Calcolatore Scale in Calcestruzzo - Stima Precisa del Volume

Che cos'è un calcolatore per scale in calcestruzzo?

Un calcolatore per scale in calcestruzzo stima la quantità di calcestruzzo necessaria per una scala rettilinea. Utilizza quattro misure: la larghezza della scala, la sua altezza totale, la profondità di una pedata e il numero di gradini. Una scala in calcestruzzo gettato non è un semplice blocco rettangolare. La sua forma a gradini fa sì che il volume dipenda sia dalle pedate orizzontali (la parte su cui poggia il piede) sia dalle alzate verticali (la superficie verticale tra due pedate).

Come calcolare il volume di calcestruzzo per una scala

La formula

Per una scala rettilinea costruita come un blocco pieno a gradini, il volume di calcestruzzo è:

$V = 0.5 \times w \times h \times d \times (n + 1)$

• w è la larghezza, la distanza trasversale della scala, misurata da un lato all’altro.
• h è l’altezza totale, il dislivello verticale complessivo, misurato direttamente dalla base al pianerottolo superiore, non lungo la pendenza.
• d è la profondità della pedata, la profondità orizzontale di un singolo gradino.
• n è il numero di gradini, cioè il numero di volte in cui il piede di una persona sale mentre percorre la scala.

0,5 e (Gradini + 1) derivano entrambi dalla forma della scala, non dal conteggio di un gradino aggiuntivo. Si immagini la rampa come una pila di blocchi rettangolari, uno sotto ciascun gradino. Ogni blocco ha la stessa larghezza della scala e la profondità di una pedata. Il blocco inferiore è alto quanto un'alzata, quello successivo è alto quanto due alzate e così via, fino all'ultimo, che raggiunge l'altezza totale. Sommare i blocchi significa sommare 1 + 2 + ... + Gradini, e tale somma equivale a Gradini × (Gradini + 1) ÷ 2. Eseguendo la moltiplicazione si ottiene la formula precedente. Lo stesso totale è metà del volume di un parallelepipedo pieno con la stessa larghezza e altezza e una profondità pari a (Gradini + 1) profondità di pedata.

Esempio di calcolo

Si consideri una scala larga 3 metri, con un'altezza totale di 3 metri, una profondità della pedata di 0,3 metri e 10 gradini.

Volume = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × (10 + 1) = 0,5 × 3 × 3 × 0,3 × 11 = 14,85 metri cubi

Si tratta di circa 524 piedi cubi (14,8 m³), ovvero 19,4 iarde cubiche (14,8 m³), di calcestruzzo.

La distanza orizzontale coperta dalla rampa, chiamata sviluppo, è pari al numero di gradini moltiplicato per la profondità della pedata. In questo esempio, lo sviluppo è 10 × 0,3 = 3 metri. Il diagramma laterale dello strumento indica tale sviluppo lungo la base.

Misurazione di ogni dato

• La larghezza si misura perpendicolarmente alla direzione di percorrenza, da un lato all'altro della scala.
• L'altezza totale si misura con una livella, in linea retta dal pianerottolo inferiore a quello superiore. Misurarla lungo la pendenza restituisce invece un valore maggiore e non corretto.
• La profondità della pedata è la profondità della superficie piana di un gradino, comunemente compresa tra 25 e 30 centimetri (da 10 a 12 pollici).
• Gradini conta le alzate, non le pedate. Una scala che sembra avere "10 gradini" di solito ha 10 alzate, che è il numero da inserire.

Considerazione dello sfrido

La formula fornisce un volume teorico, ipotizzando casseforme costruite perfettamente e una base perfettamente livellata. I getti reali richiedono una quantità di materiale leggermente maggiore, a causa di un sottofondo irregolare, degli sversamenti e dell'assestamento che si verifica quando il calcestruzzo viene vibrato per eliminare le sacche d'aria. Ordinare dal 5 al 10 percento in più rispetto al volume calcolato è una pratica comune, per evitare di rimanere senza materiale durante il getto.

