1. PREMESSA REGIME NORMATIVO COEFFICIENTI SISMICI MATERIALI E VALORI CARATTERISTICI DELLE RESISTENZE MECCANICHE

Transcript

1

2 1. PREMESSA REGIME NORMATIVO COEFFICIENTI SISMICI MATERIALI E VALORI CARATTERISTICI DELLE RESISTENZE MECCANICHE CALCESTRUZZO ACCIAIO IN BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA...4 ACCIAIO S UNIONI BULLONATE UNIONI SALDATE RELAZIONE GEOLOGICO GEOTECNICA ANALISI DEI CARICHI SOVRACCARICHI PERMANENTI PASSERELLE SOVRACCARICHI PERMANENTI SCALA SAGRATO CARICHI ACCIDENTALI PASSERELLE E SCALA SAGRATO AZIONE SISMICA COMBINAZIONI DELLE AZIONI STATICHE COMBINAZIONE DEL SISMA CON LE AZIONI STATICHE PROGRAMMA DI CALCOLO MODELLO STRUTTURALE SCALA IN C.A. SAGRATO VERIFICHE ELEMENTI STRUTTURALI E DIAGRAMMI DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE PRESSIONI MASSIME SUL TERRENO DI FONDAZIONE MODELLO STRUTTURALE PASSERELLA ACCESSO CISTERNA VERIFICHE ELEMENTI STRUTTURALI E DIAGRAMMI DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE PRESSIONI MASSIME SUL TERRENO DI FONDAZIONE VERIFICA COLLEGAMENTO COLONNA - FONDAZIONE VERIFICA DELLA PASSERELLA NEI CONFRONTI DEL CARICO D INCENDIO CALCOLO DELLA CLASSE DI RESISTENZA DELLA PASSERELLA RICHIESTE DI PRESTAZIONE DETERMINAZIONE DELLA CLASSE VERIFICA DELLA VOLTA ROCCIOSA DELLA CISTERNA MODELLO STRUTTURALE PASSERELLA INGRESSO MUSEO VERIFICHE ELEMENTI STRUTTURALI E DIAGRAMMI DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE VERIFICA COLLEGAMENTO TRAVE A SBALZO HEB 140 TRAVE DI FONDAZIONE VERIFICA COLLEGAMENTO COLONNA HEB 300 PALI DI FONDAZIONE VERIFICA MICROPALI DI FONDAZIONE VERIFICA PASSERELLA IN VETRO DI SICUREZZA STRATIFICATO VERIFICA LASTRA DI VETRO STRATIFICATO VERIFICA TRAVE IN VETRO STRATIFICATO VALIDAZIONE DEL PROGRAMMA DI CALCOLO...62 ALLEGATO A...65 ALLEGATO B...85 ALLEGATO C...113

3

4 1. PREMESSA La presente relazione riguarda il progetto e le verifiche strutturali, eseguite ai sensi del D.M. 14 Gennaio 2008, delle nuove strutture da realizzare nell ambito del progetto definitivo del nuovo allestimento del Museo Archeologico di Ragusa nel complesso ex Chiesa e Convento di Santa Maria del Gesù, sito a Ragusa Ibla. In particolare, le nuove opere in progetto riguardano: - una scala in cemento armato in sostituzione di quella esistente da realizzare davanti al sagrato della chiesa; - una passerella in acciaio per accedere alla cisterna esistente all interno dell edificio; - una passerella pedonale con struttura portante in acciaio per l accesso dei disabili alla struttura museale. Per quanto riguarda quest ultima passerella, che verrà realizzata sul pendio esistente tra via Torrenuova e via Avv. Ottaviano, fra le varie soluzioni possibili si è optato per uno schema a travata da ponte su tre pile al fine di limitare l impatto visivo e meglio armonizzare l opera con il contesto ambientale circostante. Infine si precisa che tutti gli altri interventi previsti nel presente progetto, e che impegnano la quasi totalità delle somme stimate, riguardano le opere non strutturali relative al completamento, alle finiture, agli impianti e all allestimento del complesso ex Chiesa e Convento di Santa Maria del Gesù da adibire a Museo Archeologico di Ragusa. Per il dettaglio di tali interventi non strutturali si rimanda all elaborato EG.01 RELAZIONE GENERALE in allegato alla presente pratica. 2. REGIME NORMATIVO Le procedure di calcolo sono state formulate nel rispetto delle seguenti prescrizioni normative: Legge n. 1086: Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica. Legge n.64: Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. D.M. 14 Gennaio 2008: Nuove norme tecniche per le costruzioni. Circ. Min n.617: Istruzioni per l applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 Gennaio Eurocodice EC3: Progettazione delle strutture di acciaio. 1

5 3. COEFFICIENTI SISMICI Nell ambito del progetto degli interventi strutturali relativi ai lavori di Recupero e conservazione del Convento di Santa Maria del Gesù a Ragusa Ibla finanziati con i fondi della Legge 433/1991, che è stato approvato da codesto Ufficio nella conferenza di servizio del , per l analisi dello stato di fatto del complesso edilizio, e per il progetto dei nuovi interventi di consolidamento strutturale finalizzati alla destinazione d uso dell immobile a struttura museale, sono stati adottati i parametri sismici prescritti nel D.M : Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche, allora in vigore, e di seguito riportati: Zona sismica di seconda categoria Grado di sismicità S = 9 Coefficiente di intensità sismica C = 0,07 Coefficiente di protezione sismica: I = 1,2 (per opere che presentano un particolare rischio per le loro caratteristiche d uso); Coefficiente di risposta: per T o > 0,8 secondi R = 0,862 ; per T 2/3 o 0,8 secondi R = 1,0 T 0 Coefficiente di struttura β = 1,0 Coefficiente di fondazione: ε = 1,3 (per stratigrafie caratterizzate da depositi alluvionali di spessore variabile da 5 a 20 metri, soprastanti terreni coesivi o litoidi con caratteristiche meccaniche superiori). Per la verifica globale dell edificio in muratura sono stati adottati i seguenti parametri: Coefficienti di struttura β1 = 2,0 e β2 = 2,0. Inoltre, per tenere conto delle indicazioni contenute nelle Linee Guida riguardanti il patrimonio della Val di Noto, punto B.2 Input sismico di progetto, è stato adottato il valore di 0,16 per PGA (Peek Ground Acceleration) indicato in tabella per il comune di Ragusa. In relazione a ciò, per il coefficiente di riduzione della azione sismica rispetto a quella di progetto per le nuove costruzioni, è stato utilizzato il valore di 0,16/(0,07x2x2)= 0,57, quale valore di riferimento per le verifiche sismiche. Coerentemente con tali parametri, per le verifiche strutturali delle nuove opere da realizzare nell ambito del presente progetto definitivo, relativo al nuovo allestimento del Museo Archeologico di Ragusa nel complesso ex Chiesa e Convento di Santa Maria del Gesù, sono 2

