Calcoli Esecutivi Strutturali Via Berta 15

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2 14/03/25 Pag. 1 di 19 INDICE 1. OGGETTO DOCUMENTI CONSULTATI DESCRIZIONE DEL FABBRICATO MATERIALI IMPIEGATI Saldature Bullonature CRITERI DI CALCOLO Modellazione Normative di riferimento Analisi dei carichi SCALA METALLICA SOLETTA DEPOSITO ATTREZZI SCALA INTERNA IN C.A INTERVENTI PER VASCA ACCUMULO ACQUA

3 14/03/25 Pag. 2 di OGGETTO La presente relazione di calcolo riguarda il dimensionamento delle opere strutturali per la realizzazione di alcuni interventi all interno dell edificio: Installazione di una scala metallica al servizio della nuova uscita di sicurezza dell Aula Riposo, che collega il piano rialzato a quota 1.16 m al piano esterno a quota 0. m, appoggiata sul solaio sotto il porticato. Realizzazione di una porzione di soletta, a livello del solaio della palestra, per ricavare un locale per il deposito attrezzi. 2

4 14/03/25 Pag. 3 di 19 Realizzazione di una nuova scala in calcestruzzo armata per collegare l ingresso a quota con il locale ricavato a quota +1.16, in analogia con la scala esistente. Realizzazione delle opere necessarie al posizionamento di una vasca di accumulo acqua per scopi antincendio nel piano interrato, che consistono nella realizzazione di selle in muratura per rinforzare il solaio, di fori per il passaggio dei tubi che collegheranno la vasca al locale pompe e di due botole per l accesso alla zona delle fondazioni. 3

5 14/03/25 Pag. 4 di 19 Il terreno nell area su cui insiste il fabbricato presenta le tipiche caratteristiche morfologiche dei siti torinesi, una successione di strati a prevalente contenuto ghiaioso con buone caratteristiche geotecniche e portanza ammissibile non inferiore a 1,5 kg/cm 2. Per quanto riguarda il rischio sismico, la località è classificata in zona 4 secondo l ordinanza n 3274 del 20/03/23 del Consiglio dei Ministri. 4

6 14/03/25 Pag. 5 di DOCUMENTI CONSULTATI Si sono consultate le seguenti tavole del progetto esecutivo della SCUOLA ELEMENTARE VIA AUGUSTO BERTA : Numero Data Titolo 1 13/08/1971 Pianta generale fondazioni 2 05/07/1971 Esecutivo muri H-H / B-B / A-A / D-D / E-E / F-F 3 05/07/1971 Esecutivo plinti 4 06/07/1971 Esecutivo muri I-I / L-L / C-C 5 06/08/1971 Esecutivo scala A 6 10/08/1971 Esecutivo scala C 7 13/08/1971 Carpenteria piano interrato a quota /09/1971 Esecutivo carpenteria a quota: -1.60; +0.10; -0.10; /08/1971 Sezione y-y palestra 10 11/08/1971 Esecutivo travi, travetti e cordoli a quota: -1.60; -0.10; +0.10; /08/1971 Esecutivo carpenteria sottotetto a quota e carpenteria a quota ed esecutivo travi e travetti 12 11/09/1971 Esecutivo scala B 13 23/08/1971 Esecutivo travetti e cordoli 1 e 2 piano tipo 14 13/08/1971 Sezione x-x palestra 15 23/08/1971 Esecutivo travi 1 e 2 piano tipo 16 15/07/1971 Carpenteria 1 piano tipo 17 15/07/1971 Carpenteria 2 piano tipo 18 15/07/1971 Esecutivo carpenteria sottotetto 19 15/07/1971 Esecutivo carpenteria tetto 21 15/09/1971 Esecutivo travi Tx Ty Tz a quota e /10/1971 Esecutivo scala E 24 09/11/1971 Esecutivo travetti e cordoli sottotetto 25 10/11/1971 Esecutivo travi sottotetto 5

