Come si Calcola il Carico Neve e Vento della Pergola?

Il calcolo del carico neve e vento della pergola consiste nel determinare, secondo le norme TS EN 1991-1-3 e TS EN 1991-1-4, l'accumulo di neve che la copertura superiore dovrà sostenere e la pressione che il vento esercita sulla struttura. Da questo calcolo derivano parametri come la sezione del profilo, l'interasse dei montanti, il dettaglio di ancoraggio alla fondazione e lo spessore del pannello. Se questo calcolo viene eseguito in modo incompleto, nelle pergole a sistema chiuso possono verificarsi problemi come il cedimento della copertura, il distacco dei pannelli o deformazioni nei punti di collegamento.

Nei progetti di pergole, il calcolo dei carichi non equivale semplicemente ad applicare i dati di un prodotto a catalogo. Entrano in gioco la zona di carico neve della provincia in cui si trova l'immobile, l'altezza della struttura, l'inclinazione del tetto e la situazione di esposizione dell'area circostante. Per questo motivo, due pergole con le stesse dimensioni possono essere realizzate con sezioni di profilo diverse in città diverse.

Questo calcolo non viene definito in fase di preventivo, prima dell'ordine della nuova pergola, ma nella fase di progetto strutturale. Anche se il sistema di profili utilizzato dispone di omologazione tecnica, la sezione finale non può essere stabilita senza inserire i dati di neve e vento specifici della zona in cui sorge il progetto.

Perché è Importante il Calcolo del Carico Neve e Vento della Pergola?

Nelle pergole a sistema chiuso, la neve che si deposita sulla copertura si accumula nel tempo aumentando il carico statico. Il vento genera invece una forza aggiuntiva, sia orizzontale che di sollevamento; soprattutto nei tetti con inclinazione lieve, l'effetto di aspirazione del vento verso l'alto sulla copertura può sfuggire all'attenzione. Un profilo scelto senza questo calcolo, anche se esteticamente adeguato, può risultare insufficiente dal punto di vista della capacità portante.

Questo calcolo non riguarda solo la rottura del profilo, ma mira a garantire che anche i bulloni di collegamento, i punti di ancoraggio alla fondazione e le clip dei pannelli restino sicuri sotto carico. Se questo tipo di calcolo viene trascurato, si possono verificare danni che restano fuori dalla copertura assicurativa o dalla garanzia.

pergola a sistema chiuso

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Come si Calcola il Carico Neve della Pergola?

Il dato di base nel calcolo del carico neve è il carico neve al suolo caratteristico della zona in cui ci si trova. In Turchia questo valore varia a seconda della zona; nei calcoli effettuati secondo la norma TS EN 1991-1-3, il carico neve viene generalmente valutato in un intervallo compreso tra 75 kg/m² e 350 kg/m², e il valore esatto dipende dalla provincia e dall'altitudine del progetto. Questo valore al suolo, moltiplicato per il coefficiente di forma della copertura, permette di ottenere il carico reale agente sulla copertura superiore.

Anche l'altitudine sul livello del mare del terreno su cui viene installata la pergola rappresenta un coefficiente a sé nel calcolo del carico neve. Anche all'interno dello stesso comune, una pergola installata in quota può richiedere un valore di carico neve al suolo diverso rispetto a una installata vicino al livello del mare. Poiché questi valori possono essere aggiornati periodicamente nei regolamenti edilizi, si consiglia di verificare sempre le mappe e le tabelle più recenti.

Come Influisce l'Inclinazione del Tetto sull'Accumulo di Neve?

All'aumentare dell'inclinazione del tetto, il coefficiente di accumulo della neve diminuisce. Sulle coperture piane o con inclinazione molto ridotta, il tempo di permanenza della neve si allunga e il carico aumenta; per questo motivo sulla copertura superiore della pergola si lascia generalmente un'inclinazione minima di 3-5 gradi, preferita sia per lo smaltimento di acqua e neve sia per la distribuzione del carico.

Quali Fattori si Considerano nel Calcolo del Carico Vento della Pergola?

Il calcolo del carico vento viene effettuato secondo la norma TS EN 1991-1-4, in base alla velocità di riferimento del vento della zona, all'altezza della struttura, alla classe di esposizione dell'area circostante e al fatto che la pergola sia a sistema aperto o chiuso. Nei calcoli si prende generalmente come riferimento un periodo di ritorno di 50 anni, ovvero la velocità del vento che nella zona si prevede venga superata mediamente una volta ogni 50 anni. Nelle pergole aperte sui lati, il vento può passare sotto la copertura e la pressione si distribuisce in modo diverso, mentre nei sistemi chiusi con vetro o pannelli il carico del vento viene trasferito direttamente al pannello e al profilo.

norma TS EN 1991-1-4 sul carico del vento

Fonte: alluminio

Come Cambia il Calcolo del Carico nelle Pergole a Sistema Aperto e Chiuso?