6 stati utilizzati i valori dei parametri sismici prescritti nel D.M e relativa Circolare applicativa per le nuove strutture in cemento armato e in acciaio, e riportati di seguito. Zona Sismica: 2; Via Avv. G. Ottaviano s.n.c., Ragusa (RG): - Longitudine: ; Latitudine: ; Vita nominale della costruzione: V N = 50 anni; Classe d'uso: III; Coefficiente d uso: C U = 1,50; Classe di duttilità: B (bassa) Periodo di riferimento per l azione sismica: V R = 75 anni; Smorzamento Viscoso ( 0.05 = 5% ) 0,05. Nei seguenti paragrafi si riporta il dettaglio di tutti gli altri coefficienti necessari per definire l azione sismica con cui sono state progettate le singole strutture oggetto della presente relazione. 4. MATERIALI E VALORI CARATTERISTICI DELLE RESISTENZE MECCANICHE 4.1 CALCESTRUZZO Cls classe R ck 300, equivalente alla classe di resistenza C25/30 secondo la denominazione normalizzata e avente la seguente composizione e resistenze caratteristiche: Cemento tipo 325 Inerti: sabbia e pietrisco Dosaggio del calcestruzzo per m 3 di impasto: cemento: 300 dan pietrisco: 0,80 m 3 sabbia: 0,40 m 3 rapporto a/c: 0,50 modulo d elasticità normale: E c = dancm -2 Resistenze caratteristiche: resistenza caratteristica cilindrica o a compressione: f ck = 250,00 dancm -2 resistenza caratteristica a trazione : f ctk = 18,00 dancm -2 Peso specifico: γ c = 2500 danm ACCIAIO IN BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA Acciaio per cemento armato B450C, avente le seguenti caratteristiche: 3

7 tensione caratteristica di snervamento: f yk > 4500 dancm -2 tensione caratteristica di rottura: f tk > 5400 dancm -2 coefficiente di omogeneizzazione: n = ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA ACCIAIO S275 Modulo elastico E = dancm -2 ; Modulo di elasticità trasversale G=E/[2(1+n)]; Coefficiente di Poisson n=0.33; Coefficiente di espansione termica lineare (per temperature fino a 100 C): a=12x10-6 per C -1 ; Peso specifico ρ=7850 danm -3 Per i laminati a caldo, con profili a sezione aperta o chiusa e spessori inferiori a 40 mm, si sono assunti i seguenti valori nominali desunti dalla Normativa vigente: tensione caratteristica di snervamento f yk = 2750 dancm -2 ; tensione caratteristica di rottura f tk = 4300 dancm -2. I valori di calcolo (f yd, f td ) sono stati ricavati dai valori caratteristici mediante i coefficienti parziali di sicurezza riportati nella seguente tabella: Resistenza delle sezioni di classe g m0 =1.05 Resistenza all instabilità delle membrature g m1 =1.05 Resistenza all instabilità delle membrature di ponti stradali e g m1 =1.10 ferroviari Resistenza, nei riguardi della frattura, delle sezioni tese g m2 =1.25 (indebolite da fori) Unioni bullonate Le unioni bullonate, non precaricate, saranno realizzate con bulloni ad alta resistenza costituiti da viti di Classe 8.8 e dadi di Classe 8. Le tensioni caratteristiche delle viti di Classe 8.8 hanno i seguenti valori: - tensione caratteristica di snervamento f ybk = 6490 dancm -2 ; - tensione caratteristica di rottura f tbk = 8000 dancm -2. Per determinare i relativi valori di calcolo (f ybd, f tbd ), utilizzati nelle verifiche di resistenza dei collegamenti, si è fatto riferimento al coefficiente parziale di sicurezza g m2 =

8 4.3.2 Unioni saldate Nel realizzare le unioni saldate verranno rispettati tutti i requisiti riguardanti i procedimenti di saldatura, i materiali d apporto e i controlli idonei e necessari per ottenere le prestazioni meccaniche adeguate ai livelli di sicurezza richiesti dalle NTC RELAZIONE GEOLOGICO GEOTECNICA I parametri geologici geotecnici utilizzati nei calcoli sono quelli contenuti nella relazione geologico tecnica redatta dal geologo Dott. Bruno Sgarlata. L area di fondazione fa parte di una depressione morfologica di origine tettonica. Il sito in oggetto, difatti è parte integrante del versante sinistro in sponda idraulica di un torrente che per la tipica morfologia è stato denominato Cava Gonfalone. L elevata competenza di calcari unitamente al loro assetto strutturale ed alla intensa tettonizzazione subita, hanno prodotto un paesaggio dalle forme aspre con versanti a pareti sub-verticali o assai acclivi, privi di copertura vegetale e fortemente denudati. Nel tempo, gli effetti del dilavamento superficiale, dell insolazione, delle azioni gelive e dell intensa tettonizzazione subita, hanno causato crolli di varia entità determinando la formazione di accumuli detritici a ricoprimento del piede delle pareti, che hanno determinato la creazione di orizzonti clastici con granulometria minore di quella d origine. Il modello geologico, quindi è dato da una copertura detritica avente uno spessore massimo di 1,80-2,00 m sopra livello a banchi calciruditici alternati a sottili strati calcarenitici con ottime caratteristiche di portanza. La giacitura di questo terreno sedimentario è suborizzontale con un inclinazione massima a reggi poggio di 15. Le pendenze misurate sul terreno lungo il pendio dove verrà realizzata la passerella di ingresso al museo, invece, sono dell ordine di 28,9, e l intero pendio risulta avere una pendenza media di 20. Dalla relazione geologica allegata sono stati ricavati i valori caratteristici dei parametrici fisicomeccanici relative al materiale detritico (riporto), e al livello a banchi calciruditici alternati a sottili strati calcarenitico-marnosi, che si riportano di seguito: Materiale detritico (riporto) - Peso specifico γ' = 1700,0 danm -3 - Angolo di attrito interno φ = 31 - Coesione c = 0,00 dancm -2 5

