RELAZIONE DI CALCOLO (N_C1) La presente relazione di calcolo strutturale, in conformità al punto 10.1 del DM 14/01/08, comprende una nite al

Transcript

1

2 RELAZIONE DI CALCOLO (N_C1) 1.PREMESSA La presente relazione di calcolo strutturale, in conformità al punto 10.1 del DM 14/01/08, comprende una nite al Sono riportati i principali elementi di inquadramento del progetto esecutivo riguardante le strutture, in relazione agli strumenti urbanistici, al progetto architettonico, al progetto delle componenti tecnologiche in generale ed alle prestazioni attese dalla struttura. Trattasi della realizzazione di una struttura di Trecastelli (AN). 1.1 Fabbricato ad uso Ubicazione CIMITERIALE Comune di TRECASTELLI (AN) (Regione MARCHE) Località: Cimitero Trecastelli Fuori terra 1 Numero di piani Interrati 0 le dimensio racchiuse in un rettangolo di 26,60x3,10 mt (al finito) Numero vani scale 0 Numero vani ascensore 0 Tipo di fondazione Pali trivellati (diametro 40 cm) 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Norme Tecniche per le Costruzioni - D.M Sicurezza (cap.2), Azioni sulle costruzioni (cap.3), Costruzioni in calcestruzzo (par.4.1), Progettazione geotecnica (cap.6), Riferimenti tecnici (cap.12). Eurocodici EC3. Eurocodice 3 UNI ENV :1994, Eurocodice 3 UNI EN :2005, Eurocodice 3 UNI ENV :2000, Eurocodice 3 UNI EN :2005. Le norme NTC 2008, precisano che la sicurezza e le prestazioni di una struttura o di una parte di essa devono normale. Prescrivono inoltre che debba essere assicurata una robustezza nei confronti di azioni eccezionali. 1

3 Le prestazioni della struttura e la vita nominale sono riportati nei successivi tabulati di calcolo della struttura La sicurezza e le prestazioni sono state verificate tramite opportuni stati limite definiti di concerto con il cui al D.M e s.m. ed i. ed in particolare si è verificata : - la sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi (SLU) che possono provocare eccessive deformazioni perdita di beni, provocare danni ambientali e sociali, metter utilizzati i coefficienti parziali relativi alle azioni ed alle resistenze dei materiali in accordo a quando previsto dal D.M per i vari tipi di materiale. I valori utilizzati sono riportati nel fascicolo delle elaborazioni numeriche allegate. - la sicurezza nei riguardi degli stati limite di esercizio (SLE ommittente e coerentemente 3.IPOTESI DI CALCOLO E MODELLAZIONE STRUTTURALE I calcoli del presente progetto sono stati effettuati utilizzando principalmente il programma SISMICAD v.12.8 della Concrete S.r.l. Si tratta di un programma di calcolo strutturale che utilizza un solutore agli elementi finiti tridimensionale tipo SAP e tramite un post processore viene elaborata la struttura modellata. Inoltre è stato utilizzato il programma di calcolo MP della GEOSTRU srl per la determinazione dei parametri geotecnici dei pali trivellati di fondazione. Tutti i risultati ottenuti sono stati verificati compatibilmente alle normative vigenti. La struttura di fondazione è costituita da pali trivellati di diam.40 cm collegati in testa da una platea di spessore 40: la modellazione dei pali stessi è stata effettuata come elementi D2 soggetti a molle orizzontali secondo il tofondo K determinata tramite il programma MP: anche i parametri di resistenza laterale ed alla punta sono stati determinati tramite lo stesso programma. La sovrastruttura, adibita al deposito di feretri cimiteriali, verrà realizzata sfruttando dei blocchi autoportanti prefabbricati in cemento armato come cassero per i getti delle pareti e della soletta di copertura. La scelta di questa tipologia costruttiva risulta obbligata data la dimensione, il peso e la difficile manovrabilità dei blocchi pr valutata tecnicamente come segue: è stato realizzato un modello dove tutte le pareti, sia gettate in opera che prefabbricate, interagiscono tra loro secondo il vincolo di incastro. Nella presente generazione sono state fatte le seguenti semplificazioni a favore di sicurezza: Le pareti prefabbricate dei loculi che si trovano in aderenza alle pareti gettate in cemento armato non sono state considerate; a soletta prefabbricata dei loculi non è stata considerata nello spessore totale di copertura; 2

