LA PROGETTAZIONE DI STRUTTURE PREFABBRICATE SECONDO I DD.MM
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1 CONSULTA COMANDO PROVINCIALE VIGILI DEL FUOCO ORDINI E COLLEGI PROFESSIONI TECNICHE DEL TERRITORIO DELLA PROVINCIA DI TREVISO TREVISO incede per ignes CO N V E G N O PRESTAZIONI DEGLI EDIFICI E RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE 02 Luglio Treviso LA PROGETTAZIONE DI STRUTTURE PREFABBRICATE SECONDO I DD.MM Ing. Arch. Alberto Dal Lago
2 Distanze a (cm), dell asse dell acciaio dalla superficie esposte al fuoco Fuoco su un lato Fuoco su 2 lati Fuoco su 3 lati Fuoco sullo spigolo 30 2,00 2,60 3,00 2,05 Per acciaio 60 2,00 4,30 5,00 3,65 ordinario 90 2,72 5,60 6,40 4,60 (tipo 1) 120 3,40 6,80 7,70 5, ,50 8,60 9,80 7, ,44 10,20 11,70 9, ,00 3,15 3,60 2,70 Per barre 60 2,73 5,20 5,90 4,50 (o cautelativamente 90 3,70 6,70 7,60 6,00 per acciaio 120 4,50 8,00 9,00 7,10 tipo 2) 180 5,84 10,20 11,50 9, ,00 12,00 13,60 10, ,00 3,60 4,10 3,20 Per acciaio da 60 3,25 5,80 6,50 5,10 precompressione 90 4,20 7,30 8,30 6, ,20 8,80 9,90 8, ,70 11,10 12,50 10, ,00 13,00 14,60 11,90 Tempo di Acciaio esposizione t (min)
3 MAPPATURA TERMICA - effetto d angolo - effetto soletta piana - effetto nervatura attaccata da 2 parti - effetto nervatura attaccata da 3 parti - effetto d angolo concavo.
4 VERIFICA A FLESSIONE CON IL METODO DEL FATTORE DI RIDUZIONE MEDIO Il metodo approssimato di confronto, secondo la 9502, prevede che dal grafico K,θ si ricavi un valore Kcrit che deve essere inferiore il valore Km ricavato dalla mappatura delle temperature. Dal grafico K,θ si può ricavare la temperatura critica, cioè la temperatura alla quale il parametro K è uguale all inverso del fattore totale di sicurezza cioè: K= 1 γa γm 1 K= γa γm θcrit (C ) calcestruzzo 0,44 acciaio 0,58 trefolo 0, Nel caso più generale, il valore K crit = p + q (rid f) 1 σ a eff. γ m p 1,4 + q 1,5 σ a lim σ a eff. M può essere espresso come solleci tan te σ a lim Mresistente A acciaio presente (cm²) oppure come A acciaio necessario (cm²) In fase di progetto, ricavato il valore Km dalla mappatura termica, A pres 1 si può calcolare = A necess K m γ a γ m come un coefficiente di aumento dell armatura per avere la resistenza al fuoco. Il rapporto A pres 1 = 1,29 A necess 0,45 1,5 1,15 cioè con un aumento del 29% di armatura, si ottiene la resistenza al fuoco (carico per fuoco = carico di esercizio) Esempio Km = 0,45 =
5 ARMATURA DI PILASTRO 1. ARMATURA DI FORZA NON SULLO SPIGOLO 2. ARMATURA DI SACRIFICIO SULLO SPIGOLO 3. RICOPRIMENTO DELLE STAFFE 3 CM
6 IMPORTANZA DELL ISOLAMENTO PER LE STRUTTURE DI SEPARAZIONE
7 IMPORTANZA DELL ISOLAMENTO PER LE STRUTTURE DI SEPARAZIONE
8 Sezione trasversale tipica della struttura Ondal a shed Elemento Dalla con ringrossi sulla soletta di base per avere resistenza al fuoco e supporto per impilare un elemento sull altro. sull altro
9 Copertura Ondal di spessore medio di 5 cm dopo un incendio durato oltre 4 ore, con temperature interne oltre 1000 C.
10 VERIFICA DELLE SEZIONI TRASVERSALI FLESSIONE TAGLIO E TORSIONE
11 LA COMPARTIMENTAZIONE Importanza del muro tagliafuoco e responsabilità del progettista Differenze tra la classificazione del blocco e del muro La accettabilità delle prove al fuoco per la determinazione della I La necessità del calcolo del muro con le sollecitazioni del secondo ordine.
