3 CAPITOLO 3. STRUTTURA A SETTI/NUCLEI IN CA

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1 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 95 3 CAPITOLO 3. STRUTTURA A SETTI/NUCLEI IN CA Il presente esempio è finalizzato a guidare il progettista nella compilazione del SI-ERC per il caso di un edificio con struttura a setti e nuclei in CA. In particolare verrà focalizzata l attenzione sull inserimento dei dati nelle pagine relative alle proprietà degli elementi strutturali. 3.1 DESCRIZIONE GENERALE DELLA STRUTTURA L edificio analizzato in questo esempio (Figura 3.1) è una struttura di nuova costruzione in cemento armato, a destinazione ospedaliera (Cat. C ai sensi della Tabella 3.1.II del delle NTC08). L edificio corrisponde ad un caso reale di progettazione ai sensi del DM96 ed appartiene al medesimo complesso ospedaliero di cui fa parte l edificio di cui all Esempio 2 del presente manuale ( 2). L edificio è progettato per una zona sismica con pericolosità ed effetti locali di sito paragonabili a quelli del comune di Rombiolo (VV). L edificio appartiene alla classe d uso IV (ai sensi del delle NTC08). Esso è fondato su suolo di tipo B (Tabella 3.2.II e 3.2.III del delle NTC08) ed è appartenente alla categoria topografica T2 (ai sensi del Tabella 3.2.IV delle NTC08). Il corpo principale dell edificio è costituito da un padiglione a tre piani fuori terra più un piano seminterrato. Il fabbricato è previsto in aderenza al padiglione esistente, dal quale è separato mediante un giunto sismico, così come dal nuovo corpo scale che verrà aggregato al corpo esistente. Il nuovo padiglione è costituito da pianta rettangolare articolata, le cui dimensioni massime, ai piani terra e primo, sono di circa m al lordo di cornicioni e ballatoi. Al secondo piano si ha una sensibile riduzione della superficie poiché la superficie coperta, che assume una pianta a L, presenta dimensioni massime di circa m, sempre al lordo dei cornicioni. Il corpo scale inserito all interno della sagoma rettangolare (Figura 3.2) presenta a sua volta pianta rettangolare delle dimensioni di 5 11 m ed è stato previsto un giunto sismico con il nuovo padiglione degenze. Vista la presenza del giunto, la modellazione del suddetto corpo scale non verrà discussa nel seguente esempio. Figura 3.1. Prospetti nord-est-ovest (Esempio 3) La struttura in elevazione è costituita da setti, pilasti e travi in cemento armato. Lungo le facciate trovano collocazione dei setti a U in modo da avere orditura e forma simili al padiglione esistente; i due setti in corrispondenza del giunto presentano, viceversa, sagoma a L ; lo spessore di questi setti è di 30 cm sul lato in facciata e variabile da 25 a 30 cm sui due lati perpendicolari ad esso. I setti, inoltre, assolvono il compito di resistere alle azioni laterali, mentre i pilastri presenti all interno del perimetro svolgono la funzione di scaricare sulle fondazioni i carichi gravitazionali. Le travi sono ordite sia in senso longitudinale che trasversale; a quelle ordite longitudinalmente è affidata, generalmente, la funzione di portare gli impalcati (fanno eccezione poche campiture di solaio ordite trasversalmente per rispettare le prescrizioni sul rapporto spessore/luce interessata): queste travi sono tutte con sezione ribassata di 20 cm rispetto all intradosso del solaio; le travi ordite in direzione trasversale, al contrario, sono realizzate con ribasso di 10 cm anziché 20 cm (escluse le campate per le quali è previsto l appoggio dei solai). Inoltre, anche le travate perimetrali sui lati di testata e di giunto, nonostante non siano soggette al carico trasmesso dai solai, sono state previste con un ribasso di 20 cm.le uniche travi in spessore presenti sono alcune travi di confinamento di aperture per cavedi che non sono collegate a pilastri.

2 96 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Il progetto prevede inoltre al piano terra, affacciata al corpo scale, la presenza di una piccola corte interna (Figura 3.2) illuminata dall alto di forma trapezoidale e delle dimensioni massime di circa 9 6 m con solaio di copertura al secondo piano sostenuto da tegoli prefabbricati in c.a.p. poggianti sulle travi di bordo.in corrispondenza dei numerosi aggetti previsti dal progetto architettonico, la soluzione adottata strutturalmente è sempre quella di solette dello spessore generalmente di 30 cm (sono previsti spessori minori per i cornicioni del solaio di copertura del secondo piano, previste su luci meno impegnative). Gli impalcati sono tutti realizzati mediante lastre predalles dello spessore di (4+20+6) cm, ad eccezione della porzione di solaio del secondo piano in corrispondenza della corte al piano terra prevista su doppio volume, che è realizzata in vetro stratificato leggero pedonabile. E da sottolineare che anche in corrispondenza della corte interna sopra descritta (con interruzione dei solai predalles sia al primo che al secondo piano), si ritiene comunque valida la situazione di infinita rigidezza degli impalcati dal momento che le travi che delimitano perimetralmente il foro sono solidali ad altre lastre predalles e, di conseguenza, risultano ad ogni modo in grado di trasmettere le azioni sismiche orizzontali agli elementi verticali sottostanti che ne assorbiranno quota parte in relazione alle rispettive rigidezze. Figura 3.2. Pianta del primo piano con indicazione dell orditura dei solai (Esempio 3) Significativa è la presenza, sempre dettata dal progetto architettonico, di parapetti in CA di altezza complessiva rispetto all estradosso della soletta di 103 cm e di sezione variabile per la presenza di marcapiani sia al piede che in sommità, sia per i cornicioni del solaio di copertura del primo piano che per le travi di bordo (sui lati lunghi) del solaio di primo piano e per la soletta ballatoio sul lato Ovest del solaio di piano terra. Viceversa, per i cornicioni del solaio di copertura del secondo piano è prevista una semplice veletta che trasmetterà sollecitazioni molto meno gravose alla struttura portante.