7 14/03/25 Pag. 6 di /11/1971 Esecutivo travi tetto 27 17/11/1971 Opere in ferro 28 25/11/1971 Sezione tetto A-A / Esecutivo trave Tt /11/1971 Sezione tetto B-B / Esecutivo trave Tt /11/1971 Sezione C-C / Esecutivo Tt /11/1971 Sezione D-D / Esecutivo Tt /11/1971 Esecutivo trave Tt /11/1971 Esecutivo trave Tt DESCRIZIONE DEL FABBRICATO L edificio in cui si interviene è stato edificato nei primi anni 70, ha struttura portante in calcestruzzo armato, murature di tamponamento in laterizio e blocchi in calcestruzzo. Gli orizzontamenti sono realizzati con solai latero-cementizi sostenuti da travi, ribassate nel caso di forti luci, appoggiate su pilastri di varie dimensioni. I pavimenti dei piani interrati e seminterrati sono tutti su solai latero cementizi. Sotto ogni corpo di fabbrica è stata ricavata una intercapedine alta circa 1.5 m, distanza tra estradosso fondazioni e intradosso primo solaio, aerata e collegata con le intercapedini perimetrali, ricavate con muri contro terra in calcestruzzo armato, e coperte dai marciapiedi in cui sono state realizzate delle aperture grigliate. Le fondazioni sono isolate, con plinti di varie dimensioni e posti a quote diverse. Il sovraccarico dichiarato dei solai è di 350 kg/m 2 o 5 kg/m 2 a seconda delle zone. Dalle tavole esecutive dell epoca si sono ricavati i materiali impiegati, l acciaio è tipo Aq.50, per travi e travetti ad aderenza migliorata mentre per i cordoli è liscio, il calcestruzzo è tipo 6 con dosaggio 350 kg/m 3. L edificio appare in buone condizioni di conservazione e la morfologia riscontrata nel rilievo corrisponde con quanto riportato sulle tavole esecutive esaminate. 6

8 14/03/25 Pag. 7 di MATERIALI IMPIEGATI Per le opere in calcestruzzo vanno impiegati: - ACCIAI PER C.A.: Fe B 44 k controllato in stabilimento con: f yk = 44 kg/cm 2 f tk = 55 kg/cm 2 σ s.adm = 26 kg/cm 2 tensione caratteristica di snervamento tensione caratteristica di rottura tensione ammissibile - CALCESTRUZZI: Si seguono le indicazioni delle Linee guida sul calcestruzzo strutturale del Consiglio Superiore LL.PP. (1996). I requisiti richiesti sono: classe di esposizione ambientale classe di consistenza 2 a (ambiente umido) S4 tipo di cemento: portland resistenza a compressione richiesta: R ck = 3 kg/cm 2 σ c.adm = 97 kg/cm 2 strutture in elevazione tensione ammissibile Per le opere in carpenteria metallica vanno impiegati: ACCIAIO PER CARPENTERIA: σ s.adm = 19 kg/cm 2 Fe 430 B 7

9 14/03/25 Pag. 8 di 19 Per i lavori in oggetto dovranno essere impiegati esclusivamente prodotti in acciaio tipo Fe 430 qualificati, marcati in modo inalterabile nel tempo secondo D.M. 09/01/96. Eseguire tutte le lavorazioni in conformità con quanto disposto dal D.M. 09/01/96 e dalle norme CNR Non saranno ammessi fori e tagli con mezzi termici. 4.1 SALDATURE Eseguire le saldature in conformità con quanto disposto dal D.M. 09/01/96, in particolare ai punti 2.4, 4.5, 7.10, e dalle norme CNR e CNR n Le saldature finite dovranno risultare di sezione costante, continue, esenti da fessurazioni, solchi ai bordi del cordone, inclusioni di particelle eterogenee, soffiature per bolle gas, incollature per sovrapposizioni fredde, frastagliature, sfioriture, punture di spillo, tracce di ossidazione ed altre irregolarità e difetti. 4.2 BULLONATURE Effettuare i collegamenti bullonati in conformità con quanto disposto dal D.M. 09/01/96 in particolare ai punti 2.5, 4.2, 7.10, e dalle norme CNR , impiegando bulloni con diametro minimo di 12 mm e di classe 8.8. Eseguire i fori rispettando le prescrizioni della norma CNR

10 14/03/25 Pag. 9 di CRITERI DI CALCOLO 5.1 MODELLAZIONE Le strutture sono dimensionate per poter resistere alle condizioni di carico più gravose, risultanti cioè dalla più sfavorevole combinazione dei seguenti carichi agenti: peso proprio; carico permanente; liquido nella vasca carico variabile. Gli schemi di carico sono quelli relativi alle travi isostatiche con semplice appoggio. 5.2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO Legge 05/11/1971 n 1086 Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica D.M. LL.PP. 14/02/1992 : Norme tecniche per l esecuzione delle opere in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche. DECRETO MINISTERIALE LL.PP. 9 GENNAIO 1996 : Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche. CIRCOLARE MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI 15 OTTOBRE 1996, N. 252 : Istruzioni per l applicazione delle <<Norme Tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle opere in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche>> di cui al decreto ministeriale 9 gennaio Legge 02/02/74 n 64 Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. DECRETO MINISTERIALE LL.PP. 16 GENNAIO 1996 : Norme tecniche relative ai <<Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi>>. CIRCOLARE LL.PP. 4 LUGLIO 1996, n. 156AA.GG./STC. : Istruzioni per l applicazione delle <<Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di 9