9 Livello a banchi calciruditici alternati a sottili strati calcarenitico-marnosi - Peso specifico γ' = 2150,0 danm -3 - Angolo di attrito interno φ = 35 - Coesione c = 5,90 dancm -2 - Capacità portante Q SLU = 6,03 dancm -2. Q SLE = 5,48 dancm Coefficiente di sottofondo Kd = 30,00 dancm -3. In accordo alle prescrizioni del D.M. 14 Gennaio 2008, nell area d intorno a quella in oggetto è stata eseguita una prova Down-Hole in un sondaggio spinto fino alla profondità di 30,00 m. Dai risultati di tale prova è emerso che la velocità delle onde S del substrato integro è maggiore di 800m/s e, pertanto, il terreno di fondazione può essere classificato nella categoria A. Tuttavia, poiché tale prova è stata eseguita altrove, e nel sito è stato rilevato che tale substrato integro non è affiorante bensì ha sopra una copertura detritica di spessore variabile, i terreni di stretto interesse sono stati declassati alla categoria E dei suoli di fondazione. Per il calcolo delle opere oggetto della presente relazione pertanto, è stato considerato un suolo di classe A per il progetto della scala in c.a. e della passerella di accesso alla cisterna le cui fondazioni del tipo diretto poggeranno direttamente sulla roccia. Per quanto riguarda invece la passerella di ingresso al museo, che verrà realizzata sul pendio dove nel tempo si sono formati notevoli accumuli detritici, è stato considerato un suolo di classe E. Al fine di posizionare le strutture di fondazione di tale passerella nella roccia carbonatica, in corrispondenza degli appoggi della passerella, verranno realizzate delle fondazioni su pali. 6. ANALISI DEI CARICHI 6.1 SOVRACCARICHI PERMANENTI PASSERELLE I sovraccarichi permanenti agenti sull impalcato delle due passerelle in acciaio, sono costituiti dai seguenti pesi caratteristici: - peso lamiera bugnata e pavimentazione in lastre di resina cementizia: 95,00 danm -2 ; - peso parapetto in vetro temperato multistrato di sicurezza (s max = 3 cm): 90,00 danm SOVRACCARICHI PERMANENTI SCALA SAGRATO I sovraccarichi permanenti agenti sulle strutture in c.a. che costituiscono la scala davanti al sagrato della chiesa, sono costituiti dai seguenti pesi caratteristici: 6

10 - peso solaio in latero-cemento gettato in opera: 560,00 danm -2 ; - peso gradini riportati: 240,00 danm -2 ; - peso pavimentazione scala esterna (s = 3 cm): 60,00 danm CARICHI ACCIDENTALI PASSERELLE E SCALA SAGRATO - Sovraccarico accidentale passerelle ai sensi del D.M. 14 Gennaio 2008: Ai sensi delle prescrizioni di cui al Categorie stradali del D.M , entrambe le passerelle in progetto sono classificate come ponte di 3 a categoria, e quindi come ponte per il transito dei soli carichi variabili da traffico relativi allo Schema 5 folla compatta, il cui valore caratteristico è pari a: 500,00 danm -2 - Sovraccarico accidentale scala sagrato ai sensi del D.M. 14 Gennaio 2008: - Categoria C 2 : ambienti suscettibili di affollamento 400,00 danm -2 ; - Carico orizzontale del parapetto sulle passerelle e sulla scala del sagrato ai sensi del D.M. 14 Gennaio 2008: Ai sensi delle prescrizioni di cui al Azioni sui parapetti del D.M , l azione orizzontale di 150 danm -1 applicata al corrimano dei parapetti presenti nelle due passerelle e nella scala del sagrato, è stata considerata come un momento torcente applicato alle travi che sorreggono il parapetto stesso. L entità del suddetto momento torcente è stata valutata nel seguente modo: M t = 150*1,20 = 180 danmm -1 essendo il parapetto alto 1,20 m. Si precisa inoltre che, ai sensi del punto 3.6 del D.M , per combinare tale azione con gli altri carichi si è fatto riferimento alla combinazione eccezionale di azioni di cui al Carico neve sulla passerella esterna di ingresso al museo e sulla scala in c.a. Secondo quanto prescritto al punto del D.M. 14 Gennaio 2008, il carico dovuto alla neve è pari a: q s = μ i q sk C E C t dove, con riferimento alla provincia di Ragusa che ricade in zona 3, si ha: q sk = 0,60 KNm -2 per a s < 200 m s.l.m. q sk = 0,51 [1+(a s /481) 2 ] KNm -2 per a s > 200 m s.l.m. Poichè le strutture in progetto sono caratterizzate da un altitudine as 400 m s.l.m. si ha: 7

11 q sk = 0,86 KNm -2 = 86,00 danm -2 ; C E = 1,0 (per classe di topografia normale); C t = 1,0; μ i = 0,8 (α = 0 ). Per il calcolo del carico dovuto alla neve è stata considerata pertanto una distribuzione uniforme pari a: q s = 0,80 x 86,00 x 1,0 x 1,0 = 68,80 danm -2 70,00 danm -2. Si precisa che sull impalcato della passerella di ingresso al museo tale carico non è stato considerato concomitante con le azioni variabili da traffico, in accordo con le prescrizioni del del D.M. 14 gennaio Carico vento sulla passerella esterna di ingresso al museo Secondo quanto prescritto al punto 3.3 del D.M. 14 Gennaio 2008, le azioni dovute al vento vengono ricondotte ad azioni statiche equivalenti costituite da pressioni e depressioni agenti normalmente alle superfici degli elementi che compongono la costruzione. In particolare, la pressione del vento è data dalla relazione: p = q c c dove: b e p c 2 - qb v b d 1 = ρ (in N/m 2 ) è la pressione cinetica di riferimento, 2 con: v b =velocità di riferimento e r=1.25kg/m 3 densità dell aria. - c p è il coefficiente di forma ( o aerodinamico): - c d coefficiente dinamico, in genere pari ad 1. - c e coefficiente di esposizione: ( ) = 2 c ln( z ) 7 + ln( z e z kr ct c ) z t per z z 0 z min 0 ce ( z) = ce( zmin ) per z < z min nel quale il coefficiente di topografia c t si pone in genere uguale ad 1, mentre gli altri parametri si ricavano in funzione della categoria di esposizione del sito ove sorge la costruzione. Nel caso in esame, Sicilia (ZONA 4) ed altitudine 400 m s.l.m., si ottiene un valore della velocità di riferimento di 28,00 m/s e dunque un q b di 50,00 danm -2. 8