3 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 97 Le fondazioni sono previste tutte del tipo superficiale a travi rovesce a sezione rettangolare dello spessore di 80 cm ed impostate alla quota di m (essendo 0.00 la quota del pavimento finito del piano terra), in modo da impostarsi alla stessa quota delle fondazioni del padiglione esistente. Figura 3.3. Viste prospettiche dell intelaiatura (Esempio 3) Le resistenze dei materiali sono calcolate in relazione alle NTC08 come segue: Calcestruzzo, Rck 30: f cd = f ck/γ c = R ck * 0.83/ γ c = 24.90/1.5 = N/mm 2 f cd = 0.85 * f cd = 0.85 * = N/mm 2 Acciaio: f sd = f yk/γ s = 430/1.15 = 374 N/mm 2 L edificio è stato progettato in classe di duttilità alta A.

4 98 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria 3.2 COMPILAZIONE GUIDATA DEL SI-ERC Alla pagina dati pratica (v. Navigazione del SI-ERC: utente progettista), dopo aver premuto sul pulsante Inserisci nuovo progetto, si accede alla pagina Dati generali. Poiché l edificio del presente esempio appartiene al medesimo complesso ospedaliero dell edificio di cui all Esempio 2, per la compilazione delle pagine Dati generali, Elaborati progettuali da allegare, Definizione dell input sismico, Condizioni stratigrafiche e topografiche e Geomorfologia si rimanda, nell ordine, ai 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, e Tipologia/Destinazione d uso In questa pagina del wizard è previsto l inserimento dei dati riguardanti la tipologia dell edificio. Mediante un menù a tendina, si richiede la selezione del sistema costruttivo dell edificio nelle due direzioni principali, (i) in direzione x e (ii) in direzione y, con riferimento alle tipologie identificate all Art. 2 comma 1 del RR09-A1. A ciascuna delle sopraccitate tipologie corrisponde, a sua volta, un sotto-menù a tendina che riporta le tipologie indicate al delle NTC08, relativamente alle strutture in CA. In particolare: Sistema costruttivo dell edificio in direzione x: a) Struttura con setti/nuclei in cemento armato, b) a pareti non accoppiate; Sistema costruttivo dell edificio in direzione y: a) Struttura con setti/nuclei in cemento armato, b) a pareti non accoppiate. Sempre mediante menù a tendina, è necessario definire la tipologia delle pareti non strutturali, che possono essere: (i) rigidamente collegate alla struttura portante oppure (ii) progettate per non subire danni a seguito di spostamenti interpiano (ai sensi del delle NTC08). In particolare: Tipologia delle pareti non strutturali: progettate per non subire danni a seguito di spostamenti interpiano; Il progettista deve poi indicare (i) se sono presenti opere di sostegno ad uso dell edificio, (ii) se sono presenti sistemi di isolamento. A proposito dell edificio in esame, si può dire che: Non sono presenti opere di sostegno ad uso dell edificio; Non sono presenti sistemi di isolamento. Viene chiesto se (i) l edificio è regolare in pianta e (ii) in elevazione, secondo quanto previsto al delle NTC08. Anche in questo caso le risposte sono negative, ossia: L edificio non è regolare in pianta; L edificio non è regolare in altezza. Infine, mediante un menù a tendina, si deve indicare la destinazione d uso dell edificio (ai sensi del 2.4 e Tabella 3.1.II delle NTC08) a scelta tra quelle proposte all Art. 3 comma 1 del RR09-A1. In particolare: Destinazione d uso dell edificio: a) Edifici di importanza primaria per la protezione civile, b) Ospedali, ristoranti, scuole. La schermata completa appare come segue:

5 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 99 Una volta completata la pagina è necessario premere sul pulsante Avanti Carichi di progetto e combinazioni In questa pagina del wizard si richiede l inserimento dei carichi di progetto per ciascun piano dell edificio e la definizione delle combinazioni dei carichi che sono state prese in considerazione. I carichi pertinenti all edificio in esame sono elencati nella tabella seguente: PIANO G1 al m 2 [kn/m 2 ] G1 area [m 2 ] G1 al m [kn/m] Tabella 3.1. Carichi di progetto (Esempio 3) G1 lungh. G2 al m 2 [kn/m 2 ] G2 area [m 2 ] G2 al m [kn/m] G2 lungh. Qk1 carico acc. [kn/m 2 ] Qk2 neve [kn/m 2 ] Qk area [m 2 ] Con riferimento alla tabella precedente, si intende: G1 al m 2 : peso proprio del solaio di piano (da analisi dei carichi); G1 area: area del solaio di piano; G1 al m: peso proprio di travi e pilastri (da analisi dei carichi); G1 lunghezza: lunghezza di travi e pilastri; G2 al m 2 : carichi permanenti del solaio di piano (da analisi dei carichi); G2 area: area del solaio di piano (come area precedente); G2 al m: carichi permanenti (portati) dei tamponamenti perimetrali (da analisi dei carichi); G2 lunghezza: lunghezza dei tamponamenti perimetrali; Qk1 carico accidentale: carico accidentale relativo alla cat. C (in particolare, cat. C1: Ospedali, ristoranti, caffè, banche, scuole, ai sensi della Tabella 3.1.II del delle NTC08); Qk2 neve: carico da neve, calcolato ai sensi del delle NTC08; Qk area: area di pertinenza del carico accidentale Qk1 e Qk2 neve.

