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Carichi accidentali

Carichi accidentali: cosa sono e come si calcolano

Tempo di lettura stimato: 6 minuti

I carichi accidentali sono le azioni variabili che possono agire su una struttura in modo imprevedibile e casuale durante la sua vita utile. Scopri come calcolarli

Quando si progetta una nuova struttura o si interviene su una costruzione esistente, il primo passo consiste nell’effettuare un’analisi dei carichi per definire la tipologia e l’entità delle azioni che agiscono su di essa. Oltre ai carichi permanenti dovuti al peso proprio degli elementi strutturali e non strutturali, è essenziale considerare anche i cosiddetti “carichi accidentali” che possono influire in modo imprevisto ed eccezionale sulla stabilità della struttura.

L’obiettivo di questo articolo è fornire una panoramica sulle principali tipologie di carichi accidentali, illustrando i criteri per calcolarli correttamente e garantire così la sicurezza e la stabilità dell’intera costruzione per tutto il suo ciclo di vita.

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Cosa sono i carichi accidentali?

I carichi accidentali, noti anche come carichi variabili o sovraccarichi, sono quei carichi che non sono presenti in modo permanente su una struttura e il cui valore può variare nel tempo. Questi carichi possono derivare da diverse fonti e situazioni, e la loro entità può dipendere da vari fattori, come l’uso della struttura, le condizioni atmosferiche o eventi eccezionali.

Esempi comuni di carichi accidentali includono le azioni del vento e della neve, il sovraccarico dovuto alla folla o le forze generate dai terremoti. La progettazione strutturale deve tenere conto di questi carichi per garantire la sicurezza e la stabilità della struttura in tutte le condizioni possibili. I professionisti del settore possono riferirsi alle linee guida fornite dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) per ottenere indicazioni dettagliate su come calcolare e considerare i carichi accidentali durante la progettazione e l’analisi delle strutture.

Differenza tra carichi strutturali e carichi accidentali

La progettazione strutturale di un edificio o di un’opera di ingegneria civile si basa fondamentalmente sulla valutazione di due tipologie principali di carichi: i carichi strutturali e i carichi accidentali. Questi due gruppi di azioni si distinguono per la loro natura e per il modo in cui influenzano la stabilità e la sicurezza complessiva della costruzione.

I carichi strutturali rappresentano le azioni permanenti e costanti nel tempo, come il peso proprio degli elementi portanti della struttura (come travi, pilastri e solai) e dei componenti non strutturali (quali tamponature, rivestimenti e finiture). Essendo di natura deterministica e prevedibile, questi carichi vengono considerati nella progettazione come forze continue e costanti, fondamentali per il corretto dimensionamento degli elementi portanti e per garantire la stabilità a lungo termine dell’intera costruzione.

A differenza dei carichi strutturali, i carichi accidentali hanno una natura variabile e imprevedibile. Essi possono agire in modo eccezionale e imprevisto sulla struttura durante il suo ciclo di vita, mettendone a rischio la sicurezza. In questa categoria rientrano azioni come i carichi da neve, da vento, da sisma, da impatto e da sovraffollamento, che dipendono da molteplici fattori esterni e hanno un andamento probabilistico. Per questo motivo, nella progettazione strutturale è essenziale valutare attentamente questi carichi accidentali, applicando opportuni coefficienti di combinazione e amplificazione, al fine di garantire la resistenza e la stabilità della costruzione anche in condizioni di carico estreme o eccezionali.

Tipologie di carichi accidentali

Le principali tipologie di carichi accidentali da considerare nella progettazione strutturale sono quelle di seguito riportate:

  • carichi da neve: rappresentano il peso della neve che si accumula sulla copertura della struttura. Il loro valore dipende dalla località geografica, dall’altitudine e dalle condizioni climatiche specifiche;
  • carichi da vento: sono le azioni esercitate dal vento sulla superficie dell’edificio. Variano in base alla velocità del vento, alla forma e all’altezza della struttura;
  • carichi sismici: derivano dalle vibrazioni e dagli spostamenti indotti dal terremoto sulla costruzione. Dipendono dalla zona sismica di riferimento e dalle caratteristiche del suolo di fondazione;
  • carichi da impatto: sono azioni derivanti da urti accidentali, come il contatto con veicoli, attrezzature o oggetti in movimento. Possono verificarsi, ad esempio, in edifici industriali o in zone di transito;
  • carichi da sovraffollamento: rappresentano il peso aggiuntivo dovuto alla presenza di un numero elevato di persone all’interno della struttura, come in edifici pubblici, palazzetti sportivi o centri commerciali;
  • carichi da traffico: sono le azioni generate dal passaggio di veicoli su ponti, viadotti o strade. Dipendono dal tipo, dal peso e dalla velocità dei mezzi in transito;
  • carichi termici: derivano dalle variazioni di temperatura che possono indurre dilatazioni, contrazioni e deformazioni nella struttura. Possono essere causati da esposizione al sole, sbalzi termici o incendi.