12 Per il coefficiente di forma si ha: c p = +0,8 (per elementi sopravento); c p = -0,4 (per elementi sottovento). Per il coefficiente di esposizione si ha: c e = 1,71 in quanto la classe di rugosità del terreno è B e la categoria III. I valori della pressione e depressione del vento quindi sono i seguenti: p 67,00 danm -2 (pressione del vento); p - 33,50 danm -2 (depressione del vento). Si precisa che come azione del vento è stata considerata solo la pressione che è stata assegnata come un carico lineare, agente ortogonalmente alle colonne e alle travi della passerella di ingresso al museo. - Azione della temperatura sulle passerelle in acciaio e sulla scala in c.a. Per tener conto delle sollecitazioni indotte dalle variazioni termiche giornaliere o stagionali sulle strutture in acciaio delle passerelle, e su quelle in c.a. della scala sul sagrato della chiesa, si è ipotizzata una variazione termica uniforme lungo tutta la struttura. In accordo con le prescrizioni delle NTC 2008 sono state considerate le seguenti variazioni termiche: ΔT u = ±25 C - per strutture in acciaio espote, coefficiente di dilatazione termica α T = 12 (10-6 / C). ΔT u = ±15 C - per strutture in c.a. esposte, coefficiente di dilatazione termica α T = 10 (10-6 / C). 7. AZIONE SISMICA Per eseguire l analisi dinamica delle nuove strutture oggetto della presente relazione, è stata considerata l azione sismica prescritta al 3.2 del D.M. 14 Gennaio Nei paragrafi seguenti sono riportati in dettaglio sia i valori dei parametri di calcolo che le forme degli spettri di progetto utilizzati nelle analisi sismiche effettuate sulle singole strutture. 8. COMBINAZIONI DELLE AZIONI STATICHE Secondo quanto prescritto al del D.M. 14 Gennaio 2008, le azioni devono essere cumulate in modo da determinare le condizioni di carico più sfavorevoli ai fini delle singole verifiche, tenendo conto della probabilità ridotta di intervento simultaneo di tutti i carichi. Le azioni di calcolo F d, pertanto, sono state determinate adottando combinazioni del tipo: 9

13 dove: F d i = = γ G Gk1 γ G2Gk 2 γ q Q1 k i= n 1 ψ 0i 2 G k1 = valore caratteristico dei carichi permanenti strutturali; ( Q ) G k2 = valore caratteristico dei carichi permanenti non strutturali; Q ki = valore caratteristico dei sovraccarichi accidentali. Di seguito si riportano i valori dei coefficienti di amplificazione dei carichi adottati per il calcolo delle singole strutture: γ G1 = 1,3 (coeff. di amplificazione dei pesi propri scala sagrato); γ G1 = 1,35 (coeff. di amplificazione dei pesi propri passerelle); γ G2 = 1,5 (coeff. di amplificazione dei carichi permanenti non strutturali); γ q = 1,5 (coeff. di amplificazione dei sovraccarichi accidentali); γ q = 1,35 (coeff. di amplificazione dei carichi variabili da traffico, folla compatta). Di seguito si riportano i valori dei coefficienti di combinazione allo S.L.U. che sono stati utilizzati per il calcolo delle singole strutture: - folla compatta passerelle: ψ 0 = 0,40, ψ 1 = 0,40, ψ 2 = 0,00; - carico accidentale scala sagrato: ψ 0 = 0,70, ψ 1 = 0,70, ψ 2 = 0,60; - neve in fase di esecuzione passerella: ψ 0 = 0,80, ψ 1 = 0,60, ψ 2 = 0,50; - neve scala sagrato: ψ 0 = 0,50, ψ 1 = 0,20, ψ 2 = 0,00; - vento a ponte scarico: ψ 0 = 0,60, ψ 1 = 0,20, ψ 2 = 0,00; - vento a ponte carico: ψ 0 = 0,60, ψ 1 = 0,00, ψ 2 = 0,00; - variazione termica: ψ 0 = 0,60, ψ 1 = 0,50, ψ 2 = 0,00. ik 9. COMBINAZIONE DEL SISMA CON LE AZIONI STATICHE Ai sensi dei punti e del D.M. 14 Gennaio 2008, le verifiche agli stati limite ultimi e di esercizio, sono state effettuate combinando l azione sismica E con le altre azioni nel seguente modo: dove: ( Q ) Gk1 + Gk 2 + E + ψ 2i j kj 10

14 G k1 = valore caratteristico dei carichi permanenti strutturali; G k2 = valore caratteristico dei carichi permanenti non strutturali; E = azione sismica; Q ki = valore caratteristico dei sovraccarichi accidentali; ψ = coefficiente di combinazione allo S.L.U. (Tabella 2.5.I del D.M. 14 Gennaio 2008). 2i Secondo quanto prescritto nel del D.M.14 Gennaio 2008, sono state considerate sia le direzioni orizzontali del sisma che quella verticale, che sono state combinate tra loro nel seguente modo: *E x *E y *E z *E x *E y *E z *E x *E y *E z. 10. PROGRAMMA DI CALCOLO L immissione dei dati di input, la modellazione, il calcolo e le verifiche delle strutture, sono stati effettuati impiegando il programma di calcolo WINSTRAND Tale software consente di schematizzare gli elementi strutturali in acciaio e in cemento armato secondo la teoria degli elementi finiti e dispone di diversi moduli operativi. In particolare, il Pre-Processore è il modulo base che permette di definire la tipologia strutturale con qualunque geometria, piana o spaziale; esso permette l input spaziale dei nodi, delle sezioni degli elementi, dei carichi applicati, delle combinazioni di carico e del tipo di analisi da eseguire, statica o sismica. Il modulo Codice di Calcolo, una volta definito l input strutturale, esegue l analisi statica o sismica agli elementi finiti determinando lo stato di deformazione e sollecitazione. Il controllo dei risultati avviene tramite il Post-Processore con il quale è possibile visualizzare deformate, diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione, ed avere informazioni riguardanti spostamenti, sollecitazioni, frecce, pressioni sul terreno, ecc. Il modulo Verifica e Disegno CA, invece, consente di eseguire le verifiche di resistenza degli elementi strutturali in c.a. e permette, anch esso di visualizzare le deformate e i diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Il modulo Verifica Acciaio, infine, esegue le verifiche di resistenza degli elementi strutturali in acciaio e consente, inoltre di visualizzare le deformate dell intera struttura, le frecce dei singoli profili, e i diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. 11