6 100 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Nota: Poiché, come anticipato nell introduzione del presente manuale, l edificio in esame non è stato progettato in una località della Regione Calabria, ma in un sito con pericolosità sismica paragonabile, il valore di Qk2 neve indicato in Tabella 3.1 differisce da quello prescritto dalle NTC08 per il comune di Rombiolo (VV). Inoltre, il valore di Qk1 carico accidentale differisce da quello indicato in Tabella 3.1.II del delle NTC08, in quanto in fase progettuale era stato richiesto dalla committenza un incremento del carico rispetto a quello proposto dalla normativa vigente (Ordinanza n.3274). La schermata della prima parte della pagina appare come segue: Si prosegue, quindi, con l immissione dei coefficienti di combinazione per tutte le combinazioni utilizzate e per tutti i casi considerati, prendendo in considerazione il caso in cui Qk1 è il carico primario e quello in cui lo è Qk2. In particolare, per l edificio in esame si considerano le seguenti combinazioni, ai sensi del delle NTC08: Combinazione fondamentale (SLU): 1.3G G Qk Qk2 (Qk1 primario); 1.3G G Qk Qk2 (Qk2 primario) Combinazione quasi permanente (SLE): G1 + G Qk1; Combinazione sismica (SLU/SLE): G1 + G Qk1. Infine, si deve segnalare se esistono combinazioni di carico utilizzate ai fini della progettazione non menzionate nel SI-ERC. Nel caso in esame non esistono, quindi la casella non verrà barrata. La schermata della seconda parte della pagina appare come segue:

7 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 101 Una volta completata la pagina è necessario premere sul pulsante Avanti Fondazioni In questa pagina del wizard sono richieste informazioni sulle fondazioni dell edificio. Si chiede (i) se sia stato condotto uno studio di interazione terreno-struttura e (ii) quale sia la tipologia di fondazioni attraverso un menù a tendina che presenta le seguenti opzioni: a) platea, b) travi rovesce, c) plinti, d) pali e micropali oppure e) miste superficiali/profonde. Dal momento che, per l edificio in esame, non è stato condotto uno studio d interazione terreno-struttura, la risposta al primo quesito è No. Per quanto riguarda, invece, la tipologia di fondazioni, viene scelta l opzione travi rovesce, in quanto tipologia prevalente. La schermata completa appare come segue: Una volta completata la pagina è necessario premere sul pulsante Avanti Geometria In questa pagina del wizard è necessario inserire le informazioni sulla geometria dell edificio in esame. Nella prima parte della pagina si richiede l inserimento delle dimensioni principali dell edificio, quali (i) l altezza totale, (ii) la larghezza (Lx) e la lunghezza (Ly) del più piccolo rettangolo in cui è inscrivibile la pianta dell edificio

8 102 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria e (iii) le massime dimensioni di sporgenze e rientranze nelle due direzioni principali. In particolare, con riferimento alla Figura 3.4: Altezza totale dell edificio: m; Lunghezza (x): m; Massima dimensione delle sporgenze/rientranze in direzione x: m; Larghezza (y): m; Massima dimensione delle sporgenze/rientranze in direzione y: m. Figura 3.4. Dimensioni massime in pianta (quota z = m ) dell edificio con indicazione dalle sporgenze e rientranze (Esempio 3) Per ogni piano è necessario, inoltre, inserire (i) il valore della massa sismica, (ii) della rigidezza in direzione x e in direzione y e (iii) della rigidezza torsionale, come riassunto in Tabella 3.2. Per il presente edificio tutti i piani vengono inseriti, in quanto il primo piano è parzialmente interrato ed i successivi sono completamente fuori terra. LIVELLO Massa sismica [ton] Tabella 3.2. Massa sismica e rigidezze di piano (Esempio 3) Rigidezza lungo x[kn/m] Rigidezza lungo y[kn/m] Rigidezza torsionale [knm] PIANO E E E+09 PIANO E E E+09 PIANO E E E+09 PIANO E E E+07 Si deve indicare, poi, (iv) l ascissa e (v) l ordinata del centro di massa (CM) e del centro di rigidezza (CR) di ogni piano, trascurando l eccentricità accidentale e posizionando l origine degli assi cartesiani nel vertice in basso a sinistra del più piccolo rettangolo in cui è possibile inscrivere la pianta dell edificio, così come illustrato in Figura 3.5.

