Esempio Calcolo Vento Tettoia Ntc 2018

Calcola la pressione del vento su tettoie secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018

Guida Completa al Calcolo del Vento su Tettoie secondo NTC 2018

Le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 (NTC 2018) rappresentano il riferimento normativo italiano per la progettazione strutturale, inclusi i carichi da vento su tettoie e strutture leggere. Questo articolo fornisce una guida dettagliata sul calcolo della pressione del vento secondo le NTC 2018, con particolare attenzione alle tettoie, strutture spesso soggette a solleciti eoliche significative.

1. Quadro Normativo di Riferimento

Le NTC 2018 (D.M. 17 gennaio 2018) dedicano il § 3.3 ai carichi da vento, basandosi sulla norma europea EN 1991-1-4 (Eurocodice 1) con adattamenti specifici per il territorio italiano. Le principali novità rispetto alle precedenti normative includono:

• Una mappa del vento aggiornata con valori di riferimento v_b,0 per 615 comuni italiani;
• Nuove categorie di esposizione (da I a IV) che tengono conto della rugosità del terreno;
• Coefficienti di forma c_pe specifici per tettoie e strutture a sbalzo;
• Procedure semplificate per strutture di classe d’uso 1 e 2 (vita nominale ≤ 50 anni).

2. Parametri Fondamentali per il Calcolo

2.1 Velocità di riferimento del vento (v_b)

La velocità di riferimento dipende da:

1. Località: Ogni comune italiano ha un valore base v_b,0 (es. Milano: 25 m/s; Palermo: 27 m/s);
2. Altitudine: Aumenta di 0.5 m/s ogni 100 m oltre i 1000 m s.l.m.;
3. Periodo di ritorno: Legato alla classe d’uso (es. 50 anni per edifici residenziali).

Classe d’uso	Vita nominale (anni)	Periodo di ritorno (anni)	Fattore di probabilità cprob
1	10	50	0.85
2	50	50	1.00
3	100	100	1.10
4	200	200	1.20

2.2 Pressione cinetica di riferimento (q_ref)

Calcolata con la formula:

q_ref = 0.5 · ρ · v_b² · c_e(z)

dove:

• ρ = densità dell’aria (1.25 kg/m³ a 15°C e 1013 hPa);
• v_b = velocità di riferimento (m/s);
• c_e(z) = coefficiente di esposizione (dipende da altezza e categoria di esposizione).

2.3 Coefficienti di forma (c_pe)

Per le tettoie, i coefficienti di pressione esterna c_pe variano in funzione:

• Angolo di inclinazione (α);
• Rapporto tra altezza (h) e dimensione caratteristica (b);
• Zona della tettoia (sottovento/sopravvento).

Inclinazione (α)	Zona A (sopravvento)	Zona B (centrale)	Zona C (sottovento)
0° (piana)	+0.2	-0.5	-0.2
5°	+0.3	-0.6	-0.3
15°	+0.5	-0.8	-0.4
≥30°	+0.7	-1.0	-0.5

3. Procedura di Calcolo Passo-Passo

1. Determinare la velocità di riferimento v_b

   Esempio per Milano (altitudine 120 m):

   v_b = v_b,0 · (1 + 0.0005 · (z – 1000)) per z > 1000 m

   Per z ≤ 1000 m, v_b = v_b,0 (Milano: 25 m/s).

2. Calcolare il coefficiente di esposizione c_e(z)

   Dipende da:

   • Altezza z dal suolo;
   • Categoria di esposizione (I-IV);
   • Dimensione della tettoia.

   Formula:

   c_e(z) = k_r² · c_t · ln(z/z₀) / ln(z_min/z₀)

3. Determinare i coefficienti di pressione c_pe

   Selezionare i valori dalla tabella in base all’inclinazione e alla zona della tettoia.

4. Calcolare la pressione netta (w_e)

   w_e = q_ref · c_pe (kN/m²)

5. Determinare la forza totale (F_w)

   F_w = w_e · A_ref, dove A_ref è l’area di riferimento.

4. Esempio Pratico di Calcolo

Consideriamo una tettoia in Milano (altitudine 120 m) con le seguenti caratteristiche:

• Tipologia: inclinata a 15°;
• Dimensione: 5 m (larghezza) × 10 m (lunghezza);
• Altezza dal suolo: 3 m;
• Categoria di esposizione: II (suburbana);
• Classe d’uso: 2 (50 anni).

