Calcolatore Ferri per Cemento Armato - Stima Costi e Quantità di Rinforzo in Calcestruzzo

Che cos'è un calcolatore per barre d'armatura?

Un calcolatore per barre d'armatura determina quante barre d'acciaio di armatura servono per una soletta o una fondazione in calcestruzzo, oltre alla loro lunghezza totale, al peso e al costo del materiale. L'armatura è costituita da barre d'acciaio inglobate nel calcestruzzo per resistere alla trazione. Il calcestruzzo è resistente alla compressione ma debole alla trazione, quindi i costruttori aggiungono una griglia di barre d'acciaio per impedire che si fessuri e si separi sotto carico.

Inserendo la lunghezza e la larghezza della soletta e selezionando la misura della barra, il calcolatore restituisce il numero di barre, la lunghezza totale, il peso totale e il costo complessivo. Presuppone una semplice griglia rettangolare, con barre disposte in entrambe le direzioni a interasse fisso.

Come calcolare il numero di barre d'armatura

Le barre sono disposte a griglia: un gruppo corre lungo la lunghezza, l'altro lungo la larghezza. Il calcolo è uguale per entrambe le direzioni.

$n = \left\lfloor \frac{x}{s} \right\rfloor + 1$

dove n è il numero di barre in una direzione, x la dimensione della soletta trasversale a tale direzione e s l’interasse delle barre.

La dimensione viene prima convertita in centimetri. Il risultato viene arrotondato per difetto a un numero intero di interspazi, quindi si aggiunge 1 per la barra supplementare all'inizio della fila.

Esempio: una larghezza di 8 metri con barre #4, disposte con un interasse di 25 cm.

• 8 m = 800 cm
• 800 ÷ 25 = 32 (già un numero intero)
• 32 + 1 = 33 barre

Se la divisione non dà un risultato esatto, la frazione residua viene eliminata, non arrotondata per eccesso. Per una lunghezza di 10 metri con lo stesso interasse di 25 cm: 1000 ÷ 25 = 40, quindi il risultato è 40 + 1 = 41 barre.

$N = a + b$

dove N è il numero totale di barre, a le barre disposte lungo la lunghezza e b le barre disposte lungo la larghezza.

Per una soletta di 10 m × 8 m con barre #4: 41 (che coprono la lunghezza) + 33 (che coprono la larghezza) = 74 barre. I due conteggi vengono sommati, non moltiplicati, perché ogni barra copre una sola direzione della griglia.

Formule per la lunghezza e il peso totali

Una volta noto il numero di barre, la lunghezza totale si ricava direttamente:

$T = (L \times b) + (W \times a)$

dove T è la lunghezza totale delle barre, L la lunghezza della soletta e W la larghezza della soletta.

Ciascuna delle 33 barre che coprono la larghezza percorre l'intera lunghezza di 10 m, mentre ciascuna delle 41 barre che coprono la lunghezza percorre l'intera larghezza di 8 m:

• 10 m × 33 = 330 m
• 8 m × 41 = 328 m
• Totale = 658 m

$M = T \times m$

dove M è il peso totale e m il peso per metro.

Ogni diametro di barra ha un peso al metro fisso. Una barra #4 pesa 0,994 kg al metro, quindi:

• 658 m × 0,994 kg/m = 654,05 kg

$C = M \times p$

dove C è il costo totale e p il prezzo al chilogrammo.

Al prezzo di 1,50 USD al chilogrammo, il costo della soletta dell'esempio è:

• 654,05 kg × 1,50 USD = 981,08 USD

Esempio di calcolo

Un'impresa deve realizzare una soletta di 10 m × 8 m e prevede di usare barre #4 al prezzo di 1,50 USD al chilogrammo.

Questi sono i minimi teorici per una semplice griglia rettangolare. Gli ordini reali dovrebbero includere materiale aggiuntivo per i sormonti e gli sfridi, come spiegato di seguito.

Diametri e interassi delle barre d'armatura

Ogni diametro di barra d'armatura ha un diametro standard, un peso al metro e un interasse tipico. Il numero nella denominazione del diametro indica ottavi di pollice; una barra #4 ha un diametro di 4/8 di pollice (13 mm), cioè 1/2 pollice (13 mm). La sigla tra parentesi è la designazione metrica ASTM A615M, corrispondente al diametro nominale in millimetri arrotondato al millimetro più vicino. Non corrisponde a una misura canadese CSA per barre d'armatura. Una barra CSA 10 M ha un diametro di 11,3 mm e pesa 0,785 kg al metro, quindi è più pesante della barra #3 nella tabella seguente.