9 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 103 Figura 3.5. Individuazione delle coordinate del centro di massa (CM) e di rigidezza (CR) per ciascun piano (Esempio 3) La schermata della prima parte della pagina appare come segue:

10 104 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Poiché l edificio in esame ha un sistema costruttivo con pareti strutturali in CA, è necessario inserire anche tutte le pareti indicando, per ognuna di esse, (i) la lunghezza e (ii) l altezza. I dettagli geometrici di alcune pareti sono riassunti in Tabella 3.3. I setti disposti lungo le due facciate dell edificio (Figura 3.1 e Figura 3.6) hanno forma ad U e per ciascuno di essi sono riportate le dimensioni delle tre pareti che lo costituiscono (ad es. B1, B2 e B3, per il setto B, analogamente per i setti C, D, E, N, O, P, Q). Fanno eccezione i setti A e M, per i quali sono riportate solo le sezioni A2, A3 e M2, M3, con sagoma a L dato che i due setti sono in corrispondenza del giunto sismico con l edificio adiacente (a sinistra di Figura 3.2). I setti interni (Figura 3.6) invece sono indicati in tabella con le lettere F, G, H1, H2, I ed L. Figura 3.6. Vista in pianta dei setti perimetrali a U ed L, e dei setti interni (Esempio 3)

11 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 105 Tabella 3.3. Dimensioni geometriche della pareti e setti in CA (Esempio 3) Lunghezza Altezza SETTO A A B B B C F G H H I L Importante: Si sottolinea che nel SI-ERC i nuclei vengono inseriti come la somma dei setti che lo compongono. Questa scelta è legata al fatto che per i nuclei generalmente non è verificata l ipotesi di pareti solidali e di sezioni che si conservano piane. Sono richieste inoltre (i) la massima luce degli elementi orizzontali e di quelli a sbalzo e (ii) la distanza minima in direzione x e y con edifici adiacenti. Infine è necessario indicare (i) se sono presenti travi precompresse di luce superiore a 8 metri, (ii) se la struttura è di tipo spingente, (iii) se sono presenti pilastri in falso, (iv) se sono presenti piani sospesi. In particolare, per l esempio in esame nessuna delle ultime quattro richieste è verificata. Per il resto si ha: Massima luce degli elementi orizzontali: m; Massima luce degli elementi a sbalzo: 3.8 m; Distanza minima in direzione x con edifici adiacenti: 1 m; Distanza minima in direzione y con edifici adiacenti: 50 m. La schermata della seconda parte della pagina appare come segue:

12 106 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Una volta completata la pagina è necessario premere sul pulsante Avanti Regolarità In questa pagina del wizard è necessario rispondere ad una serie di domande finalizzate a identificare la condizione di regolarità dell edificio in pianta e in altezza secondo quanto prescritto al delle NTC08. Nel caso dell esempio in esame, si può dire che per la regolarità in pianta: La configurazione in pianta non è compatta (Figura 3.5), quindi la risposta alla prima domanda è No ; La configurazione in pianta non è approssimativamente simmetrica rispetto alle direzioni x e y in relazione alla distribuzione delle masse (Figura 3.5), quindi la risposta alla seconda e quarta domanda è No ;

13 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 107 La configurazione in pianta non è approssimativamente simmetrica rispetto alle direzioni x e y in relazione alla distribuzione delle rigidezze (Figura 3.5), quindi la risposta alla terza e quinta domanda è No ; Il rapporto tra i lati del rettangolo in cui la costruzione risulta inscritta è pari a e quindi inferiore a 4 (Figura 3.5). La risposta alla sesta domanda è Sì ; La dimensione di eventuali rientri o sporgenze supera il 25% della dimensione totale della costruzione sia in direzione x che in direzione y (Figura 3.5 e Tabella 3.3). La risposta alla settima e all ottava domanda è No ; Gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi verticali e sufficientemente resistenti. Quindi la risposta alla nona domanda è Sì. Tabella 3.4. Verifica della regolarità in pianta - Rapporto tra dimensione di rientri (o sporgenze) e dimensione totale ( delle NTC08) (Esempio 3) DIR. Dimensione del rientro/ sporgenza massima (S) Dimensione tot. della costruzione (rettangolo ) (L) Rapporto tra S e L [%] X % Y % Verifica NON VERIFICATO NON VERIFICATO La schermata per l inserimento dei dati riguardanti la regolarità in pianta appare come segue: Per la regolarità in altezza: Non tutti i sistemi resistenti verticali (telai e pareti) si estendono per tutta l altezza della costruzione (l ultimo piano presenta un restringimento), quindi la risposta alla prima domanda è No ; La massa non rimane costante dalla base alla sommità della costruzione. Le variazioni di massa da un orizzontamento all altro superano il 25% (Tabella 3.5), quindi la risposta alla seconda domanda è No.