15 11. MODELLO STRUTTURALE SCALA IN C.A. SAGRATO La scala in cemento armato in sostituzione di quella esistente da realizzare davanti al sagrato della chiesa sarà costituita da due rampe realizzate con due solette in c.a., e da un pianerottolo intermedio, costituito da un solaio con struttura mista in latero-cemento del tipo gettato in opera, che poggerà su una struttura intelaiata, costituita da travi e pilastri in c.a., che fungerà da locale tecnico. I gradini delle due rampe saranno del tipo riportato e saranno rivestiti con lastre in pietra calcarea aventi spessore non superiore a 3,00 cm. Le strutture di fondazione del tipo superficiale saranno costituite da una piastra in c.a. di spessore pari a 30 cm, su cui verrà fondata la prima rampa della scala e la suddetta struttura intelaiata, e da una trave in c.a., con sezione trasversale di dimensioni pari a 50x100cm, che farà da fondazione alla seconda rampa. Secondo quanto già affermato nella relazione geologica redatta dal geologo Dott. Bruno Sgarlata, si ribadisce che tale trave di fondazione verrà posizionata direttamente sui termini carbonatici della Formazione Ragusa, che si trovano ad una profondità dall attuale piano di calpestio di circa 1,30m. Per quanto riguarda inoltre il muro di contenimento esistente su via Torrenuova, che non è oggetto di intervento, si precisa la sua stabilità non sarà inficiata dalle operazioni di scavo necessarie per la ricostruzione della nuova scala in cemento armato. A ridosso di tale muro, difatti, ci si limiterà semplicemente a rimuovere il materiale detritico che costituisce l aiuola esistente per riconfigurare la nuova disposizione dello spazio adibito a verde. Di seguito si riportano i dati relativi allo schema geometrico utilizzato per implementare il modello di calcolo strutturale mediante il programma WINSTRAND Piastra di fondazione in c.a.: Piastra rettangolare di dimensioni pari a 8,00x6,00x0,30 m. - Solette rampanti in c.a.: 1 Soletta rampante in c.a. di dimensioni in pianta pari a 3,90x6,00 m e spessore pari a 15 cm; 2 Soletta rampante in c.a. di dimensioni in pianta pari a 2,85x6,00 m e spessore pari a 15 cm. - Struttura intelaiata in c.a.: n. 2 pilastri sez. 30x50 cm, h = 2,60 m; n. 2 pilastri sez. 30x40 cm, h = 2,60 m; 12

16 n. 2 travi sez. 30x50 cm, l = 3,55; n. 2 travi sez. 40x50 cm, l = 6,00 m. solaio in latero cemento di dimensioni pari a 3,55x6,00x0,21 m. - Trave di fondazione in c.a.: Trave di fondazione in c.a. sez. 50x100 cm, lunghezza l = 6,00 m. Di seguito, si riportano la vista assonometrica dello schema di calcolo relativo all intera struttura della scala in c.a., e lo schema della parte intelaiata con la numerazione dei singoli elementi al fine di facilitare la lettura dei risultati riportati nei paragrafi seguenti. 13

17 Nel modello di calcolo analizzato, gli elementi strutturali della parte in elevazione sono stati discretizzati mediante elementi finiti monodimensionali tipo ASTA, aventi 6 gradi di libertà per nodo nello spazio (la matrice di rigidezza sarà 12x12), e caratterizzati da un comportamento a trave in quanto hanno una componente di rigidezza flessionale oltre che assiale. Per modellare le strutture di fondazione e la soletta in c.a. delle due rampe, invece, sono stati utilizzati elementi finiti bidimensionali tipo mesh a 4 nodi, caratterizzati da uno spessore pari rispettivamente a 30 cm e a 15 cm. Le condizioni di carico indipendenti considerate sono le seguenti: 1) Peso proprio elementi strutturali; 2) Carichi permanenti non strutturali 3) Q 400, cat. C2 4) Variazione Termica ΔT=15 C 5) Carico neve; 6) Mt carico orizzontale parapetto; 7) Sisma 0; 8) Sisma 90; 9) Sisma 180; 10) Sisma 270. Secondo quanto prescritto al punto del D.M. 14 Gennaio 2008, le condizioni indipendenti sopra elencate sono state combinate nel modo più sfavorevole, utilizzando i coefficienti di combinazione precedentemente definiti. Per determinare le sollecitazioni sui singoli elementi strutturali è stata eseguita un analisi statica e dinamica modale senza condensazione di piano agli Stati Limite ai sensi del T.U I valori dei parametri e gli spettri di progetto utilizzati per l analisi sismica sono riportati di seguito: Via Avv. G. Ottaviano s.n.c., Ragusa Ibla(RG): Longitudine: ; Latitudine: ; Categoria di Suolo: A; Coefficiente di amplificazione topografica: S T = 1,20; Vita nominale della costruzione: V N = 50 anni; Classe d'uso: III; Coefficiente d uso: C U = 1,50; Classe di duttilità: B (bassa) Periodo di riferimento per l azione sismica: V R = 75 anni; Smorzamento Viscoso ( 0.05 = 5% ) 0,05; Fattore di struttura per sisma orizzontale ( e del D.M. 14 Gennaio 2008): 14