L'interasse indicato è tipico, non un minimo previsto dalle norme. I disegni dell'ingegnere strutturista hanno sempre la precedenza rispetto a questi valori predefiniti.

Cosa non include il calcolatore

Il calcolatore presuppone una semplice griglia rettangolare. Non considera le maggiorazioni necessarie in un ordine reale per i seguenti elementi:

• Sormonti. Quando due barre si sovrappongono in corrispondenza di un giunto, la prassi standard richiede una sovrapposizione di circa 40 volte il diametro della barra. Per barre #5 (15,9 mm), ciò corrisponde a circa 64 cm per sormonto. Una regola pratica comune consiste nell'aggiungere dal 10 al 15 percento alla lunghezza calcolata per coprire sormonti e sfridi di taglio.
• Minimi e massimi previsti dalle norme edilizie. Norme come l'International Building Code e l'ACI 318 stabiliscono limiti per l'interasse e il copriferro che possono differire dai valori tipici sopra indicati. Prima di ordinare, verificare sempre i requisiti locali o i disegni dell'ingegnere.
• Forme non rettangolari. Per una soletta a L o con contorni curvi, suddividerla in rettangoli, calcolare ciascuna parte con il calcolatore e sommare i risultati.
• Arrotondamento per l'ordine. L'acciaio viene venduto in barre intere, quindi le quantità vengono arrotondate e non espresse come frazioni. Molti appaltatori aggiungono un ulteriore 5% per le barre piegate e le perdite in cantiere.

Oltre le barre d'armatura

Il costo del materiale calcolato rappresenta solo una parte del preventivo. La posa delle barre d'armatura costa in genere altri 0,30 USD–0,60 USD al chilogrammo per la manodopera, a seconda del diametro delle barre, dell'accessibilità del cantiere e della complessità della disposizione. Altre voci comprendono il filo di legatura, i distanziatori in plastica o acciaio che tengono le barre sollevate dalla cassaforma e le spese di consegna, che possono variare da 150 USD a 500 USD in base alla distanza e alle dimensioni dell'ordine.

Domande frequenti

Quanto è preciso un calcolatore per barre d'armatura? Fornisce un risultato esatto per una semplice griglia rettangolare. La precisione per un lavoro reale dipende da quanto il progetto corrisponde a tale ipotesi. Le forme complesse, le zone con armature variabili e i sormonti non sono inclusi, quindi la maggior parte degli appaltatori aggiunge dal 10 al 15 percento al risultato iniziale prima di ordinare.

Quale diametro di barra d'armatura devo usare per una soletta in calcestruzzo? Dipende dallo spessore della soletta, dal carico previsto e dalle norme locali. In generale, le solette residenziali sottili, come quelle dei cortili, usano spesso barre #3, le solette di fondazione delle abitazioni usano comunemente #4 e i pavimenti commerciali o dei magazzini richiedono spesso #5 o #6. L'ingegnere strutturista o l'ufficio edilizio locale dovrebbe confermare il requisito effettivo.

Perché il numero totale di barre d'armatura somma le due direzioni invece di moltiplicarle? Ogni barra copre una sola direzione della griglia. Una barra che corre lungo la soletta non viene conteggiata anche come barra che corre lungo la larghezza. Moltiplicare i due conteggi descriverebbe il numero dei punti di intersezione della griglia, non il numero di barre.

Quanto materiale aggiuntivo devo ordinare per i sormonti e gli sfridi? Una stima comune consiste nell'aggiungere dal 10 al 15 percento al totale calcolato; ciò copre i sormonti, gli sfridi di taglio e alcune barre danneggiate o tagliate male. Per un ordine di 1.000 metri, ciò significa ordinare circa da 1.100 a 1.150 metri.

La rete elettrosaldata può sostituire le barre d'armatura? A volte. La rete elettrosaldata è adatta per solette soggette a carichi leggeri e per il controllo delle fessure, ad esempio sui marciapiedi o nei pavimenti delle cantine. Non sostituisce l'armatura strutturale nelle solette o negli elementi portanti; qualsiasi sostituzione deve essere approvata dall'ingegnere del progetto.

Il prezzo delle barre d'armatura varia in base alla regione? Sì. Il prezzo dell'acciaio dipende dalla produzione delle acciaierie, dalla distanza di trasporto e dalla domanda locale. Conviene richiedere preventivi a più di un fornitore, poiché i prezzi possono differire dal 10 al 20 percento tra fornitori della stessa zona.

Riferimenti

1. American Concrete Institute. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318).
2. Concrete Reinforcing Steel Institute. Manual of Standard Practice.
3. International Code Council. International Building Code.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: Standard Specification for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement.