Vetro · Carichi

Calcolo della pressione del vento sul vetro

La pressione del vento su una facciata è la pressione cinetica di picco moltiplicata per un coefficiente di pressione. La pressione di picco cresce con la velocità del vento, con l’altezza dal suolo e con quanto è aperto il terreno intorno. Il coefficiente dipende da dove si trova la lastra: lo spigolo dell’edificio subisce una depressione molto maggiore del centro di una parete. Questa pagina calcola entrambe le cose secondo la EN 1991-1-4 (Eurocodice) o l’ASCE 7 e mostra ogni fattore usato. Non applica il procedimento delle NTC 2018.

Luogo

Valore fondamentale della velocità di riferimento del vento v_b,0 (m/s)

Dalla mappa del vento dell’appendice nazionale – media su 10 minuti, a 10 m dal suolo, terreno II, periodo di ritorno di 50 anni. In Spagna (CTE DB SE-AE) è 26 m/s in zona A, 27 in zona B e 29 in zona C. In Italia le NTC 2018 danno v_b per zona con la stessa definizione (media su 10 minuti, a 10 m, categoria di esposizione II). Cerca il tuo valore; non tirare a indovinare.

Categoria di terreno

Altezza della lastra dal suolo z (m)

Per una facciata, usa l’altezza della sommità dell’edificio quando non è alto: l’Eurocodice consente di verificare l’intera facciata all’altezza di riferimento.

Dove si trova la lastra

Zona della facciata

Nel dubbio lascia A: è la zona più gravosa ed è lì che il vetro si rompe davvero.

Forma dell’edificio h/d

Altezza divisa per la profondità nella direzione del vento. Cambia solo le zone D ed E.

Pressione interna c_pi

—

Depressione (verso l’esterno)

— kN/m²

Pressione (verso l’interno)

— kN/m²

Pressione cinetica di picco q_p

— kN/m²

Valore determinante

— kN/m²

da usare per il vetro

Eurocodice EN 1991-1-4, passo per passo

q_b = ½ · ρ · v_b² // ρ = 1,25 kg/m³, v_b = c_dir·c_season·v_b,0, entrambi pari a 1,0 k_r = 0,19 · (z₀ / 0,05)^0,07 // fattore di terreno c_r(z)= k_r · ln(z / z₀) // coefficiente di rugosità, con minimo a z_min v_m = c_r · c_o · v_b // c_o = 1,0, terreno pianeggiante I_v = 1 / (c_o · ln(z / z₀)) // intensità di turbolenza q_p = (1 + 7·I_v) · ½ · ρ · v_m² // pressione cinetica di picco w = q_p · (c_pe − c_pi) // pressione netta sulla lastra

Terreno	z₀ (m)	z_min (m)
0 – mare aperto	0,003	1
I – pianeggiante, senza vegetazione	0,01	1
II – vegetazione bassa	0,05	2
III – periferia	0,3	5
IV – urbano	1,0	10

I coefficienti di pressione esterna sono quelli locali, c_pe,1, validi per aree caricate di 1 m² o meno. È la colonna giusta per una lastra di vetro o un fissaggio; i valori c_pe,10 valgono per interi elementi strutturali e qui sottostimerebbero.

Zona	A	B	C	D	E
c_pe,1, h/d ≥ 5	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,7
c_pe,1, h/d = 1	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,5
c_pe,1, h/d ≤ 0,25	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,3

Pressione interna: quando le aperture non si possono stimare, la EN 1991-1-4 chiede di assumere il più sfavorevole tra c_pi = +0,2 e −0,3. È quello che fa qui «sconosciuta», ed è per questo che la depressione risulta maggiore di quanto farebbe pensare il solo coefficiente esterno.

Caratteristico o di progetto? Il valore qui sopra è caratteristico. Per una verifica allo stato limite ultimo lo si moltiplica per il coefficiente parziale del vento, γ_Q = 1,5 nei valori raccomandati della EN 1990, ed è questo il numero che chiede il calcolatore dello spessore. Sono mostrati entrambi.

ASCE 7-16, passo per passo

K_z = 2,01 · (z/z_g)^(2/α) // z almeno 15 ft q_h = 0,00256 · K_z · K_zt · K_d · V² // psf; K_zt = 1,0, K_d = 0,85 p = q_h · (GC_p − GC_pi) // GC_pi = ±0,18, edificio chiuso esposizione B: α = 7,0, z_g = 1200 ft esposizione C: α = 9,5, z_g = 900 ft esposizione D: α = 11,5, z_g = 700 ft

GC_p diminuisce al crescere dell’area efficace del vento, in modo logaritmico tra 10 ft² e 500 ft². Per le pareti di un edificio fino a 60 ft: la zona 4 va da +1,0 / −1,1 fino a +0,7 / −0,8, e la zona 5 da +1,0 / −1,4 fino agli stessi +0,7 / −0,8. I carichi del vento dell’ASCE 7 sono già a livello di resistenza, quindi non c’è un 1,5 in più da applicare; per una verifica alle tensioni ammissibili useresti invece 0,6 × il valore.

Cosa questa pagina non fa

Non sa dove ti trovi. La velocità del vento la inserisci tu, dalla mappa dell’appendice nazionale o dallo strumento di pericolosità dell’ASCE. Se quel numero è sbagliato, è sbagliato tutto quello che segue.
Solo terreno pianeggiante. Il coefficiente orografico c_o vale 1,0. Su una collina, una scarpata o il ciglio di una scogliera è maggiore, a volte molto maggiore.
Edifici rettangolari, pareti verticali. Niente coperture, pensiline, muri isolati, parapetti d’attico o superfici curve.
Nessuna riduzione stagionale o direzionale: c_dir e c_season valgono entrambi 1,0, a favore di sicurezza.
Parte ASCE: edifici chiusi fino a 60 ft, K_zt = 1. Gli edifici parzialmente chiusi e quelli aperti usano altri coefficienti interni.

Esempio svolto da verificare a mano

v_b,0 = 27 m/s, terreno II, z = 10 m, zona A, c_pi sconosciuta.

q_b = ½ · 1,25 · 27² = 0,4556 kN/m² k_r = 0,19 · (0,05/0,05)^0,07 = 0,1900 c_r = 0,19 · ln(10/0,05) = 1,0067 v_m = 1,0067 · 27 = 27,180 m/s I_v = 1 / ln(10/0,05) = 0,18874 q_p = (1 + 7·0,18874) · ½ · 1,25 · 27,180² = 2,32119 · 0,46172 = 1,0717 kN/m² depressione = 1,0717 · (−1,4 − 0,2) = −1,715 kN/m² caratteristica × 1,5 = −2,572 kN/m² di progetto

Da leggere. Questo è un aiuto al predimensionamento per chi conosce già la materia. Non è un calcolo strutturale e non sostituisce la norma, l’appendice nazionale né l’ingegnere che firma il progetto. Azzeccare la velocità del vento e l’orografia è responsabilità tua. In Italia l’azione del vento sul progetto si determina secondo le NTC 2018 (§ 3.3), che questa pagina non applica.

Inserisci questo calcolatore nel tuo sito: gratis, con un link a questa pagina (istruzioni e calcolatore inserito in inglese).

Calcolo della pressione del vento sul vetro

Eurocodice EN 1991-1-4, passo per passo

ASCE 7-16, passo per passo

Cosa questa pagina non fa

Di solito, dopo