4 Il primo livello dei loculi prefabbricati verrà realizzato appoggiando le lastre di piano su dei supporti metallici ad L (travi 30x60x5 mm) ancorate alle pareti adiacenti tramite tasselli meccanici M10 classe 8.8. La verifica degli appoggi e degli agganci è stata svolta separatamente tramite un foglio di calcolo excel. I blocchi prefabbricati autoportanti verranno ancorati alla platea di 40 cm tramite connessioni metalliche (vedere tavola D2/2 del progetto esecutivo). Il sovraccarico richiesto dalla normativa sanitaria è stato inserito come peso permanente portato G2=250 Kg/mq (considerando che i feretri non saranno più spostati dai loro alloggiamenti). I carichi agenti in tutta la struttura ( che siano superficiali o lineari) sono stati introdotti come permanenti ed accidentali e sono stati combinati tramite coefficienti moltiplicativi descritti nel fascicolo dei calcoli C2. Si riportano di seguito le immagini relative alla modellazio Vista frontale modello strutturale Vista laterale modello strutturale 3

5 Vista generale struttura di progetto La modellazione elastica delle pareti in cemento armato viene effettuata tramite la tipologia a gusci con un passo delle mesh triangolari e quadrate massimo di 80 cm. Nel fascicolo di calcolo C2 sono sviluppate tutte le considerazioni sulle procedure, ipotesi nonché parametri di calcolo. 3.1 Tipologia di verifiche Verifiche agli stati limite ultimi Nel capitolo relativo alla progettazione degli elementi strutturali agli SLU vengono indicate, con riferimento alla normativa adottata, le modalità ed i criteri seguiti per valutare la sicurezza della struttura nei confronti delle possibili situazioni di crisi ed i risultati delle valutazioni svolte. In via generale, oltre alle verifiche di resistenza e di spostamento, sono state prese in considerazione verifiche nei confronti dei fenomeni di instabilità, locale e globale, di fatica, di duttilità, di degrado. Verifiche agli stati limite di esercizio Nel capitolo relativo alla progettazione degli elementi strutturali agli SLE vengono indicate, con riferimento alla confronti delle possibili situazioni di perdita di funzionalità (per eccessive deformazioni, fessurazioni, vibrazioni, etc.) ed i risultati delle valutazioni svolte. 3.2 Preferenze di analisi adottate Metodo di analisi D.M (N.T.C.) Tipo di costruzione 2 4

6 Vn 50 Classe d'uso II Vr 50 Tipo di analisi Lineare dinamica Località Ancona, Ripe; Latitudine ED50 43,6647 (43 39' 53''); Longitudine ED50 13,1091 (13 6' 33''); Altitudine s.l.m. 120,64 m. Zona sismica Zona 2 Categoria del suolo B - sabbie dense o argille consistenti Categoria topografica T1 Ss orizzontale SLD 1.2 Tb orizzontale SLD [s] Tc orizzontale SLD 0.4 [s] Td orizzontale SLD [s] Ss orizzontale SLV 1.2 Tb orizzontale SLV [s] Tc orizzontale SLV [s] Td orizzontale SLV 2.34 [s] Ss verticale 1 Tb verticale 0.05 [s] Tc verticale 0.15 [s] Td verticale 1 [s] St 1 PVr SLD (%) 63 Tr SLD 50 Ag/g SLD Fo SLD Tc* SLD PVr SLV (%) 10 Tr SLV 475 Ag/g SLV Fo SLV Tc* SLV Smorzamento viscoso (%) 5 Classe di duttilità CD"B" Rotazione del sisma 0 [deg] uota dello '0' sismico 0 [cm] Regolarità in pianta No Regolarità in elevazione No Edificio C.A. Si Tipologia C.A. Strutture a pareti non accoppiate q0=3.0 Kw 0.92 Edificio esistente No Altezza costruzione 489 [cm] C T [s] Lambda SLD 0.85 Lambda SLV 0.85 Lambda verticale 0.85 Numero modi 6 Metodo di Ritz applicato Torsione accidentale semplificata No Torsione accidentale per piani (livelli e falde) flessibili No Eccentricità X (per sisma Y) livello "Fondazione" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Fondazione" 0 [cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "Piano 2" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Piano 2" 0 [cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "Piano 3" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Piano 3" 0 [cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "piano 4" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "piano 4" 0 [cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "Piano 5" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Piano 5" 0 [cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "Piano 1" 0 [cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Piano 1" 0 [cm] Limite spostamenti interpiano Moltiplicatore sisma X per combinazioni di default 1 Moltiplicatore sisma Y per combinazioni di default 1 Fattore di struttura per sisma X 2.21 Fattore di struttura per sisma Y 2.21 Fattore di struttura per sisma Z 1.5 Applica 1% ( 3.1.1) No Coefficiente di sicurezza portanza fondazioni superficiali 2.3 Coefficiente di sicurezza scorrimento fondazioni superficiali 1.1 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, punta 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, laterale compressione 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, punta 1.35 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, laterale compressione 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, punta 1.35 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, laterale compressione 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza trasversale pali 1.3 Fattore di correlazione resistenza caratteristica dei pali in base alle verticali indagate 1.7 5