18 q = q 0 K r = 3,3; dove: q 0 = 3,0 α u /α 1 (per strutture intelaiate in c.a. e CD B ); α u /α 1 = 1,1 (per strutture a telaio di un piano) K r = 1 (per costruzioni regolari in altezza). Fattore di struttura per sisma verticale: q = 1,5 ( D.M. 14 Gennaio 2008). - Spettro in accordo con TU TU 2008 SLV H Probabilità di superamento (P VR ) 10.0 e periodo di ritorno (T R ) 712 (anni) S s 1.0 T B 0.14 [sec] T C 0.42 [sec] T D 2.68 [sec] a g /g F o T C * TU 2008 SLD H Probabilità di superamento (P VR ) 63.0 e periodo di ritorno (T R ) 75 (anni) S s 1.0 T B 0.09 [sec] T C 0.28 [sec] T D 1.87 [sec] a g /g F o T C *

19 Fattori di partecipazione per il calcolo delle masse Cond. Carico 1 PESI PROPRI Cond. Carico 2 PERMANENTI NON STRUTTURALI Cond. Carico 3 Q Cond. Carico 4 DT 15 C Cond. Carico 5 NEVE Cond. Carico 6 Mt CARICO ORIZZONTALE PARAPETTO Verifiche elementi strutturali e diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione Dalle analisi eseguite sul modello descritto nel paragrafo precedente, sono stati ricavati i valori più sfavorevoli delle sollecitazioni agenti, ed in corrispondenza degli stessi è stata eseguita la valutazione della sicurezza dei singoli elementi strutturali verificando, di volta in volta, che il rapporto fra il valore di progetto di ciascuna sollecitazione (E d ) e quello della resistenza di progetto (R d ), fosse inferiore all unità. I risultati delle verifiche di sicurezza degli elementi strutturali che costituiscono la scala in c.a. sono riportati nell Allegato A che fa parte integrante della presente relazione. Nelle figure riportate di seguito è rappresentato l andamento tipo dei diagrammi delle caratteristiche delle sollecitazioni agenti sugli elementi strutturali della scala. 16

20 Diagramma tipo M 12 Diagramma tipo T 12 17

21 Diagramma tipo M 13 Diagramma tipo T 13 18

22 Diagramma tipo Sforzo Normale Di seguito si riportano i valori massimi delle caratteristiche della sollecitazione rappresentati nelle precedenti figure. Pilastro Sezione numero 1 Rett. 30x40 Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 11 Max asta [kg] Comb. 1 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 2 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 2 Max asta [kg] Comb. 2 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb. 4 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 2 Max asta [kgm] Comb. 11 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 1 Max asta [kgm]comb. 1 Pilastro Sezione numero 3 Rett. 30x50 Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 11 Max asta [kg] Comb. 5 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 2 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 1 Max asta [kg] Comb. 1 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 2 Max asta [kgm] Comb. 2 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb. 4 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 1 Max asta [kgm] Comb. 1 Trave Sezione numero 1 Rett. Trave 30x50 Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 2 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 2 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 5 Max asta [kg] Comb. 5 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 6 Max asta [kgm] Comb. 6 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb. 2 19

23 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 5 Max asta [kgm] Comb. 5 Trave Sezione numero 3 Rett. Trave 40x50 Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 2 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 5 Max asta [kg] Comb. 5 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 4 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 1 Max asta [kgm] Comb. 1 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 5 Max asta [kgm] Comb. 1 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb Pressioni massime sul terreno di fondazione Il valore massimo della pressione nel terreno di fondazione risulta pari a 1,2 dancm -2. Tale valore è nettamente inferiore alla capacità portante del terreno relativa agli SLU e agli SLE pari rispettivamente a Q SLU = 6,03 dancm -2, e a Q SLE = 5,48 dancm MODELLO STRUTTURALE PASSERELLA ACCESSO CISTERNA Per accedere alla cisterna esistente in corrispondenza della prima elevazione dell edificio, verrà realizzata una passerella in acciaio costituita da quattro telai del tipo a portale, sui quali poggerà l impalcato che, avendo una pianta a forma di L, sarà caratterizzato da una parte a sbalzo. In particolare, la struttura portante dell impalcato sarà costituita da due profili in acciaio tipo HEB 140, e da un orditura di travi secondarie tipo IPE 120 sulle quali verrà fissata la lamiera bugnata, opportunamente irrigidita mediante piatti in acciaio. La pavimentazione dell impalcato sarà costituita da lastre di resina cementizia di spessore massimo pari a 3,00 cm. I singoli portali in acciaio che sorreggono la passerella saranno costituiti da due colonne tipo HEB 180 collegate in testa da una trave tipo HEB 140. Come è possibile osservare dagli elaborati grafici del presente progetto, in corrispondenza delle due colonne su cui è ancorata la parte a sbalzo dell impalcato, sono presenti due controventi realizzati con profili tipo UPN 100. Le strutture di fondazione della passerella saranno del tipo diretto in quanto la cisterna in oggetto è già scavata all interno della roccia. Le travi di fondazione in cemento armato con sezione trasversale pari a 50x30 cm, pertanto, saranno poggiate direttamente sul fondo roccioso che, allo stato attuale costituisce il piano di calpestio della stessa cisterna. Il parapetto sarà realizzato con pannelli in vetro temperato multistrato di sicurezza aventi larghezza pari a 1,50 m e altezza pari a 1,20 m. 20