Passo 1: Velocità di riferimento

Per Milano, v_b,0 = 25 m/s. Non essendo >1000 m, v_b = 25 m/s.

Passo 2: Coefficiente di esposizione

Per categoria II e z = 3 m:

• z₀ = 0.05 m (parametro di rugosità);
• z_min = 2 m;
• k_r = 0.19 (coeff. di turbolenza).

c_e(3) ≈ 1.75

Passo 3: Pressione cinetica

q_ref = 0.5 · 1.25 · (25)² · 1.75 ≈ 0.67 kN/m²

Passo 4: Coefficienti di pressione

Per α = 15°:

• Zona A (sopravvento): c_pe = +0.5;
• Zona B (centrale): c_pe = -0.8;
• Zona C (sottovento): c_pe = -0.4.

Passo 5: Pressione netta

La pressione massima si ha in zona B:

w_e = 0.67 · (-0.8) ≈ -0.54 kN/m² (aspirazione).

Passo 6: Forza totale

Area di riferimento A_ref = 5 × 10 = 50 m²:

F_w = 0.54 · 50 ≈ 27 kN (forza di sollevamento).

5. Errori Comuni da Evitare

1. Sottostimare la categoria di esposizione

   Una tettoia in area costiera (cat. IV) può subire pressioni fino al 40% superiori rispetto a una in area urbana (cat. I).

2. Ignorare l’effetto di aspirazione

   Le tettoie sono soggette a pressioni negative (aspirazione) sulla superficie superiore, spesso più critiche delle pressioni positive.

3. Trascurare la combinazione con altri carichi

   Le NTC 2018 richiedono di combinare il vento con:

   • Carichi permanenti (peso proprio);
   • Carichi variabili (neve, persone);
   • Azioni sismiche (ove applicabile).

4. Utilizzare coefficienti di forma errati

   I coefficienti c_pe per tettoie non sono gli stessi delle coperture di edifici chiusi.

6. Strumenti e Risorse Utili

Per approfondire:

• Software di calcolo:
  • Ingenio (modulo vento NTC 2018);
  • LogiCal (calcolo strutturale);
  • STS Web (analisi carichi).
• Documentazione ufficiale:
  • Testo integrale NTC 2018 (Ministero delle Infrastrutture);
  • Eurocodice 1 (EN 1991-1-4).

Fonti Autoritative:

1. Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti (MIT): NTC 2018 e circolari esplicative.

2. Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici: Linee guida applicative NTC 2018.

3. Politecnico di Milano – Dipartimento ABC: Ricerca su azioni del vento (studi sperimentali su tettoie).

7. Domande Frequenti (FAQ)

7.1 Qual è la differenza tra NTC 2008 e NTC 2018 per il vento?

Le principali differenze includono:

• Mappa del vento aggiornata: 615 comuni invece di 8 zone;
• Nuove categorie di esposizione (da I a IV invece di A-D);
• Coefficienti di forma rivisti per tettoie e strutture leggere;
• Procedure semplificate per edifici di classe 1 e 2.

7.2 Come si calcola la pressione del vento su una tettoia curva?

Per tettoie curve (raggio r), i coefficienti c_pe dipendono dal rapporto f/l (freccia/luce):

• f/l ≤ 0.1: trattare come tettoia piana;
• 0.1 < f/l ≤ 0.5: interpolare tra valori per tettoie piane e a volta;
• f/l > 0.5: usare coefficienti per archi (§ 3.3.7 NTC 2018).

7.3 È obbligatorio considerare il vento nelle tettoie temporanee?

Sì. Le NTC 2018 (§ 2.4.1) prevedono che tutte le strutture, anche temporanee, debbano essere verificate per:

• Stati Limite Ultimi (SLU);
• Stati Limite di Esercizio (SLE).

Per strutture con vita nominale < 2 anni, è ammessa una riduzione del 10% delle azioni variabili (vento incluso).

7.4 Come si combinano vento e neve?

Le NTC 2018 (§ 2.5.3) prescrivono di considerare:

1. Combinazione fondamentale:

   G₁ + G₂ + Q_k,1 + Σ ψ_0,i Q_k,i

   Dove Q_k,1 è l’azione dominante (vento o neve).

2. Coefficienti ψ₀:
   • Vento: ψ₀ = 0.6;
   • Neve: ψ₀ = 0.5 (per altitudini < 1000 m).