11 14/03/25 Pag. 10 di 19 sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi>> di cui al decreto ministeriale 16 gennaio DECRETO MINISTERIALE LL.PP. 11/03/1988 : Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. CIRCOLARE MINISTERO LL.PP DEL 24/09/1988 : Istruzioni per D.M. 11/03/1988. D.M. 16/01/1996: Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche D.M. LL.PP. 16/01/1996: Istruzione per l applicazione delle «Norme tecniche per le costruzioni in zona sismica». Ordinanza n 3274 del Presidente del Consiglio dei Ministri, 20/0323 Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica, sue modifiche ed integrazioni. 5.3 ANALISI DEI CARICHI Permanenti Peso proprio delle strutture in C.A. 25 dan/m 3 Sottofondo e pavimento 1 dan/m 2 Peso vasca accumulo acqua (stimato) 25 dan/m 2 Liquido contenuto nella vasca 10 dan/m 3 Variabili Scale 4 dan/m 2 Deposito 4 dan/m 2 Non sono considerate le azioni del vento e della neve perché le strutture in oggetto sono riparate dall edificio esistente. 10

12 14/03/25 Pag. 11 di SCALA METALLICA La struttura della scala metallica è composta di profili semplici, i cosciali sono UNP 140 e i montanti sono degli Ipe 120 fissati su piastre metalliche tassellate alla trave del solaio su cui poggia. I gradini e il pianerottolo sono realizzati con grigliato bullonati alle strutture. Cosciale tipo UNP 140 A = 20.4 cm 2 p = 16 dan/m W = 86.4 cm 3 Carichi agenti: peso proprio 16 dan /m carico permanente (1 x 0.6) = 60 dan /m ringhiera 34 dan/m carico variabile (4 x 0.6) = 240 dan /m carico totale 350 dan /m Si calcola il cosciale con lo schema statico di trave isostatica semplicemente appoggiata agli estremi, con luce di calcolo 2,0 m. M = 350 x 2,0 2 / 8 = 175 dan m σ = M / W = 203 dan/cm 2 < σ adm = 19 dan/cm 2 Visto lo scarso livello tensionale presente negli elementi e nei nodi metallici, si omette di riportarli. Il solaio su cui appoggia la scala non ha aggravi di sollecitazione rispetto alla situazione di progetto, in quanto l area occupata non può essere ulteriormente caricata e l azione trasmessa dalla scala grava parte direttamente sulla trave e parte sul solaio. Le azioni trasmesse dai montanti non sono in grado di punzonare la soletta nel caso non fossero in corrispondenza delle nervature. 11

13 14/03/25 Pag. 12 di SOLETTA DEPOSITO ATTREZZI Deve essere realizzata una soletta a livello del solaio della palestra per ricavare un locale adibito a deposito attrezzi. Il solaio che fa da pavimento alla palestra termina con una trave in spessore e con una parte a sbalzo con cui si era ricavato il pianerottolo della scala. La nuova struttura sarà collegata alla trave di bordo esistente con delle spinottature e appoggerà su un muro in blocchi in calcestruzzo, continuazione del muro in C.A. sottostante posto a sostegno delle scale. 12

14 Soletta (s=15 cm) 14/03/25 Pag. 13 di 19 Carichi agenti su 1 m: peso proprio (0.15 x 1 x 25) = 375 dan /m carico permanente (1 x 1)= 1 dan /m carico variabile (1 x 4) = 4 dan /m carico totale 875 dan /m Si calcola la soletta con lo schema statico di trave isostatica semplicemente appoggiata agli estremi, con luce di calcolo 1,8 m. V = 875 x 1.80 / 2 = 788 dan M = 875 x / 8 = 354 dan m B = 1 cm H = 15 cm h = 12 cm µ = 0,024 ω = 0,025 A f = 1,3 cm 2 si dispone un armatura minima pari a 1 10/20. Collegamento alle strutture esistenti La soletta deve essere sostenuta dal lato palestra dalla trave di bordo esistente. Il collegamento per taglio è ottenuto con dei tondini di acciaio, ad aderenza migliorata tipo FeB 44K, inseriti in fori praticati nella trave e riempiti con appositi prodotti chimici ancoranti. Si collega anche al cordolo che unisce i pilastri a livello del solaio per legare insieme le strutture a quel livello. Il taglio per 1 m è pari a V = 788 dan Sollecitazione nell acciaio τ = 788 / ( 1.13 x 1 / 30) = 209 dan/cm 2 Sollecitazione nel calcestruzzo σ = 788 / ( 1.2 x 1.2 x 4 x 1 / 30) = 41 dan/cm 2 Le sollecitazioni nei materiali sono compatibili con quelle ammissibili. Sollecitazione sulle strutture esistenti La trave di bordo del solaio a quota (indicata come 17*) subisce un incremento di carico ma, considerando l armatura predisposta simmetricamente nella trave, lo 13