24 Di seguito si riportano i dati relativi allo schema geometrico utilizzato per implementare il modello di calcolo strutturale mediante il programma WINSTRAND Impalcato: La pianta dell impalcato si presenta a forma di L. La porzione di impalcato appoggiata sui quattro portali ha lunghezza pari a 11,50 m e larghezza pari a 1,40 m. La parte a sbalzo, invece, è caratterizzata da una lunghezza pari a 2,60 m e da una larghezza di 2,00 m. - Travi principali impalcato: HEB 140 disposte con interasse i = 1,40 m, nella parte di impalcato appoggiata ai portali; HEB 140 disposte con interasse i = 2,00 m, nella parte di impalcato a sbalzo. - Travi secondarie impalcato: IPE 120 disposte con interasse variabile da 0,90 m a 1,50 m circa, in funzione della geometria dell impalcato. - Telai a portale: I quattro portali sono disposti longitudinalmente con i seguenti passi: p 1 = 5,00 m; p 2 = 4,50 m; p 3 = 2,00 m. Ciascun telaio è costituito da: n. 2 colonne tipo HEB 180, aventi altezza h = 2,00 m, disposte con interasse i = 1,40 m, e collegate in testa da una trave tipo HEB Fondazioni: Travi di fondazione in c.a. aventi sezione trasversale di dimensioni pari a 50x30 cm. Di seguito, si riporta la vista assonometrica dello schema di calcolo relativo alla passerella con la numerazione dei singoli elementi al fine di facilitare la lettura dei risultati riportati nei paragrafi seguenti. Nel modello di calcolo analizzato, gli elementi strutturali della parte in elevazione e delle fondazioni sono stati discretizzati mediante elementi finiti monodimensionali tipo ASTA, aventi 6 gradi di libertà per nodo nello spazio (la matrice di rigidezza sarà 12x12), e caratterizzati da un comportamento a trave in quanto hanno una componente di rigidezza flessionale oltre che assiale. 21

25 Le condizioni di carico indipendenti considerate sono le seguenti: 1) Peso proprio elementi strutturali; 2) Carichi permanenti non strutturali; 3) Folla compatta; 4) Variazione Termica ΔT=25 C; 5) Mt carico orizzontale parapetto; 6) Sisma 0; 7) Sisma 90; 8) Sisma 180; 9) Sisma 270; 10) Sisma verticale (-1) Secondo quanto prescritto al punto del D.M. 14 Gennaio 2008, le condizioni indipendenti sopra elencate sono state combinate nel modo più sfavorevole, utilizzando i coefficienti di combinazione precedentemente definiti. Per determinare le sollecitazioni sui singoli elementi strutturali è stata eseguita un analisi statica e dinamica modale senza condensazione di piano agli Stati Limite ai sensi del T.U I valori dei parametri e gli spettri di progetto utilizzati per l analisi sismica sono riportati di seguito: Via Avv. G. Ottaviano s.n.c., Ragusa Ibla(RG): Longitudine: ; Latitudine: ; 22

26 Categoria di Suolo: A; Coefficiente di amplificazione topografica: S T = 1,00; Vita nominale della costruzione: V N = 50 anni; Classe d'uso: III; Coefficiente d uso: C U = 1,50; Classe di duttilità: B (bassa) Periodo di riferimento per l azione sismica: V R = 75 anni; Smorzamento Viscoso ( 0.05 = 5% ) 0,05; Fattore di struttura per sisma orizzontale ( e del D.M. 14 Gennaio 2008): q = q 0 K r = 1,5; dove: q 0 = 1,5 (per pile in acciaio e CD B ); K r = 1 (per costruzioni regolari in altezza). Fattore di struttura per sisma verticale: q = 1,0 ( D.M. 14 Gennaio 2008). - Spettro in accordo con TU TU 2008 SLV H Probabilità di superamento (P VR ) 10.0 e periodo di ritorno (T R ) 712 (anni) S s 1.0 T B 0.14 [sec] T C 0.42 [sec] T D 2.68 [sec] a g /g F o T C * TU 2008 SLV V Probabilità di superamento (P VR ) 10.0 e periodo di ritorno (T R ) 712 (anni) S s 1.0 T B 0.05 [sec] T C 0.15 [sec] T D 1.00 [sec] 23

27 a g /g F v T C * TU 2008 SLD H Probabilità di superamento (P VR ) 63.0 e periodo di ritorno (T R ) 75 (anni) S s 1.0 T B 0.09 [sec] T C 0.28 [sec] T D 1.87 [sec] a g /g F o T C * TU 2008 SLD V Probabilità di superamento (P VR ) 63.0 e periodo di ritorno (T R ) 75 (anni) S s 1.0 T B 0.05 [sec] T C 0.15 [sec] T D 1.00 [sec] a g /g

28 F v T C * Fattori di partecipazione per il calcolo delle masse Cond. Carico 1 PESI PROPRI Cond. Carico 2 PERMANENTI NON STRUTTURALI Cond. Carico 3 FOLLA COMPATTA Cond. Carico 4 DT 25 C Cond. Carico 5 Mt CARICO ORIZZONTALE PARAPETTO Verifiche elementi strutturali e diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione Dalle analisi eseguite sul modello descritto nel paragrafo precedente, sono stati ricavati i valori più sfavorevoli delle sollecitazioni agenti, ed in corrispondenza degli stessi è stata eseguita la valutazione della sicurezza dei singoli elementi strutturali verificando, di volta in volta, che il rapporto fra il valore di progetto di ciascuna sollecitazione (E d ) e quello della resistenza di progetto (R d ), fosse inferiore all unità. I risultati delle verifiche di sicurezza degli elementi strutturali che costituiscono la passerella in acciaio di accesso alla cisterna sono riportati nell Allegato B che fa parte integrante della presente relazione. Nelle figure riportate di seguito è rappresentato l andamento tipo dei diagrammi delle caratteristiche delle sollecitazioni agenti sugli elementi strutturali della passerella. 25

29 Diagramma tipo sforzo normale N Diagramma tipo M 12 26

30 Diagramma tipo T 12 Diagramma tipo M 13 27

31 Diagramma tipo T 13 Di seguito si riportano i valori massimi delle caratteristiche della sollecitazione rappresentati nelle precedenti figure. HEB 180 PILE Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 4 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 1 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 11 Max asta [kg] Comb. 6 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 8 Max asta [kgm] Comb. 13 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 1 Max asta [kgm] Comb. 4 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 6 Max asta [kgm] Comb. 11 IPE 120 TRAVI SECONDARIE Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 9 Max asta [kg] Comb. 10 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 1 Max asta [kg] Comb. 1 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 12 Max asta [kg] Comb. 9 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 1 Max asta [kgm] Comb. 8 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb. 5 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 9 Max asta [kgm] Comb. 12 HEB 140 TRAVI IMPALCATO Sforzo normale Min asta [kg] Comb. 4 Max asta [kg] Comb. 13 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 1 Max asta [kg] Comb. 1 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 12 Max asta [kg] Comb. 9 28