7 4.1 V 4. AZIONE SISMICA sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale. pubblicati sul sito Per punti non coincidenti con il reticolo di riferimento e periodi di pesata e interpolazione). one ad un periodo di riferimento Vr che si ricava, per ciascun tipo di Fissato il periodo di riferimento Vr e la probabilità di superamento Pver associata a ciascuno degli stati limite considerati, si ottiene il periodo di ritorno Tr e i relativi parametri di pericolosità sismica (vedi tabella successiva): ag: accelerazione orizzontale massima del terreno; Fo: valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale; T*c: periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale; Parametri della struttura (Pag. 12 Relazione geologica) Classe d'uso Vita Vn [anni] Coeff. Uso Periodo Vr [anni] Tipo di suolo Categoria topografica II B T1 Individuati sul reticolo di riferimento i parametri di pericolosità sismica sono stati valutati i parametri spettrali riportati in tabella: S è il coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche mediante la relazione seguente S = Ss*St (3.2.5) Per il sito in esame si ha Ss orizzontale SLV = 1,20, St=1 tali per cui S=1,20. sito di riferimento rigido orizzontale massima del terreno ag su sito di riferimento rigido orizzontale Tb è il periodo corrispondente all 6

8 4.2 Tipologia di struttura- fattore di struttura Il fattore di struttura utilizzato per le verifiche è stato determinato in base al cap del DM 14/01/2008 facendo riferimento alla sola struttura in cemento armato gettata in opera. Tipologia strutturale : Struttura a pareti non accoppiate Dato che verrà condotta una analisi dinamica lineare si considera il valore di q 0=3 e si considera che la struttura non è regolare ne in pianta ne in altezza. Inoltre per le strutture a pareti va utilizzato un ulteriore coefficiente (Kw) che per la struttura in esame è stato così determinato: Kw = (1+ Il fattore di struttura complessivo q è pari a : q = 3x 0,8 (strutture non regolari in altezza) x 0,92 = 2,21 5.COMBINAZIONI DELLE AZIONI E SCENARI DI CONTINGENZA ( p.to D.m ) Le combinazioni di calcolo considerate sono quelle previste dal D.M per i vari stati limite e per le varie azioni e tipologie costruttive. In particolare : Per gli SLU: F d g G p P q 1 i i n 2 0i i Per gli SLE: 7

9 combinazioni rare: combinazioni frequenti: F d G P 1 i i n 2 0i i combinazioni quasi permanenti: F d G P 11 1 i i n 2 2i i F d G dove i coefficienti parziali inglobano gli eventuali coefficienti di modello. Dalla tabella 2.5.I prospetto1 del D.M si ricavano i coefficienti i da considerare; visto che la la struttura che si andrà a realizzare sarà accessoria ad una residenza esistente, si sono assunti i seguenti coefficienti moltiplicativi: Azione Affollamento nella zona antistante i loculi (CAT.C Tab.2.5.I DM 14/01/2008) I coefficienti parziali di sicurezza per le verifiche SLU sono: Azione Neve (a quota < 1000 m) P i n i 1 2i i Azioni Permanenti g Azioni Variabili q Effetto sfavorevole Grado di affidabilità dei risultati: I In particolare si sono analizzate le deformazioni e le sollecitazioni della struttura e si può affermare che il modello di calcolo è attendibile in quanto: - non si sono riscontrate labilità; - i grafici delle reazioni sono conformi con le geometrie attese dalla tipologia di carico applicati; - i risultati di calcolo, inoltre, sono stati comparati con calcolazioni eseguite a mano di larga massima in condizioni limite e si è verificato che i valori ottenuti nel calcolo automatico sono confrontabili e quindi accettabili. 8

10 6. VERIFICHE STRUTTURALI Sono state condotte tutte le verifiche di resistenza e deformabilità degli elementi ottenendo dei buoni margini di sicurezza in funzione dei limiti che la normativa italiana prescrive. Di seguito si riportano le immagini più esemplificative. Verifiche strutturali e deformative ogni elemento risulta verificato elementi appartenenti ai loculi prefabbricati: la modellazione effettuata è risultata necessaria considerare la spinta sismica dei loculi sulle pareti in c.a. gettate in opera. I blocchi prefabbricati sono autoportanti e devono essere in grado di resistere staticamente e sismicamente ad un carico permanente non portato caratteristico G2 = 250 Kg/mq su ogni impalcato. 9

11 Compressione massima sui pali trivellati di fondazione Sollecitazioni gusci orizzontali a momento Mxx 10

12 Sollecitazioni gusci orizzontali a momento Myy Sollecitazioni gusci verticali in c.a. gettati in opera a momento Moo IL PROGETTISTA E D.LL. Dott. Ing. Paolo Rotoloni 11