Nelle pergole a lamelle aperte, con copertura non completamente chiusa, il vento può passare parzialmente sotto la copertura e l'accumulo di pressione resta limitato; al contrario, poiché una parte della neve può filtrare tra le lamelle, il carico neve calcolato può risultare inferiore. Nei sistemi completamente chiusi con pannelli in vetro o policarbonato, invece, sia la neve che il vento si accumulano interamente sulla copertura; per questo motivo il valore di carico calcolato per le pergole a sistema chiuso risulta più alto rispetto a un sistema aperto delle stesse dimensioni.

Nei sistemi con tende motorizzate o pannelli scorrevoli, poiché l'elemento di copertura mobile può aprirsi quando arriva il vento, viene definito uno scenario di carico diverso rispetto a una copertura superiore fissa. In questo tipo di sistemi, il sensore vento e il meccanismo di chiusura automatica diventano un parametro di progetto che influisce direttamente sulle ipotesi di carico del calcolo strutturale. Nei sistemi fissi, non essendoci questa flessibilità, lo scenario più sfavorevole viene considerato fin dall'inizio.

Come Influisce il Carico Neve e Vento sulla Scelta di Profili e Collegamenti?

I valori di carico calcolati vengono verificati in base al momento d'inerzia della sezione del profilo in alluminio o acciaio. Nella pratica generale, per i profili portanti principali della pergola si preferisce uno spessore di parete di 2-3 mm; nelle zone in cui si prevede un carico neve/vento elevato, questo spessore e l'altezza del profilo possono essere aumentati. Per i pannelli in policarbonato a doppia parete utilizzati sulla copertura superiore, lo spessore più comune è 10 mm, ma nelle zone ad alto carico si può preferire un pannello più spesso o un interasse dei traversi ravvicinato.

Anche il numero e l'interasse dei montanti sono un risultato diretto del calcolo del carico. Una pergola delle stesse dimensioni può essere realizzata con un interasse di 3 metri in una zona a basso carico, mentre in una zona ad alto carico questo interasse può scendere sotto i 2 metri.

sezione del profilo della pergola

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Come Influisce sul Calcolo del Carico la Differenza tra Profilo in Alluminio e Acciaio?

I profili in alluminio vengono scelti nella maggior parte dei progetti di pergole per la loro leggerezza e la resistenza naturale alla corrosione; tuttavia, rispetto ai profili in acciaio, hanno un modulo di elasticità più basso, il che significa che, a parità di carico, possono richiedere una sezione maggiore. Nei progetti con grandi luci in cui si prevede un carico neve/vento elevato, si può preferire un rinforzo in acciaio sulle travi portanti principali oppure una struttura portante in acciaio rivestita in alluminio.

Anche la classe dei bulloni utilizzati negli elementi di collegamento e la qualità della saldatura sono determinanti per trasferire in sicurezza il carico calcolato. Ad esempio, una profondità di ancoraggio insufficiente nel collegamento tra montante e piastra di base può rendere inutile anche una sezione di profilo calcolata correttamente; per questo motivo la relazione di calcolo del carico riguarda generalmente non solo il profilo, ma anche i dettagli di collegamento. Nelle zone vicine al mare, dove il rischio di corrosione aumenta a causa dell'aria salina, per il profilo scelto in base allo stesso calcolo del carico può rendersi necessario un rivestimento superficiale aggiuntivo o l'uso di elementi di collegamento in acciaio inox; questo non incide direttamente sulla capacità portante, ma sulla sua durata nel tempo. Il controllo periodico, annuale, dei punti di collegamento è una pratica consigliata soprattutto per periodi di utilizzo superiori ai 10 anni.

Perché il Calcolo del Carico Diventa più Critico nelle Pergole con Grandi Luci?

All'aumentare della luce, cioè della distanza tra i montanti e della lunghezza della trave, il momento flettente generato dallo stesso carico unitario cresce in proporzione al quadrato della distanza. Per questo motivo una sezione sufficiente per una pergola con una luce di 4-5 metri può risultare insufficiente, con lo stesso calcolo del carico, quando la luce sale a 7-8 metri, rendendo necessario aumentare la sezione oppure aggiungere una colonna intermedia.

