori reali del pannello sono diversi, correggerli.
Condizione di carico del vento (Sezione 4.4)	Nell'elenco delle combinazioni TBDY non c'è il vento; per le combinazioni con il vento di travi/pilastri in acciaio leggero servono condizioni di carico definite. La verifica al vento dei montanti viene eseguita separatamente con q.
Architrave (Sezione 7)	Collocare un architrave in ogni apertura dove terminano i travetti di solaio; altrimenti l'estremità del travetto rimane priva di appoggio.
Diaframma vn (Sezione 10.2)	Non esiste un valore normativo; se si inserisce 0, per analogia viene usato il valore del pannello di parete. Inserire il valore da prova o del produttore.
Fondazione	In questo esempio la fondazione non è stata disegnata. Negli edifici in acciaio leggero le sollecitazioni interne della fondazione sono amplificate con D (TBDY 10.4.1.2); per questo in Impostazioni Generali del Progetto si deve selezionare “Elementi Finiti – Analisi Combinata Struttura-Fondazione”.
Altri limiti	Si veda la sezione “Ipotesi e limiti” dell'articolo Fondamenti Teorici della Progettazione in Acciaio Leggero.

Figura 46 – Relazione › Proje Hata Kontrolleri (righe TBDY 10.5 diaframma e M.4.5.6.4)