14 108 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Tabella 3.5. Verifica della regolarità in altezza in termini di massa ( delle NTC08) (Esempio 3) LIVELLO W = M g [kn] M [ton] Differenza [%] Verifica PIANO PIANO % OK PIANO % OK PIANO % NON VERIFICATO La rigidezza lungo x e lungo y non rimane costante dalla base alla sommità della costruzione, cioè si riduce da un orizzontamento a quello sovrastante più del 30% o aumenta più del 10% (Tabella 3.6), quindi la risposta alla terza e alla quarta domanda è No. Tabella 3.6. Verifica della regolarità in altezza in termini di rigidezza ( delle NTC08) (Esempio 3) LIVELLO Kx [kn/m] Ky [kn/m] Riduzione (x) [%] Verifica (x) Riduzione (y) [%] Verifica (y) PIANO E E PIANO E E % NON VERIFICATO % NON VERIFICATO PIANO E E % OK % OK PIANO E E % NON VERIFICATO % NON VERIFICATO Ad ogni orizzontamento, il rientro massimo non supera il 30% della dimensione corrispondente al primo orizzontamento e il 20% della dimensione corrispondente all orizzontamento immediatamente sottostante. In base ai calcoli riportati in Tabella 3.7 e alla nota riportata sotto la tabella, la risposta alle ultime due domande è Sì. Tabella 3.7. Verifica della regolarità in altezza in termini di restringimento della sezione orizzontale ( delle NTC08) (Esempio 3) LIVELLO DIR. Dimensioni del piano (L) Rientro orizzontamento rispetto al 1 orizz. [%] Verifica (x e y) Rientro orizzontamento rispetto all orizz. prec. [%] Verifica (x e y) PIANO 1 PIANO 2 PIANO 3 X % OK 0.00 % OK Y % OK 0.00 % OK X % OK % OK Y % OK 0.00 % OK X % OK % OK Y % OK % OK PIANO 4 X % OK % Y % NON VERIFICATO % NON VERIFICATO NON VERIFICATO Nota: In realtà, osservando la tabella precedente, il quarto piano dell edificio in esame non sarebbe verificato. Le NTC08, però, al paragrafo h) del precisano che Fa eccezione l'ultimo orizzontamento di costruzioni di almeno quattro piani per il quale non sono previste limitazioni di restringimento. Quindi, dal momento che l edificio in esame è di quattro piani, si può dire che i restringimenti della sezione orizzontale della costruzione avvengono in modo graduale.

15 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 109 La schermata per l inserimento dei dati riguardanti la regolarità in altezza appare come segue: Una volta completata la pagina è necessario premere sul pulsante Avanti Identificazione strutturale In questa pagina del wizard è necessario l inserimento dei dati riguardanti l identificazione strutturale dell edificio. Nota: Per la struttura in esame la presente pagina del wizard viene compilata due volte. La prima volta simulando un analisi lineare dinamica (modale) (nel seguito denominato CASO A), mentre la seconda simulando un analisi non lineare statica (pushover) (nel seguito denominato CASO B). Pertanto, i dati inseriti fino alla massa sismica totale rimangono gli stessi in entrambi i casi, mentre cambieranno gli input a partire dai tagli di calcolo CASO A Analisi lineare dinamica (modale) All inizio della pagina si chiede (i) la classe di duttilità in cui è stata progettata la struttura (ai sensi del delle NTC08), (ii) il tipo di analisi svolta e (iii) il coefficiente di struttura in direzione x e y per gli Stati Limite Ultimi (ai sensi del e Cap. 7 delle NTC08) indicati alla pagina Definizione dell input sismico (in questo esempio solo SLV). In particolare: La struttura in quale classe di duttilità è stata progettata?: A; Tipo di analisi svolta: a) Analisi lineare dinamica; b) Modale. Coefficiente di struttura in direzione x per SLV: 4.80; Coefficiente di struttura in direzione y per SLV: Il progettista è tenuto anche ad indicare, tramite un menù a tendina, (iv) come sono stati ottenuti tali coefficienti, scegliendo tra: a) da indagini specifiche sulla duttilità degli elementi strutturali oppure b) in base alla tipologia strutturale. Per l edificio in esame si ha: Come sono stati ottenuti tali coefficienti? Da indagini specifiche sulla duttilità degli elementi strutturali. Si prosegue con l inserimento del (v) periodo di vibrazione fondamentale in direzione x e y. Coerentemente con il tipo di analisi svolta si ha: Periodo di vibrazione fondamentale in direzione x: s; Periodo di vibrazione fondamentale in direzione y: s;

16 110 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Nota: Si osserva che i periodi di vibrazione sono più elevati di quelli attesi per un edificio di quattro piani con tipologia a setti e nuclei in CA. La motivazione è data dal fatto che i nuclei e i setti presenti sono snelli, pertanto l edificio risulta essere più flessibile. Si chiede quindi (vi) la massa sismica totale e (vii) il taglio di calcolo nelle due direzioni (x,y) (in questo esempio solo SLV). In particolare: Massa sismica totale: ton; Taglio di calcolo lungo x per SLV: 5902 kn; Taglio di calcolo lungo y per SLV: 5224 kn. Per ciascun piano e per tutti gli Stati Limite selezionati alla pagina Definizione dell input sismico devono essere inseriti i valori degli spostamenti di piano in x e in y. In Tabella 3.8 sono sintetizzati i risultati relativi all esempio in esame. LIVELLO Tabella 3.8. Spostamenti di piano da analisi lineare dinamica modale (Esempio 3) Spostamento in x per SLO Spostamento in y per SLO Spostamento in x per SLD Spostamento in y per SLD Spostamento in x per SLV Spostamento in y per SLV PIANO PIANO PIANO PIANO Il progettista deve anche indicare come ha considerato l eccentricità accidentale effettuando una scelta tramite un menù a tendina fra le seguenti opzioni: a) trascurata, b) l eccentricità del centro di massa è pari al 5% della dimensione dell edificio, c) l eccentricità del centro di massa è pari al 10% della dimensione dell edificio, d) le forze sono state incrementate mediante δ=1+0,6x/le ( delle NTC08). Per l esempio in esame la scelta è la seguente: Eccentricità accidentale: eccentricità accidentale del CM pari al 5% della dimensione dell edificio Poiché l analisi svolta è un analisi modale, viene chiesto il numero di modi utilizzati. Per l esempio in esame la scelta è la seguente: Numero di modi utilizzati: 6. E necessario compilare una tabella per l inserimento dell allegato riportante il periodo e la massa partecipante in x, y e rz di tutti i modi considerati. Dopo aver inserito il titolo dell allegato nell apposita colonna, il progettista deve caricare il file corrispondente, in formato.txt o.dat, tramite il pulsante Sfoglia. Infine si chiede, tramite menù a tendina, come sono state combinate le azioni sismiche nelle 3 direzioni in riferimento al delle NTC08. In questo caso si ha: Come vengono combinate le azioni sismiche nelle 3 direzioni? SRSS. La schermata completa per il CASO A appare come segue:

