D.M. 14/01/08 Norme tecniche per le costruzioni

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2 1) NORME ADOTTATE D.M. 14/01/08 Norme tecniche per le costruzioni Circ. Min. II. TT. 02/02/09 n 617 AA.GG/S.T.C. Istruzioni per l applicazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14/01/08 CNR 10011/97 Costruzioni di acciaio: Istruzioni per il calcolo l esecuzione, il collaudo e la manutenzione CNR 10022/85 Profilati formati a freddo: istruzioni per l impiego nelle costruzioni UNI EN Eurocodice 1 Azioni sulle strutture Azioni del vento CNR-DT 207/2008 Istruzioni per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni UNI EN Eurocodice 3 Progettazione delle strutture di acciaio Regole generali e regole per gli edifici UNI EN Eurocodice 3 Progettazione delle strutture di acciaio Regole generali - regole supplementari per l impiego dei profilati e delle lamiere sottili piegati a freddo UNI EN Eurocodice 7 Progettazione geotecnica Regole generali UNI EN Prodotti laminati a caldo di acciai non legati per impieghi strutturali SIS Scpa 1 di 19

3 2) MATERIALI IMPIEGATI Acciaio struttura Per la struttura verranno impiegati tubolari in acciaio S275JR-BS. Le superfici saranno accuratamente decappate, quindi zincate a caldo. Le saldature saranno realizzate secondo le prescrizioni di cui al punto delle norme CNR UNI Bulloni Verranno impiegati bulloni per le flange di classe 8.8 dotati di opportuni sistemi antisvitamento. Calcestruzzo armato Per le fondazioni si utilizzerà: Calcestruzzo di classe C20/25 MPa Acciaio in barre ad aderenza migliorata B450C 3) Resistenze di calcolo Vengono adottati i seguenti valori: Acciaio S275JR f d,16 = 275 Mpa f d,40 = 265 Mpa (per spessori minori di 16 mm.) (per spessori minori di 40 mm.) Bulloni f d,n = 560 Mpa f d,v = 396 Mpa Classe 8.8 SIS Scpa 2 di 19

4 4) CARATTERISICHE DELLA STRUTTURA Altezza del ritto: Sbraccio massimo sx: Sbraccio massimo dx: Lunghezza traverso sx: Lunghezza traverso dx: H libera dal piano strad.: 6750 mm 6500 mm 6500 mm 6300 mm mm 5500 mm. Sbraccio Sx Targa 1 B = H = 4000 mm mm. Peso Proprio (targa + sostegni) P = 1.7 KN Sbraccio Dx Targa 1 B = H = 4000 mm mm. Peso Proprio (targa + sostegni) P = 2.1 SIS Scpa 3 di 19

5 5) CARATTERISTICHE DELLE SEZIONI RESISTENTI Le caratteristiche di resistenza dei profili utilizzati vengono calcolate in base al metodo delineato nelle Norme Tecniche 2008 e relativa circolare. Sezione ritto Caratteristiche della sezione lorda a = 291 mm b = 690 mm s = 6 mm r i = 6 mm r e = 12 mm A = mm 2 W y = mm 3 W z = mm 3 J yy = mm 4 J zz = mm 4 Peso Proprio = A x 7,85 x 10-5 = KN/m Classificazione della sezione a p = a 2 x r e = 279 mm a p /s = 47 Classe 1 per flessione, Classe 4 x compressione b p = 678 mm b p /s = 113 Classe 3 per flessione, Classe 4 x compressione Classe 4 Determinazione dei parametri della sezione efficace I parametri della sezione efficace vengono deteminati con il metodo iterativo delineato nelle Istruzioni, dopo il calcolo dei parametri di sollecitazione. SIS Scpa 4 di 19

6 Sezione traverso Caratteristiche della sezione lorda a = 240 mm b = 500 mm s = 5 mm r i = 5 mm r e = 10 mm A = 7240 mm 2 W y = mm 3 W z = mm 3 J yy = mm 4 J zz = mm 4 Peso Proprio = A x 7,85 x 10-5 = 0.57 KN/m Classificazione della sezione a p = a 2 x r e = mm a p /s = Classe 1 per flessione, Classe 4 x compressione b p = mm b p /s = Classe 3 per flessione, Classe 4 x compressione Classe 4 Determinazione dei parametri della sezione efficace I parametri della sezione efficace vengono deteminati con il metodo iterativo delineato nelle Istruzioni, dopo il calcolo dei parametri di sollecitazione. SIS Scpa 5 di 19