15 14/03/25 Pag. 14 di 19 stato di sollecitazione nei materiali rimane entro limiti accettabili (calcestruzzo σ c 60 dan/cm 2 acciaio σ s 18 dan/cm 2 ). Anche la sollecitazione tagliante rimane contenuta (τ 4 dan/cm 2 ). Il muro in calcestruzzo armato di spessore 30 cm non risente in modo particolare della sollecitazione dovuta alla soletta e al muro di chiusura superiore. Le azioni che gravano alla base del muro sono: nuovo muro REI 60 sopra soletta 10 dan/m soletta 850 dan/m nuovo muro sotto soletta 660 dan/m pianerottoli/scale 13 dan/m muro esistente C.A. 23 dan/m totale 6110 dan/m La sollecitazione è σ c = 6110 / (30 x 1) = 2 dan/cm 2 Le azioni che gravano sulla fondazione sono: azione alla base del muro muro esistente C.A dan/m 750 dan/m totale 6860 dan/m La sollecitazione sul terreno è σ t = 6860 / (1 x 1) = 0.69 dan/cm 2 < σ t adm 14

16 14/03/25 Pag. 15 di SCALA INTERNA IN C.A. Deve essere realizzata una scala in C.A. per collegare l ingresso della scuola materna con un locale ricavato al piano rialzato, con dislivello di 1 m. La scala viene realizzata in modo che sia uguale a quella già esistente che collega l ingresso ad un altra parte del piano rialzato. L inserimento della scala richiede la demolizione di parte del solaio di quota m, la realizzazione di una nuova trave, di sezione 40 cm x 24 cm, in cui arriva della nuova rampa, il rifacimento di parte del solaio presente in quella campata per chiudere i travetti tagliati e la sostituzione del cordolo del solaio a quota m con una nuova trave, di sezione 40 cm x 24 cm, da cui parte la nuova rampa. Travi (40 cm x 24 cm) Le travi dovranno sostenere la nuova rampa e le azioni variabili sulla loro superficie. Le travi vengono ricavate dalla demolizione di una striscia di solaio o di un cordolo esistente e ancorate lateralmente ad altre travi esistenti. Lo schema statico è di semplice appoggio con luce 290 cm. Carichi agenti: peso proprio 240 dan /m carico permanente 50 dan /m carico variabile 150 dan /m carico totale 5 dan /m carico permanente rampa 450 dan /m carico variabile rampa 450 dan /m carico totale 9 dan /m q=4.5 q=4.5 q=1.5 q=

17 Risultati 14/03/25 Pag. 16 di 19 Reazioni massime e minime dei vincoli : nodo Wz max Wz min Ry max Ry min Sollecitazioni massime lungo la trave Campata 1 : X M max M min T max T min 0. asse f.p M max f.p asse Abbassamenti : camp. f max X L/f f min X L/f M sd = 1,5 x 1040 = 1560 dan m ed essendo: B = 40 cm H = 24 cm h = 20 cm risulta: µ = 0,094 ω = 0,103 A f = 3,5 cm 2 si dispongono 4 12 inferiormente e 2 12 superiormente. A fw mini = 0,10 (1+ 0,15 d / b) b = 0,10 (1+ 0,15 x 20 / 40) 40 = 4,3 cm 2 /m si dispongono staffe a due braccia 8 / 15 A sw = 1, cm 2 V sd = 1,5 x 1334 = 21 dan < V cd + V wd V cd = 0,6 f ctd b w d = 0.6 x 11 x 40 x 20 = 5280 dan V wd = A sw f ywd 0,9 d / s = 1, x 3740 x 0,9 x 20 / 15 = 4488 dan 16