Norme edilizie per le scale in calcestruzzo

Le norme edilizie locali stabiliscono limiti per le dimensioni delle scale a fini di sicurezza, e tali limiti variano in base alla località. Le regole comuni comprendono un'altezza massima dell'alzata di circa 18–20 centimetri (da 7 a 8 pollici), una profondità minima della pedata di circa 25–28 centimetri (da 10 a 11 pollici), una larghezza minima della scala e l'obbligo che tutte le alzate di una rampa abbiano la stessa altezza. Altezze irregolari delle alzate sono una causa comune di inciampi, perché il passo di una persona si adegua a un ritmo dopo i primi gradini. Di solito è necessario un corrimano quando una rampa ha quattro o più alzate. Poiché queste dimensioni entrano direttamente nella formula del volume, verificare i requisiti delle norme locali prima del getto può evitare di dover ricostruire una scala realizzata con dimensioni errate.

Scelte progettuali correlate

Il calcestruzzo è uno dei diversi materiali utilizzati per le scale esterne e interne. Il legno è più leggero e più rapido da installare, un aspetto importante per strutture sopraelevate come le terrazze. Le scale in metallo si adattano a progetti industriali o moderni e possono coprire distanze maggiori con una quantità inferiore di materiale. Le scale in pietra o mattoni hanno costi di manodopera più elevati, ma durano a lungo e non richiedono tempi di maturazione. Le scale prefabbricate in calcestruzzo vengono realizzate in fabbrica e installate come elementi finiti; ciò elimina la realizzazione delle casseforme e la maturazione in cantiere, ma limita le dimensioni a quelle standard.

Le scale in calcestruzzo gettato richiedono anche un'armatura, generalmente in barre d'acciaio, poiché il calcestruzzo resiste bene alla compressione ma non alla trazione generata quando una scala si flette sotto carico. Questo calcolatore stima solo il volume di calcestruzzo; non calcola la quantità di armatura né il volume della fondazione, che devono essere calcolati separatamente.

Domande frequenti

Quanto calcestruzzo richiede una scala?

Dipende dalla larghezza della scala, dall'altezza totale, dalla profondità della pedata e dal numero di gradini. Utilizzando la formula 0,5 × Larghezza × Altezza × Profondità della pedata × (Gradini + 1), una scala larga 3 metri e alta 3 metri, con una profondità della pedata di 0,3 metri e 10 gradini, richiede circa 14,85 metri cubi di calcestruzzo.

Il calcolatore include una fondazione o un plinto?

No. Calcola solo il volume della scala in sé. Un plinto o una fondazione separata, se necessaria, richiede un proprio calcolo del volume, da aggiungere al totale.

Questa formula può essere utilizzata per scale curve o a chiocciola?

No. La formula si applica solo alle scale rettilinee. Le scale curve e a chiocciola hanno forme più complesse, che richiedono calcoli diversi, e di solito vengono progettate con l'aiuto di un ingegnere strutturista.

Quanto calcestruzzo aggiuntivo si deve ordinare per lo sfrido?

Circa dal 5 al 10 percento in più rispetto al volume calcolato, per coprire gli sversamenti, un sottofondo irregolare e l'assestamento durante la vibrazione.

Qual è la differenza tra un'alzata e una pedata?

L'alzata è la superficie verticale di un gradino. La pedata è la superficie orizzontale su cui poggia il piede. Il dato "Gradini" della formula conta le alzate.

Il calcolatore funziona sia in piedi sia in metri?

Sì. Offre il sistema metrico (metri) e quello imperiale (piedi). Non dispone di un campo separato per i pollici, quindi una misura in pollici deve essere inserita come frazione decimale di un piede. Cambiando sistema di unità vengono convertiti i valori già inseriti.

Strumenti correlati

• Calcolatore del volume di calcestruzzo — per solette, plinti e altre forme in calcestruzzo gettato
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Riferimenti

1. International Code Council. "International Building Code (IBC)." https://www.iccsafe.org
2. American Concrete Institute. "ACI 318: Building Code Requirements for Structural Concrete." https://www.concrete.org
3. Portland Cement Association. "Design and Control of Concrete Mixtures." https://www.cement.org