7 Giunto di base Il giunto di base è costituito da una flangia di adeguato spessore ancorata al plinto di fondazione mediante tirafondi annegati nel getto. I tirafondi sono saldati a due piastre di posizionamento di cui quella inferiore funge anche da contrasto allo sfilamento del tirafondo stesso a = 500 mm b = 900 mm s = 30 mm Tirafondi: 20 M30 S235JR La resistenza all estrazione del tirafondo è garantita da una piastra di contrasto saldata all estremità inferiore del tirafondo stesso. a = 390 mm b = 630 mm s = 20 mm Giunto traverso Bulloni: 166 M18 classe 8.8 accoppiati con dadi anti svitamento. SIS Scpa 6 di 19

8 AZIONI SULLA STRUTTURA Il carico da vento è determinato in base al D.M. 14/01/08 e alla Circ. Min. II. TT. 02/02/09 n 617 AA.GG/S.T.C. Per la determinazione di alcuni coefficienti si è fatto utile riferimento all Eurocodice 1. I parametri che determinano il valore del carico assunto sono: - La zona di installazione della struttura - L altitudine del luogo di installazione - Le caratteristiche di rugosità del luogo di installazione - La distanza dalla costa del luogo di installazione - L altezza massima della struttura - La tipologia della superficie investita Zona = 1 Altitudine s.l.m.m. = 100 m Distanza dalla costa = 50 Km Rugosità = D Categoria di esp. = II Che determina la curva da utilizzare per il calcolo del coefficiente di esposizione in funzione dell altezza massima della struttura Altezza max. = 8000 mm. c e = Il coefficiente di topografia così come quello dinamico viene assunto pari a 1. I coefficienti di forma per la targa e per la struttura possono essere desunti dall Eurocodice UNI ENV : c f,t1 = 1,800 c f,str = 1,400 SIS Scpa 7 di 19

9 Per la zona in esame il carico di riferimento è pari a: q ref = N/m 2 Da cui si ricavano i valori assunti nel calcolo Sbraccio Sx Q v,t1 = q ref c e c f,t1 A t1 = KN sulla targa 1 Sbraccio Dx Q v,t1 = q ref c e c f,t1 A t1 = KN sulla targa 1 q v,str = q ref c e c f,str A str = KN/m 2 sulla struttura Il carico sulle targhe, assunto come concentrato, è applicato, come previsto dall Eurocodice, a metà dell altezza e, in orizzontale a una distanza pari ad un quarto della base dal baricentro della targa stessa, nella direzione più sfavorevole. Si riassumono di seguito le forze applicate sul portale e le coordinate dei relativi punti di applicazione rispetto al piede del ritto del portale Forze orizzontali N Valore (KN) X (m) Y (m) Descrizione H Vento sul ritto H Vento sul traverso dx H Vento sulla targa dx H Vento sul traverso sx H Vento sulla targa 1 sx Forze verticali N Valore (KN) X (m) Y (m) Descrizione V Peso proprio ritto V Peso proprio traverso dx V Peso proprio targa 1 dx V Peso proprio traverso sx V Peso proprio targa 1 sx SIS Scpa 8 di 19

10 PARAMETRI DI SOLLECITAZIONE NELLE SEZIONI Sollecitazioni massime sul ritto M a,sd,r = 1,5 x Σ(H i y i ) = KN * m M b,sd,r = 1,3 x Σ(V i x i ) = 2.34 KN * m M t,sd,r = 1,5 x Σ(H i x i ) = KN * m T a,sd,r = 1,5 x Σ(H i ) = KN T b,sd,r = 0,00 KN N sd,r = 1,3 x Σ(V i ) = KN Sollecitazioni massime sul traverso più sollecitato M a,sd,tr = 1,5 x Σ(H i,sx x i,sx ) = KN * m M b,sd,tr = 1,3 x Σ(V i,sx x i,sx ) = KN * m M t,sd,tr = 1,5 x Σ[H i (y i -h trav )] = 7.00 KN * m T a,sd,tr = 1,5 x Σ(H i,sx ) = KN T b,sd,tr = 1,3 x Σ(V i,sx ) = 7.50 KN N sd,tr = 0.0 SIS Scpa 9 di 19