17 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 111 Una volta completato l inserimento è necessario premere sul pulsante Controllo Dati. Poiché per l esempio in esame non ci sono errori, appare il seguente messaggio: I dati inseriti sono coerenti. Premere Avanti ' CASO B Analisi non lineare statica In questo caso, la scelta effettuata è la seguente: Tipo di analisi svolta: Analisi non lineare statica. Il periodo di vibrazione fondamentale in direzione x e y in questo caso vale: Periodo di vibrazione fondamentale in direzione x: s; Periodo di vibrazione fondamentale in direzione y: s. La massa sismica totale è la stessa del caso precedente (CASO A), mentre i tagli di calcolo nelle due direzioni (x e y) per SLV sono diversi. In particolare: Massa sismica totale: ton; Taglio di calcolo lungo x per SLV: kn;

18 112 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Taglio di calcolo lungo y per SLV: kn. Nota 1: Si precisa che avendo condotto ai fini della progettazione dell edificio un analisi pushover i periodi di vibrazione e i tagli di calcolo sono calcolati sulla base della curva bilineare equivalente definita secondo le indicazioni del C7.3.4 delle NTC08. Nota 2: Si osserva che l edificio ha una capacità superiore a quella richiesta dal terremoto di progetto (Taglio di calcolo lungo x per SLV = 5902 kn, Taglio di calcolo lungo y per SLV = 5224 kn da analisi lineare con spettro di risposta). Questo è confermato dal fatto che gli stati limite ultimi non sfruttano la capacità della struttura di evolvere in campo non-lineare (Figura 3.7). Gli spostamenti di piano in x e in y (per tutti gli Stati Limite in esame) sono sintetizzati nella tabella seguente: Tabella 3.9. Spostamenti di piano da analisi non lineare statica (Esempio 3) LIVELLO Spostamento in x per SLO Spostamento in y per SLO Spostamento in x per SLD Spostamento in y per SLD Spostamento in x per SLV Spostamento in y per SLV PIANO PIANO PIANO PIANO Anche in questo caso l eccentricità accidentale non viene presa in considerazione, per cui si ha: Eccentricità accidentale: eccentricità accidentale del CM pari al 5% della dimensione dell edificio Poiché l analisi svolta è un analisi non lineare statica, il sistema richiede l inserimento di dati aggiuntivi, quali: (i) i fattori di partecipazione modale in direzione x e y, (ii) la massa partecipante del modo principale in direzione x e quella del modo principale in direzione y, (iii) il tipo di distribuzione principale e secondaria utilizzate, in riferimento a quanto indicato al delle NTC08. Per l esempio in esame si ha: Fattore di partecipazione modale Γx: 1.49; Fattore di partecipazione modale Γy: 1.66; Massa partecipante primo modo x: %; Massa partecipante primo modo y: %; Distribuzioni principali: distribuzione proporzionale alle forze statiche; Distribuzioni secondarie: distribuzione uniforme di forze. E necessario, inoltre, caricare gli allegati contenenti le coordinate dei punti che descrivono le curve di pushover. Dopo aver inserito il titolo dell allegato nella colonna Titolo, il progettista deve selezionare, da menù a tendina, (i) la distribuzione, (ii) la direzione e (iii) il verso (positivo o negativo); deve indicare se è la curva prevalente nella direzione considerata e deve allegare il file corrispondente, premendo sul pulsante Sfoglia. Lo stesso procedimento deve essere seguito per ciascuna curva, per un totale di 8. Per cui si avrà una curva per ciascuna direzione (x,y), per ciascuna distribuzione (principale e secondaria) e per ciascun verso (positivo e negativo). Importante: Ogni allegato deve essere caricato in formato.txt o.dat e deve essere costituito da 2 colonne (una per gli spostamenti e una per le forze di taglio). Il file deve terminare col valore di spostamento ultimo. I valori degli spostamenti devono essere indicati in metri, mentre quelli delle forze in kn. Terminato l inserimento, è possibile visualizzare ciascuna curva caricata premendo sul pulsante Visualizza. La figura seguente mostra quattro delle otto curve caricate per l esempio in esame. Ogni grafico indica, in aggiunta

19 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 113 alla curva di capacità nella direzione considerata, la curva bilineare ad essa relativa e il valore di taglio e di spostamento considerati allo SLV. a) b) c) d) Figura 3.7. a) Curva di pushover in direzione -X (distribuzione principale), b) Curva di pushover in direzione -X (distribuzione secondaria), c) Curva di pushover -Y (distribuzione principale), d) Curva di pushover -Y (distribuzione secondaria) (Esempio 3) Infine si chiede, tramite menù a tendina, come sono state combinate le azioni sismiche nelle 3 direzioni in riferimento al delle NTC08. In questo caso si ha: Come vengono combinate le azioni sismiche nelle 3 direzioni? condizioni più gravose. La schermata completa per il CASO B appare come segue:

20 114 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Una volta completato l inserimento è necessario premere sul pulsante Controllo Dati. Poiché per l esempio in esame non ci sono errori, appare il seguente messaggio: I dati inseriti sono coerenti. Premere Avanti '. Importante: Con la precedente schermata termina la prima parte di inserimento dei dati progettuali comune a tutte le tipologie di edifici. Dal momento che l edificio in esame ha una tipologia strutturale per la quale il wizard prevede la compilazione di ulteriori pagine, si prosegue con la descrizione della fase successiva.

