càrico (scienza delle costruzioni)

"Per i grafici A e B vedi il lemma del 5° volume.e" insieme dei pesi propri e delle forze esterne applicati a una costruzione o a una parte di essa "Vedi grafici A) e B) vol. V, pag. 456" . Si possono classificare diversi tipi di carichi: concentrati e ripartiti, a seconda della loro distribuzione; fissi e accidentali, a seconda della loro natura; statici e dinamici, a seconda della loro variazione nel tempo. Un carico si definisce concentrato quando l'area su cui insiste è tanto piccola da potersi assimilare a un punto; ripartito (uniformemente o no) quando è distribuito su una superficie assimilabile a una linea (trave, arco) o su una superficie (solaio, piastra). Entrambe le definizioni, utili teoricamente, sono in effetti delle riduzioni approssimate della casistica reale. Carico fisso (o permanente) è il peso proprio di una costruzione e qualunque altro carico avente azione continua e costante come, per esempio, quelli conseguenti all'uso di un edificio (carico d'esercizio); carichi accidentali (o sovraccarichi) sono tutti quei carichi esterni che agiscono solo saltuariamente sulla struttura. Un carico si dice statico quando la sua intensità e retta d'azione sono costanti nel tempo oppure variano in modo tanto graduale da non imprimere alcuna accelerazione alla struttura cui è applicato; dinamico, quando cresce bruscamente da zero al valore finale; pulsante, se varia periodicamente tra un minimo e un massimo senza cambiare verso; alternativo, se varia, periodicamente, di verso; cinetostatici sono poi quei carichi che derivano, per inerzia, dal moto dei corpi stessi (biella). Nell'affrontare un problema progettuale occorre per prima cosa stabilire le ipotesi di carico che, per i casi ricorrenti, sono tabulate, quindi analizzare i carichi considerando i loro effetti divisi in azioni principali e azioni secondarie. Appartengono al primo gruppo tutte le azioni dovute ai carichi permanenti, quali il peso proprio delle strutture portanti e di quelle portate; i carichi di esercizio, valutati direttamente oppure, nei casi ordinari, in base a tabelle; il carico dovuto alla neve se richiesto dalle condizioni ambientali; quello dovuto alla spinta delle terre e infine eventuali carichi dinamici. Nel secondo gruppo si considerano invece gli effetti dovuti a carichi a carattere temporaneo come il vento, o quelli indotti dalle variazioni termiche, dalle imperfezioni dei vincoli, dal ritiro (se la struttura è in cemento armato), dai difetti di montaggio. Per i calcoli e le verifiche si dovranno quindi considerare due condizioni di carico, la prima risultante dalla somma più sfavorevole delle azioni principali; la seconda dalla prima più la somma delle azioni secondarie, anche queste prese nelle condizioni più sfavorevoli. Al concetto di carico, di volta in volta specificato, si associa tutta una serie di definizioni fondamentali per lo studio dell'elasticità. Si definisce carico unitario(o specifico) lo sforzo riferito all'unità di superficie e si ottiene dividendo il carico applicato per l'area della sezione trasversale. Il carico unitario si distingue in: carico al limite di proporzionalità, valore al di sopra del quale viene a cessare la proporzionalità diretta tra sollecitazione e deformazione; carico al limite di elasticità, valore al di sopra del quale cominciano a manifestarsi nel materiale delle deformazioni permanenti; carico di snervamento, valore per il quale si produce nei materiali duttili (ferro, acciaio) una deformazione permanente la cui entità aumenta nel tempo pur mantenendosi costante il carico; carico di rottura, carico unitario massimo per il quale si verifica la rottura del materiale; carico di sicurezza o carico ammissibile, frazione del carico di rottura o di quello di snervamento, ottenuta dividendo tali carichi per un opportuno coefficiente di sicurezza atto a garantire la resistenza del materiale (per stabilire i valori dei carichi ammissibili per i singoli materiali in base alle diverse sollecitazioni, si effettuano prove di laboratorio su campioni e modelli); carico critico, valore del carico unitario che provoca nella struttura una condizione di instabilità elastica; esempio tipico il carico di punta che è lo sforzo assiale in una struttura snella nella quale determina un'inflessione laterale.