11 VERIFICHE DI RESISTENZA DEI PROFILI Verifica di resistenza sez. di base del ritto Verifica alla presso flessione biassiale A eff = 9870 mm 2 ; W y,eff = mm 3 ; W z,eff = mm 3 N a,sd / (f y A eff ) + (M a,sd + M a,sd ) / W a,eff ) + (M b,sd + M b,sd ) / W b,eff = < f y / γ m,0 = 262 Verifica al taglio (E.C. 3) Resistenza plastica al taglio V pl,rd = 2 x h w x s x f y / 1,732 / 1,05 = 2 x x 6 x 275 / 1,732 / 1,05 = KN Resistenza all'instabilità per taglio λ w = h w / s / (86,4 x ε) = / 6 / (86,4 x 0,92) = 142 f bv = 0,48 x f y / λ w = 0,48 x 275 / 0,81 = 90 Mpa V b,rd = 2 x h w x s x f bv / 1,05 = KN T a,sd = KN < min (V b,rd,v pl,rd ) Verificato SIS Scpa 10 di 19

12 Verifica di resistenza sez. del traverso Verifica alla presso flessione biassiale A eff = 6760 mm 2 ; W y,eff = mm 3 ; W z,eff = mm 3 N a,sd / (f y A eff ) + (M a,sd + M a,sd ) / W a,eff ) + (M b,sd + M b,sd ) / W b,eff = < f y / γ m,0 = 262 Verifica al taglio (E.C. 3) Resistenza plastica al taglio V pl,rd = 2 x h w x s x f y / 1,732 / 1,05 = 2 x x 6 x 275 / 1,732 / 1,05 = KN Resistenza all'instabilità per taglio λ w = h w / s / (86,4 x ε) = / 5 / (86,4 x 0,92) = 1.23 f bv = 0,48 x f y / λ w = 0,48 x 275 / 0,81 = 110 Mpa V b,rd = 2 x h w x s x f bv / 1,05 = KN T a,sd = KN < min (V b,rd,v pl,rd ) Verificato SIS Scpa 11 di 19

13 VERIFICA DEL GIUNTO SUL TRAVERSO Bulloni M18 Classe 8.8 A res,bull = 192 mm 2 f tb = 800 N/mm 2 f yb = 649 N/mm 2 F t,rd = 0.9 x f tb x A res,bull / γ M2 = kn F v,rd = 0.6 x f tb x A res,bull / γ M2 = kn Flangia t = 20 mm Resistenza a punzonamento B p,rd = 0.6 x π x d m x t p x f tk / γ M2 d m = 27 mm B p,rd = kn Asse a-a y = 59.5 mm (Valore che rende uguali il momento statico dell area compressa e di quella tesa) J = b * y 3 / 3 + Σ A i * y i 2 = mm 4 y max = 650 mm Le sollecitazioni sul giunto vengono assunte a favore della sicurezza pari a quelle massime del traverso N a = [M a,sd,tr / J * (y max y)] * A res,bull = kn T a = T a,sd,tr / nbull = 1.82 kn Asse b-b y = 43.2 mm J = b * y 3 / 3 + Σ A i * (x i - y) 2 = mm 2 x max = 430 mm N b = [M b,sd,tr / J * (y max y)] * A res,bull = 4.04 kn T b = T b,sd.tr / nbull = 0.47 kn SIS Scpa 12 di 19

14 F v,ed = T a + T b = 3.64 kn F t,ed = N a + N b = 40 kn F t,ed / F t,rd = 0.36 < 1 F v,ed / F v,rd + F t,ed / (1.4 x F t,rd ) = < 1 SIS Scpa 13 di 19

15 VERIFICA DEL GIUNTO DI BASE Si considera reagente la sola sezione costituita dalle sezioni dei tirafondi, trascurando il contributo fornito dal cls. A tiraf = 581 mm 2 A tiraf,tot = 581 * 20 = mm 2 d 1,max = 410 mm d 2,max = 210 mm d max = (d 1,max 2 + d 2,max2 ) ½ = 461 mm Σd 1 2 = mm 2 Σd 2 2 = mm 2 Σd 2 = mm 2 Tirafondo maggiormente sollecitato (angolo) Azione assiale dovuta allo sforzo normale N n = N sd / 8 = 1.11 kn Azione assiale dovuta al momento N m = M a,sd / Σd 1 2 * d 1,max + M b,sd / Σd 2 2 * d 2,max = kn Azione tagliante dovuta al momento torcente T mt = M t / Σd 2 * d max = kn Azione tagliante dovuta al taglio T t = T a,sd / 8 = 2.98 kn Sforzo Assiale resistente di calcolo N r,d = 0.9 * 400 * 581 / 1.25 = kn Azione tagliante resistente di calcolo SIS Scpa 14 di 19