21 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA CA Dati strutturali In questa pagina del wizard il progettista deve selezionare da un menù a tendina il tipo di calcestruzzo e di acciaio d armatura utilizzati per le pareti strutturali. La schermata completa appare come segue: CA Parete e CA Dati Parete Nella pagina CA Parete del wizard il progettista, premendo sul pulsante Inserisci Parete, deve caricare, una per volta, tutte le pareti presenti nel progetto. La nuova pagina che si presenta, CA Dati parete, prevede l inserimento dei dati relativi a ciascuna parete, suddivisi secondo le seguenti sezioni: i dati generali, armatura di pelle, armatura aggiuntiva del pilastrino, sollecitazioni di analisi e travi di accoppiamento. Completata la pagina relativa ad ogni singola parete, premendo Avanti il progettista ritorna alla pagina CA Parete per inserire tutte le rimanenti pareti. Attenzione! Per le pareti i dati vengono richiesti a ciascun piano in cui la parete è presente. Come già anticipato nel relativo alla geometria, l edificio in esame presenta setti e pareti strutturali in CA Per ogni piano e per ogni parete il progettista deve compilare le pagine del wizard. Con riferimento alla Figura 3.6 e alla Tabella 3.3, per ogni setto a forma di U disposto lungo le due facciate esterne vengono inseriti i dati delle tre pareti singole che costituiscono la U, indicandole per esempio come 1B (parete verticale sulla sinistra), 2B (parete orizzontale) e 3B (parete verticale sulla destra), per il setto B. Importante: Si sottolinea che nel SI-ERC i nuclei vengono inseriti come la somma dei setti che lo compongono. Questa scelta è legata al fatto che per i nuclei generalmente non è verificata l ipotesi di pareti solidali e di sezioni che si conservano piane. Dato che i setti esterni proseguono per tre piani dell edificio, è necessario inserire i dati per ogni piano. Al fine di identificare e ricostruire le pareti nella loro interezza, viene assegnato lo stesso nome ai conci che appartengono alla stessa parete che devono però essere inseriti piano per piano. Con riferimento alla schermata CA Parete si useranno i seguenti nomi 1B, 2B, 3B per identificare le 3 singole pareti del setto B i cui dati vanno inseriti per i piani 1, 2 e 3 (come verrà indicato in Tabella 3.12 e Tabella 3.14). In Figura 3.8 sono riportate due delle sezioni significative del setto B (quelle del primo e del terzo piano) utilizzate per ricavare i dati da inserire nel wizard.

22 116 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Figura 3.8. Geometria e armatura del setto B: sezione al piano 1 (a sinistra) e sezione al piano 3 (a destra) Analogamente deve essere fatto per i rimanenti setti esterni a forma di U, chiamati C, D, E, N, O, P, Q che proseguono per 3 piani. Fanno eccezione due setti perimetrali, denominati A ed M, con sagoma a L (a sinistra di Figura 3.2), per i quali sono considerate due sezioni per piano: verranno quindi inserite le sezioni 2A0, 3A0 e 2M0, 3M0 per il piano 1, piano 2 e piano 3. Anche i setti interni, indicati con le lettere F, G, H1, H2, I ed L (Figura 3.6), vengono inseriti piano per piano. Le pareti F, G, H1 H2 e I si estendono per 3 piani, mentre la parete L (Figura 3.9) continua fino al quarto piano dell edificio, e quindi il concio di parete, denominato L0, verrà inserito 4 volte specificando le caratteristiche meccaniche di ogni concio piano per piano (Tabella 3.12 e Tabella 3.14). Figura 3.9. Geometria e armatura della parete L: sezione al piano 1 (a sinistra) e sezione al piano 4 (a destra) Riassumendo, nella pagina CA Parete vanno inserite tutte le pareti dell edificio. Per il caso in esame le pareti da inserire sono 109 così suddivise: 72 per i setti a forma di U, 18 per i setti a L, 15 per le pareti interne che si estendono per 3 piani, 4 per l unica parete che prosegue fino al quarto piano. La schermata appare come segue:

23 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 117 Una volta entrati nella pagina relativa ad una singola parete, si dovranno inserire i dati generali, ossia: (i) le coordinate del baricentro (x e y), (ii) l angolo di inclinazione rispetto alla direzione principale x dell edificio, (iii) la tipologia della parete (si chiede se è debolmente o fortemente armata), (iv) la lunghezza, (v) lo spessore, (vi) l altezza critica, (vii) la lunghezza del pilastrino confinato e (viii) il copri ferro (Figura 3.10). Nota: All inizio della pagina, dopo aver dichiarato il nome della parete ed il numero di piano di appartenenza, c è la possibilità di caricare i dati di una parete precedentemente inserita nel SI-ERC. Questa opzione aiuta il progettista nella compilazione del SI-ERC nel caso con più pareti uguali, altrimenti, se tutte le pareti sono diverse il progettista indicherà che nessuna parete precedente verrà caricata, e i dati dovranno essere inseriti manualmente.