12 LO SCOPPIO COPPELLA A SHED TRA 2 TEGOLI ONDAL DOPO UN INCENDIO DI OLTRE 4 ORE. DOVE IL CALCESTRUZZO È PIÙ BIANCO E LO SPESSORE È DI 1 CM SI SONO RAGGIUNTE TEMPERATURE MEDIE MOLTO ELEVATE (CIRCA 800 ) SENZA CADUTE.
13 Provini in C.A. Provini in C.A. con fibre sintetiche X FIBER 54 dosate a 2 kg/m³ Provini in C.A. con areante Provini umidi esposti per 240 minuti al fuoco, con ottimi risultati solo per il calcestruzzo con fibre sintetiche.
14 VERIFICA DEL MA CRITERIO I CLS ORDINARIO CON λ DEL LEGGERO CLS ORDINARIO CLS ORDINARIO MA CON λ DEL LEGGERO TIPI DI MURO E CON CC DEL LEGGERO CLS LEGGERO λ = 1,5 0,5 W/m k Cc = J/kg ρ = 2300 kg/m³ (C ) λ = 1 0,5 W/m k Cc = J/kg ρ = 2300 kg/m³ (C ) λ = 1 0,5 W/m k Cc = J/kg ρ = 2300 kg/m³ (C ) λ = 1 0,5 W/m k Cc = J/kg ρ = 1600 kg/m³ (C ) CONFRONTO TRA LE TEMPERATURE DALLA PARTE OPPOSTA AL FUOCO PER CALCESTRUZZO NORMALE E LEGGERO PER LA VALUTAZIONE DELLA I PER DIVERSE TIPOLOGIE DI MURO TAGLIAFUOCO
15 VERIFICA DEL CRITERIO E Fuoco Deformazione dove non c'è il pilastro
16 Decreto Ministeriale 09/03/2007 Ministero dell Interno - Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nell attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco (Gazzetta Ufficiale 29/03/2007 n.74) DATA ENTRATA IN VIGORE: 26 settembre 2007 Articolo 1 Oggetto e campo di applicazione e definizioni 2. Le disposizioni del presente decreto si applicano alle attività i cui progetti sono presentati ai Comandi provinciali dei vigili del fuoco competenti per territorio, per l acquisizione del parere di conformità di cui all art. 2 del decreto del Presidente della Repubblica 12 gennaio 1998, n. 37, in data successiva all entrata in vigore del presente decreto. Articolo 2 Obiettivi, strategie, responsabilità manca la definizione di periodo di emergenza: è la durata di un incendio non generalizzato ma che si sviluppa in una zona ristretta del compartimento, consentendo: a) lo sfollamento delle persone b) il tentativo di spegnere e circoscrivere l incendio - per attivare gli estintori - per l intervento della squadra aziendale - per l intervento dei vigili del fuoco 1. Al fine di limitare i rischi derivanti dagli incendi, le costruzioni devono essere progettate, realizzate e gestite in modo da garantire: Il tempo occorrente la stabilità degli elementi portanti per il tempo utile ad assicurare il soccorso degli occupanti; perché l incendio si la limitata propagazione del fuoco e dei fumi, anche riguardo alle opere vicine; esaurisca la possibilità che gli occupanti lascino l opera indenni o che gli stessi siano soccorsi in altro modo; la possibilità per le squadre di soccorso di operare in condizioni di sicurezza 3. individuazione dei valori che assumono i parametri posti a base della determinazione delle azioni di progetto è a carico dei soggetti responsabili della progettazione. Il mantenimento delle condizioni che determinano l individuazione dei suddetti valori è a carico dei titolari delle attività.