18 Rampa (s = 12 cm) 14/03/25 Pag. 17 di 19 La nuova rampa dovrà sostenere i permanenti e i variabile agenti su di lai. Sarà realizzata con le nuove travi portanti in modo da garantirne la continuità strutturale. Lo schema statico è di semplice appoggio con luce 205 cm. Carichi agenti: peso proprio 3 dan /m carico permanente 2 dan /m carico variabile 5 dan /m carico totale 10 dan /m M = 10 x / 8 = 525 dan m M sd = 1,5 x 525 = 790 dan m ed essendo: B = 1 cm H = 12 cm h = 9 cm risulta: µ = 0,063 ω = 0,067 A f = 2,5 cm 2 V = 10 x 2.05 / 2 = 1025 dan V sd = 1,5 x 1025 = 1538 dan < V cd V cd = 0,6 f ctd b w d = 0.6 x 11 x 40 x 20 = 5280 dan 17

19 14/03/25 Pag. 18 di INTERVENTI PER VASCA DI DISGIUNZIONE Deve essere istallata una vasca di disgiunzione ai fini antincendio nel piano interrato dell edificio che ospita la scuola materna. Vista la capienza lorda della vasca di circa 5,6 m 3, la sua dimensione planimetrica con impronta di circa 2,5 m x 1,5 m e il fatto che il solaio latero cementizio su cui sarà posizionata è stato progettato per sopportare un carico di 350 kg/m 2 è necessario realizzare dei muri in blocchi di calcestruzzo per rinforzare il solaio e trasferire direttamente al terreno di fondazione la maggior parte delle azioni conseguenti. I muri hanno larghezza 20 cm, lunghezza 2 m circa, altezza 1.5 m circa, sono posti con interasse 1.3 m e sono fondati su una platea di impronta 2.0 m x 2.1 m e spessore 20 cm. Essendo disposti ortogonalmente alla direzione dei travetti del solaio, ne riducono la luce di calcolo consentendogli di sopportare il nuovo carico. Oltre che sui due nuovi muri, il carico viene sopportato da una trave in c.a. della struttura originaria poggiata su pilastro esistente con relativo un plinto situato in posizione baricentrica rispetto alla vasca stessa. Inoltre, poiché occorre per questioni legate all impianto di pompaggio, sollevare la vasca di disgiunzione rispetto alla quota del solaio esistente, verrà realizzato un basamento, con dimensioni pari a quelle della vasca e altezza di 0,3 m, in cls alleggerito con argilla espansa dosata a 3 Kg di cemento. Di seguito si verifica la tensione media che grava sotto il singolo muro laterale, nel caso di vasca piena, considerando una diffusione 2 a 1. Le azioni che gravano sono: - liquido nella porzione di vasca (1.5 x 1.25 x 2 x 10) = 3750 dan - peso della porzione di vasca [( x2)x x1.25)] x 25 = 250 dan - peso singolo muro (0.2 x 2.0 x 1.5 x 24) = 1440 dan - peso porzione di platea C.A. (0.2 x 2.0 x 1.05 x 25) = 1050 dan - peso porzione soletta cls alleggerito (0.3 x 1.5 x 1.25 x 15) = 845 dan totale 7335 dan La sollecitazione sul terreno è σ t = 7335 / (105 x 2) = 0.35 dan/cm 2 < σ t adm 18

20 14/03/25 Pag. 19 di 19 Platea (s=20 cm) Si considera che sotto la platea sia presente una pressione uniforme pari alla media: q = 6285 / (1.05 x 2.) = 2993 dan/m 2 Si calcola la platea con lo schema statico di trave isostatica semplicemente appoggiata agli estremi, con luce di calcolo 1,6 m. M = 2993 x / 8 = 632 dan m B = 1 cm H = 20 cm h = 16 cm µ = 0,028 ω = 0,029 A f = 1,6 cm 2 si dispone un armatura minima pari a 1 10/20/20. Aperture nel solaio esistente Per consentire il collegamento tra la vasca e il locale pompe si devono realizzare delle condotte con tubi posti sotto il solaio e quindi bisogna praticare dei fori diametro 160 mm nel solaio. Questo non causa problemi statici perché saranno realizzati nella zona occupata dai laterizi di alleggerimento del solaio. Per consentire l accesso più agevole alla zona sotto il solaio si realizzano due passi d uomo, uno nella zona a sinistra della vasca e uno nel locale pompe. Anche per queste aperture, di dimensioni 50 cm x 80 cm, non causano problemi statici perché realizzate nelle zone occupate dai laterizi. 19