Nei progetti di pergole con geometrie particolari, come tetti a doppia falda o a farfalla, la modalità di accumulo della neve può diventare irregolare; a seconda della direzione del vento, si può osservare accumulo di neve su un lato del tetto e spazzamento sull'altro. In queste geometrie particolari, il calcolo del carico richiede un modello strutturale più dettagliato rispetto alle pergole standard con tetto piano. In questo tipo di progetti possono essere presi in considerazione anche input aggiuntivi, come rilievi in cantiere e dati di galleria del vento.

Come si Valuta in Cantiere il Carico Neve e Vento della Pergola?

In un progetto di pergola a sistema chiuso realizzato da EncoArt lungo una linea costiera esposta a forte vento e priva di ostacoli, la sezione di profilo standard per zone interne non è stata ritenuta sufficiente; in seguito al calcolo strutturale, la sezione del profilo portante principale è stata aumentata, l'interasse dei montanti è stato ridotto e il numero di ancoraggi alla fondazione è stato incrementato. Nello stesso progetto, l'interasse delle clip dei pannelli è stato ridotto per lasciare un margine di sicurezza aggiuntivo contro l'effetto di aspirazione del vento. Questo esempio dimostra che le misure a catalogo non vengono applicate direttamente e che ogni progetto richiede un calcolo del carico specifico per la zona in cui si trova. Nel controllo del carico effettuato dopo la consegna del progetto, è stato verificato che il margine di sicurezza calcolato risultava adeguato alle condizioni del cantiere.

Quando Viene Richiesta la Relazione di Calcolo Strutturale?

Nelle procedure di autorizzazione comunale o nei progetti di pergole con grandi luci, generalmente superiori ai 4 metri, può essere richiesta una relazione di calcolo strutturale. In questa relazione i carichi di neve e vento vengono calcolati separatamente, dopodiché si verifica la combinazione di carico più sfavorevole, incluso lo scenario in cui neve e vento agiscono contemporaneamente. Al carico calcolato viene generalmente aggiunto un margine di sicurezza compreso tra il 20% e il 30%; questo margine funge da cuscinetto contro le tolleranze dei materiali e gli aumenti di carico imprevisti. Questa relazione, oltre che per la richiesta di autorizzazione, viene utilizzata come documento di riferimento anche per eventuali ristrutturazioni o richieste di strutture aggiuntive negli anni successivi.

Quali Informazioni Devono Essere Condivise Durante la Fase di Progettazione?

Tra le informazioni fondamentali da comunicare al team di progettazione per un calcolo del carico corretto rientrano la provincia/il comune in cui verrà installata la pergola, l'altitudine, il tipo di terreno o pavimentazione a cui la struttura verrà ancorata, la preferenza sul materiale di copertura ed eventuali edifici alti nelle vicinanze. Se queste informazioni vengono condivise in modo incompleto, il calcolo rifletterà valori medi presunti anziché le reali condizioni del cantiere.

In conclusione, il calcolo del carico neve e vento della pergola è un processo ingegneristico in cui vengono valutati insieme i dati climatici della zona, l'inclinazione del tetto, il materiale di copertura e la sezione del profilo portante. Non tralasciare questo calcolo in fase di progettazione garantisce, nel lungo periodo, una struttura sicura e con esigenze di manutenzione ridotte.

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Domande Frequenti

Secondo quali norme si effettua il calcolo del carico neve e vento della pergola?

Il calcolo del carico neve viene effettuato secondo la norma TS EN 1991-1-3, mentre il calcolo del carico vento secondo la norma TS EN 1991-1-4. Queste norme valutano insieme i dati climatici della zona e la geometria della struttura. Il risultato viene utilizzato come dato di base per definire la sezione del profilo e i dettagli di collegamento.

Il calcolo del carico è necessario anche per le pergole a sistema aperto?

Sì, anche nelle pergole a lamelle aperte viene valutato l'effetto di vento e neve, ma il valore di carico che ne risulta è generalmente più basso rispetto a un sistema chiuso. L'interasse delle lamelle e l'altezza della struttura entrano in questo calcolo. Anche nei sistemi aperti con grandi luci, il controllo strutturale non deve essere tralasciato.

È possibile installare una pergola senza il calcolo del carico neve e vento?

Nei progetti standard di piccole dimensioni si possono utilizzare i dati tecnici generali del produttore, ma per grandi luci o zone ad alto carico si consiglia un calcolo specifico. Un profilo scelto senza calcolo, anche se apparentemente adeguato, può creare una falla di sicurezza nel lungo periodo. Nelle procedure di autorizzazione comunale, questa relazione è generalmente obbligatoria.