17 3. Richieste di prestazione 1. Le prestazioni da richiedere ad una costruzione, in funzione degli obiettivi di sicurezza, sono individuate nei seguenti livelli: Livello I Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze della perdita dei requisiti stessi siano accettabili o dove il rischio di incendio sia trascurabile Livello II Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all esterno della costruzione Livello III Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la gestione dell emergenza Livello IV Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire dopo la fine dell incendio, un limitato danneggiamento della costruzione Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine dell incendio, il mantenimento della totale funzionalità della costruzione stessa Livello V 3.2 per un periodo di almeno 30 minuti per gestire l emergenza (evacuazione degli occupanti, tentativi di spegnere il fuoco, attivazione delle squadre di intervento, ecc.) per un periodo di almeno 30 minuti per la gestione dell emergenza e per il tempo necessario per l esaurimento dell incendio Livello II di prestazione 1. Il livello II di prestazione può ritenersi adeguato per costruzioni fino a due piani fuori terra ed un piano interrato, isolate eventualmente adiacenti ad altre purchè strutturalmente e funzionalmente separate destinate ad un unica attività non aperta al pubblico e ai relativi impianti tecnologici di servizio e depositi, ove si verificano tutte le seguenti ulteriori condizioni: a) le dimensioni della costruzione siano tali da garantire l esodo in sicurezza degli occupanti; per un periodo di emergenza di 30 minuti b) gli eventuali crolli totali o parziali della costruzione non arrechino danni ad altre costruzioni; compartimento isolato
18 2. Le classi di resistenza al fuoco necessarie per garantire il livello II di prestazione sono le seguenti, indipendentemente dal valore assunto dal carico di incendio specifico di progetto: 30 per costruzioni ad un piano fuori terra, senza interrati 60 per costruzioni fino a due piani fuori terra e un piano interrato classe di resistenza non minore di 30 minuti Gli elementi strutturali secondari devono comunque garantire un periodo di emergenza di 30 minuti 3.3 Livello III di prestazione 1. Il livello III di prestazione può ritenersi adeguato per tutte le costruzioni rientranti nel campo di applicazione del presente decreto fatte salve quelle per le quali sono richiesti i livelli IV o V. 2. Le classi di resistenza al fuoco necessarie per garantire il livello III sono indicate nella tabella 4 in funzione del carico d incendio specifico di progetto (qf,d) definito al punto 2. Carichi d incendio specifici di progetto (qf,d) Non superiore a 100 MJ/m² Non superiore a 200 MJ/m² Non superiore a 300 MJ/m² Non superiore a 450 MJ/m² Non superiore a 600 MJ/m² Non superiore a 900 MJ/m² Non superiore a 1200 MJ/m² Non superiore a 1800 MJ/m² Non superiore a 2400 MJ/m² Superiore a 2400 MJ/m² classe queste 3 classi andrebbero tolte per il livello III per garantire il periodo di emergenza Tabella 4
19 5. new Criteri di progettazione degli elementi strutturali resistenti al fuoco 6 Per i soli elementi strutturali secondari contenuti in costruzioni che devono garantire il livello III di prestazione è consentito limitare il requisito di resistenza al fuoco alla classe 30, purchè siano verificate tutte le seguenti condizioni: è quasi sempre così a) l eventuale crollo degli elementi strutturali secondari non compromette la capacità portante di altre parti della struttura; non è quasi mai così b) l eventuale crollo degli elementi strutturali secondari non compromette l efficacia di elementi costruttivi di compartimentazione e di impianti di protezione attiva; non è mai così c) l eventuale crollo degli elementi strutturali secondari non deve costituire un significativo rischio per gli occupanti e per i soccorritori. nel periodo di emergenza e nel periodo di raffreddamento Se ne deduce: anche gli elementi strutturali secondari vanno sempre calcolati con la classe di resistenza al fuoco del compartimento, e comunque minimo classe 30 (per il livello II e III di prestazione) ATTENZIONE: chi decide se il rischio è significativo è il progettista e non il prefabbricatore (clausole contrattuali)