24 118 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Figura Geometria ed altezza critica di una generica parete strutturale Seguendo le prescrizioni della normativa, occorre prevedere idonee armature nelle zone confinate definite in base alle dimensioni della sezione in pianta dei setti, della loro altezza e dell altezza globale dell edificio. Per il caso in esame, l altezza totale è m. L altezza del primo livello è 5.28 m. Tenendo conto che l edificio ha meno di 6 piani, le dimensioni delle superfici confinate sono riassunte in Tabella Tabella Determinazione delle dimensioni delle superfici confinate nei setti (Esempio 3) Spessore del setto Valori di riferimento per l altezza della zona inelastica di base (vale il max) Limite superiore dell altezza della zona inelastica di base (il limite superiore è costituito comunque da 2Lpianta) Altezza della zona inelastica di base Valori di riferimento per la larghezza della zona confinata alle estremità (vale il max) Larghezza della zona confinata alle estremità SETTO b w0 L w H edificio/6 H piano terra 2 L w h cr L w/5 1.5 b w0 l c A B C D E F G H I L M N O P Q

25 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 119 Nel tutorial verrà mostrato l inserimento dei dati per un setto esterno (il setto B, in Figura 3.8) e per una parete strutturale interna (la parete L, in Figura 3.9), i cui dati generali per il piano 1 sono riassunti in Tabella Nome della parete X C Y C Inclin. risp. ad X ( ) [ ] Tabella Dati generali dei setti B ed L per il piano 1 Tipologia parete [fortemente/ debolmente armata] Lunghezza (L w) Spessore (b w0) Altezza critica (h cr) Lungh. pilastrino confinato (l c) Copriferro [cm] 1B Fortem. arm B Fortem. arm B Fortem. arm L Fortem. arm Si chiede, poi, la definizione dell armatura di pelle della parete, distribuita uniformemente lungo tutta la sua lunghezza.. Sia per l armatura distribuita verticale (Figura 2.24 a) dell Esempio 2) che per quella distribuita orizzontale (Figura 2.24 b) dell Esempio 2) sono richiesti: (i) l area distribuita, (ii) il numero delle barre d armatura al metro e (iii) il diametro minimo delle barre. Si chiede, inoltre, (iv) il numero di cravatte. Nel presente esempio, le caratteristiche delle pareti B ed L sono riassunte nel seguito (Tabella 3.12). Nome Parete e Piano Area distrib. verticale [cm 2 /m] Barre verticali N. barre [al m] Tabella Armatura di pelle delle pareti B ed L Diametro minimo [mm] Area distrib. orizz. [cm 2 /m] Barre orizzontali N. barre [al m] Diametro minimo [mm] N. cravatte [1/m 2 ] 1B, B, B, B, B, B, B, B, B, L, L, L, L, Per quanto riguarda l armatura aggiuntiva presente nei pilastrini confinati,il progettista deve inserire con riferimento alla Figura 2.24a) e b) dell Esempio 2: (i) l area totale delle barre verticali, (ii) il diametro minimo (iii) il numero delle barre verticali, (iv) il diametro delle staffe aggiuntive, (v) il passo delle staffe nel pilastrino confinato, (vi) il numero dei bracci lungo la direzione parallela allo spessore della parete e alla lunghezza della parete. Per le pareti B ed L dell edificio in esame i dati relativi all armatura aggiuntiva del pilastrino sono riassunti in Tabella 3.13.

26 120 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Nome Parete e Piano Area totale barre verticali [cm 2 ] Tabella Armatura aggiuntiva del pilastrino per le pareti B ed L (Esempio 3) Diametro min. barre verticali [mm] N. barre verticali [-] Diametro staffe aggiuntive [mm] Passo staffe pilastrino confinato [cm] N. bracci // a spessore parete N. bracci // a lunghezza parete 1B, B, B, B, B, B, B, B, B, L, L, L, L, Per ciascun piano e per ogni parete, il progettista deve indicare le sollecitazioni provenienti dall analisi: (i) il momento all estremo iniziale nel piano della parete, (ii) il taglio all estremo iniziale nel piano della parete e (iii) l azione assiale. Per le parete in esame si ha: Nome Parete e Piano Tabella Sollecitazioni da analisi per le pareti B ed L (Esempio 3) Momento all estremo iniziale nel piano della parete [knm] Taglio all estremo iniziale nel piano della parete [kn] Azione assiale [kn] 1B, B, B, B, B, B, B, B, B, L, L, L, L, Nota: La parete di questo esempio non presenta aperture e pertanto non sono presenti travi di accoppiamento. Per questo motivo, nei campi appena descritti, si dovranno inserire valori nulli.

27 Capitolo 3. Struttura a setti/nuclei in CA 121 La schermata per l inserimento dei dati relativi alla parete 1B (piano 1) appare come segue:

28 122 Manuale Esempi per la Compilazione Guidata del Sistema Informatico-Edilizia Regione Calabria Riepilogo dati del progetto Al termine del wizard viene visualizzata una pagina riassuntiva in cui sono riepilogati i dati del progetto in esame, quali: (i) i dati del progettista, (ii) i dati della pratica, (iii) i dati del progetto e (iv) gli allegati relativi al progetto. Alla fine della pagina è possibile premere sul pulsante Invia Progetto. In questo caso i dati inseriti nel wizard non potranno più essere modificati. Se si intende effettuare ancora delle modifiche è consigliato premere sul pulsante Torna alla Pratica.