La gestione dei carichi appena illustrati richiede un approccio più dinamico e flessibile rispetto ai carichi strutturali “standard”, poiché la loro distribuzione può variare significativamente nel tempo in base a diversi fattori. Mentre i carichi strutturali forniscono una base stabile e prevedibile per la progettazione, i carichi accidentali impongono sfide aggiuntive che richiedono una considerazione approfondita per garantire che la struttura possa sopportare condizioni estreme e variabili senza compromettere la sua integrità e sicurezza.

Tipologie di carichi accidentali

Tipologie di carichi accidentali

Come si calcolano i carichi accidentali

Il calcolo dei carichi accidentali nella progettazione strutturale segue i criteri specificamente definiti nel Capitolo 3 delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), dedicato alle “Azioni sulle costruzioni”. Questa sezione normativa è suddivisa in diversi paragrafi che riguardano le varie tipologie di azioni che un’opera civile o industriale può subire, tra cui il peso proprio degli elementi strutturali, l’azione sismica, del vento, della neve, della temperatura e le azioni eccezionali come incendi, esplosioni, urti e altri eventi estremi.

In linea generale, per valutare l’entità e gli effetti dei carichi accidentali su una struttura, garantendo una progettazione sicura ed efficace, è possibile fare riferimento ai passaggi di seguito elencati:

  • identificazione dei carichi accidentali rilevanti: sulla base della tipologia di struttura, della sua ubicazione e delle condizioni d’uso, si identificano i carichi accidentali da prendere in considerazione (vento, neve, sisma, traffico, ecc.);
  • determinazione dei valori di carico: per ciascun carico accidentale, si determina il valore di riferimento seguendo le indicazioni fornite dalla normativa tecnica. Le NTC 2018 forniscono formule, coefficienti e dati specifici per calcolare l’entità dei carichi. Ad esempio, per il carico da vento si utilizzano formule che dipendono dalla velocità del vento, dalla forma e dall’altezza della struttura;
  • analisi delle combinazioni di carico: i carichi accidentali non agiscono da soli, ma in combinazione con altri carichi (permanenti, variabili, ecc.). È necessario valutare le diverse combinazioni di carico possibili, secondo i criteri definiti dalle norme, considerando sia gli stati limite ultimi (sicurezza) che gli stati limite di esercizio (funzionalità);
  • modellazione e analisi strutturale: i carichi accidentali vengono applicati al modello strutturale, che può essere di tipo statico o dinamico a seconda della natura del carico. Vengono condotte analisi per verificare la risposta della struttura in termini di tensioni, deformazioni, spostamenti, ecc.;
  • verifica della sicurezza: i risultati dell’analisi strutturale vengono confrontati con i valori ammissibili definiti dalla normativa tecnica, tenendo conto di opportuni coefficienti di sicurezza. Vengono effettuate le verifiche agli stati limite ultimi e agli stati limite di esercizio per garantire la resistenza, la stabilità e la funzionalità della struttura.
Analisi dei carichi

Analisi dei carichi | EdiLus

Seguendo questi passaggi, è possibile determinare in modo rigoroso l’entità e gli effetti dei carichi accidentali, al fine di progettare strutture sicure e affidabili. Per semplificare e accelerare l’intero processo di analisi, ti consigliamo di sperimentare le potenzialità offerte da un software di calcolo strutturale avanzato. Grazie alla combinazione tra tecnologia BIM e analisi FEM, questa soluzione ti fornirà strumenti potenti e intuitivi per gestire in maniera integrata tutte le fasi del processo di calcolo strutturale. Potrai, così, analizzare il comportamento delle tue strutture sotto diverse condizioni di carico con la massima semplicità, ottenendo risultati tempestivi e affidabili.

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