20 Decreto Ministeriale 16/02/2007 Ministero dell Interno Classificazione di resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi di opere da costruzione. (Gazzetta Ufficiale 29/03/2007 n.74) DATA ENTRATA IN VIGORE: 26 settembre 2007 Il Ministero dell Interno viste le norme UNI9502, UNI9503, UNI9504 recanti i procedimenti analitici per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato normale e precompresso, di acciaio e di legno Articolo 1 Campo di applicazione e definizioni 1. Il presente decreto si applica ai prodotti e agli elementi costruttivi per i quali è prescritto il requisito di resistenza al fuoco ai fini della sicurezza in caso di incendio delle opere in cui sono inseriti 2. E considerato prodotto da costruzione o prodotto qualsiasi prodotto fabbricato al fine di essere permanentemente incorporato in elementi costruttivi o opere da costruzione. Articolo 2 3. Le prestazioni di resistenza al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi possono essere determinate in base ai risultati di: a) b) c) prove; calcoli; confronti con tabelle. 4. Le modalità per la classificazione di prodotti ed elementi costruttivi in base ai risultati di prove di resistenza al fuoco e di tenuta al fumo sono descritte nell allegato B al presente decreto. 5. Le modalità per la classificazione di prodotti ed elementi costruttivi in base ai risultati di calcoli sono descritte nell allegato C al presente decreto. 6. Le modalità per la classificazione di elementi costruttivi in base a confronti con tabelle sono descritte nell allegato D al presente decreto.
21 Allegato A Simboli e classi SIMBOLI R Capacità portante P o PH Continuità di corrente o capacità di segnalazione E Tenuta G Resistenza all incendio della fuliggine I Isolamento K Capacità di protezione al fuoco W Irraggiamento D Durata della stabilità a temperatura costante Durata della stabilità lungo la curva standard tempom Azione meccanica DH temperatura Funzionalità degli evacuatori motorizzati di fumo e C Dispositivo automatico di chiusura F calore S Tenuta al fumo B Funzionalità degli evacuatori naturali di fumo e calore Le seguenti classificazioni sono espressi in minuti, a meno che non sia indicato altrimenti A.1 Elementi portanti privi di funzione di compartimento antincendio A.1.1. Si applica a Norme Classificazione: R A.2 Muri, solai, tetti, travi, colonne, balconi, scale, passerelle EN ; EN ,2,3,4,5,6; EN ; EN ; EN ; EN ; EN ; EN Elementi portanti con funzione di compartimento antincendio A.1.1. Si applica a Norme Classificazione: RE REI REI M REW Muri EN ; EN ; EN ; EN ; EN ; EN ; EN ; EN
22 Allegato C Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli C.1. I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno l obbiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti, separanti o non separanti, resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi, sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e l adozione di particolari costruttivi. C.2 Le condizioni di esposizione del fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi. Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti insieme all azione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli. C.3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici contenenti i parametri definiti a livello nazionale (NDPS): C.3.1 EN Azioni sulle strutture Parte 1-2: Azioni generali Azioni sulle strutture esposte al fuoco C.3.2 EN Progettazione delle strutture di calcestruzzo Parte 1-2: Regole generali Progettazione strutturale contro l incendio C.3.3 EN Progettazione delle strutture in acciaio Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l incendio C.3.4 EN Progettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo Parte 1-2: Regole generali Progettazione strutturale contro l incendio C.3.5 EN Progettazione delle strutture di legno Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l incendio C.3.6 EN Progettazione delle strutture di muratura Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l incendio C.3.7 EN Progettazione delle strutture di alluminio Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l incendio C.4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli eurocodici, è possibile limitare l impiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti, con riferimento agli eurocodici indicati in C.3.2, C.3.3, C.3.4 e C.3.5 con i valori dei parametri da definire a livello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate: C.4.1 UNI 9502 Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso C.4.2 UNI 9503 Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi in acciaio C.4.3 UNI 9504 Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di legno
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