16 T r,d = 0.6 * 400 * 581 / 1.25 = kn N s,d = 1,25 * (N m + N n ) = kn (Maggiorazione effetto leva) T s,d = T mt + T t = kn N s,d / (1.4 * N r,d )+ T s,d / T r,d ) = < 1 Verificato N s,d / N r,d = < 1 Verificato SIS Scpa 15 di 19

17 VERIFICA DEL PLINTO DI FONDAZIONE Dimensioni: 120 x 650 x 90 cm Sollecitazioni alla base del ritto: M x = kn * m M y = 1.80 kn * m T y = kn T x = 0.00 kn N = kn Sollecitazioni alla base del plinto: M x = kn * m M y = 1.80 kn * m T y = KN T x = 0.00 KN N = KN I parametri geotecnici del terreno vengono assunti dalla relazione geologica relativa al sito di installazione: Falda freatica: Assente Peso di volume: γ k = 18.5 kn/m 3 Angolo di resistenza al Taglio: Φ' k =33 Coesione: C' k =0 kpa Si assume un angolo di attrito fondazione-terreno pari a: δ k = 0.75 x Φ' k = SIS Scpa 16 di 19

18 Verifica allo stato limite di equilibrio come corpo rigido (EQU) (Ribaltamento) Ai fini della verifica le azioni verticali sono favorevoli - Asse x V d = γ G1 x N = 0,9 x = kn R d = V d x L/2 = x 1.20 / 2 = knm E d = γ Q x M x = 1,5 x = knm R d > E d Verificato Verifica allo stato limite di scorrimento sul piano di posa (GEO) Si utilizza l'approccio 2 (NT2008) γ Q = 1.5 (da Tabella 6.2.I colonna A1) E d = γ Q x T = 1,5 x = KN Coefficiente d'attrito di progetto: γ Φ' = 1 (da Tabella 6.2.II colonna M1) tg (δ) d = tg (δ) k / γ Φ' = γ G1 = 1 (da Tabella 6.2.I colonna A1) γ R = 1.1 (da Tabella 6.4.I colonna R3) R d = [γ G1 x N x tg (δ) d ] / γ R = [1.0 x x tg(δ)] / 1.1 = R d > E d Verificato Verifica della capacità portante (GEO) Si utilizza l'approccio 2 (NT2008) γ G = 1.3 (da Tabella 6.2.I colonna A1) V d = γ G x N = 1,3 x = KN γ Q = 1.5 (da Tabella 6.2.I colonna A1) SIS Scpa 17 di 19

19 M x,d = γ Q x M x = 1,5 x = KNm e x,d = M x,d / V d = / = 1.76 m L' = L 2 x e x,d = x 1.76 = 2.99 m e y,d = M y,d / V d = 2.70 / = 0.01 m B' = B A' = B x L' = 1.18 x 2.99 = 3.52 m 2 γ Φ' = 1 (da Tabella 6.2.II colonna M1) Φ' d = Φ' k Pressione latistante la fondazione q = γ x D = 18.5 x 0.9 = kpa Fattori di cap. portante: N c = N q = N γ = Fattori di forma: s c = 1.27 s q = 1.26 s γ = 0.84 Fattori di profondità: d c = 1.21 d q = 1.21 d γ = 1.00 Fattori di inclinazione: i c = 1.00 i q = 0.66 i γ = 0.53 Fattori di inclinazione del piano di posa = 1 Fattori di inclinazione del piano di campagna = 1 Capacità portante di progetto: q lim,d = c x N c x s c x d c x i c + q x N q x s q x d q x i q x γ x Β' x N γ x s γ x d γ x i γ = kpa R d = q lim,d x A' / γ R = x 3.52 / 2.3 = kn E d = V d = kn R d > E d Verificato SIS Scpa 18 di 19

20 Verifica armatura longitudinale (STR) Armatura: B450C As = 1131 mm2 f sd = 390 MPa Classe cls 20/25 b= 1200mm h= 850 mm M sd = 1,3 x N x pp pl /2 x L/4 = kn La rottura della sezione avviene per raggiungimento della deformazione limite nell'acciaio M rd = x h x A s x f sd = 362 knm > M sd verificato SIS Scpa 19 di 19