32 Momento torcente Min asta [kgm] Comb. 5 Max asta [kgm] Comb. 5 Momento Flet. piano 1-2 Min asta [kgm] Comb. 4 Max asta [kgm] Comb. 1 Momento Flet. piano 1-3 Min asta [kgm] Comb. 12 Max asta [kgm] Comb. 9 UPN 100 CONTROVENTI Sforzo normale Min asta [kg]comb. 15 Max asta [kg] Comb. 4 Taglio piano 1-2 Min asta [kg] Comb. 1 Max asta [kg] Comb. 1 Taglio piano 1-3 Min asta [kg] Comb. 1 Max asta [kg] Comb Pressioni massime sul terreno di fondazione Il valore massimo della pressione nel terreno di fondazione risulta pari a 1,6 dancm -2. Tale valore è inferiore alla capacità portante del terreno relativa agli SLU e agli SLE pari rispettivamente a Q SLU = 6,03 dancm -2, e a Q SLE = 5,48 dancm Verifica collegamento colonna - fondazione Il collegamento colonna-fondazione sarà realizzato con piastre in acciaio di dimensioni pari a 350x350x10 mm, che verranno ancorate alle travi di fondazione in c.a. mediante 8 tirafondi di Classe 8.8, e diametro pari a φ20. Tale collegamento è stato verificato facendo riferimento alle sollecitazioni massime riportate nelle seguenti combinazioni di carico: Sollecitazioni agenti sulla piastra di base: Cmb.Nodo V3 (dan) V2 (dan) N (dan) M3 (dan cm) M2 (dan cm) T (dan cm) ,0 700,0-8290,0 2770,0-5000,0 0, ,0 700,0 2120,0 2770,0-5000,0 0,0 Dati piastra di base Piastra di base rettangolare 350x350 mm, spessore = 10 mm Tipo di acciaio: S275 Fondazione: Calcestruzzo C25/20 Pressione massima = 7,9 dan/cmq con combinazione di carico n. 1 Coord.vertici dir.3 e 2 (cm) Pres.CLS (dan/cmq) Verifica (< 0.44 Rck) 0,0 0,0 6,5 ok 0,0 35,0 5,7 ok 35,0 35,0 7,1 ok 35,0 0,0 7,9 ok Tirafondi: Diametro = 20 mm Area = 3,14 cmq, Area ridotta per filettatura = 2,45 cmq (Ar/A = 0,78) Vite classe 8.8 Dado 6S 29

33 fdn = 5600 dan/cmq fdv = 3960 dan/cmq Tensione normale massima = 144,6 dan/cmq con combinazione di carico n. 2 Coord.tirafondi dir.3 e 2(cm) Tens.Norm.(daN/cmq) Tens.Tang.(daN/cmq) Verifica 3,0 32,0 144,6 61,6 ok 32,0 32,0 97,7 61,6 ok 32,0 3,0 71,7 61,6 ok 3,0 3,0 118,6 61,6 ok 17,5 32,0 121,1 61,6 ok 17,5 3,0 95,2 61,6 ok 3,0 17,5 131,6 61,6 ok 32,0 17,5 84,7 61,6 ok Verifica piastra: fd = 2750 dan/cmq Verifica sezione dir.3 a filo del pilastro: Sollecitazione massima con combinazione di carico n. 1 Pressione media bordo dir.3 = 7,15 dan/cmq M3 massimo = 9046,59 dan cm W piastra nervata = 65,25 cm3 Tensione massima = M3 / W = 138,66 dan/cmq < fd (ok) Verifica sezione dir.2 a filo del pilastro: Sollecitazione massima con combinazione di carico n. 1 Pressione media bordo dir.2 = 7,47 dan/cmq M2 massimo = 9441,16 dan cm W piastra nervata = 65,25 cm3 Tensione massima = M2 / W = 144,70 dan/cmq < fd (ok) Verifica della piastra in corrispondenza del tirafondo con maggior trazione: Trazione massima con combinazione di carico n. 2 Sforzo massimo tirafondo = 144,59 dan/cmq Forza applicata dal tirafondo = F = Sf. max. * Area ridotta del tirafondo = 354,31 dan M max. = F x dist. = 354,31x5,50=1948,72 dan cm Larghezza utile B = 9,5 cm W = B*spessore²/6 = 1,58 cm3 Tensione max = M max / W = 1230,77 dan/cmq < fd (ok) Verifica della passerella nei confronti del carico d incendio Calcolo della classe di resistenza degli elementi strutturali della passerella Ai fini della determinazione della classe di resistenza al fuoco dei profili in acciaio che costituiscono la passerella in oggetto, interna al complesso edilizio sede dell attività museale in progetto, si è assunto come valore nominale del carico di incendio (q f ) in ogni ambiente il limite massimo consentito dalla normativa specifica per l attività (D.M. 569 del ), pari a di 10 kg/mq di legna equivalente ( MJ/mq). 30

34 A partire dal carico di incendio nominale q f viene definito il carico di incendio specifico di progetto, indicato come q f,d e valutato secondo la seguente formula: q f,d = δ q1 δ q2 δ n q f [MJ/mq] [1] Esso tiene conto dei presenti fattori, indicati con la lettera greca δ e da un pedice che ne indica la natura. Si ha pertanto: δ q1 =fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione all'estensione dell edificio, secondo la tabella sottostante: Superficie A in pianta lorda del compartimento (m 2 ) δ q1 Superficie A in pianta lorda del compartimento (m 2 ) δ q1 A <500 1, A < , A < , A < , A < ,40 A ,00 δ q2 =fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nell edificio, secondo la seguente tabella: Classi di rischio I II III Descrizione Aree che presentano un basso rischio di incendio in termini di probabilità di innesco, velocità di propagazione delle fiamme e possibilità di controllo dell incendio da parte delle squadre di emergenza Aree che presentano un moderato rischio di incendio come probabilità d innesco, velocità di propagazione di un incendio e possibilità di controllo dell incendio stesso da parte delle squadre di emergenza Aree che presentano un alto rischio di incendio in termini di probabilità d innesco, velocità di propagazione delle fiamme e possibilità di controllo dell incendio da parte delle squadre di emergenza δn = δni è il fattore che tiene conto delle differenti misure di protezione, secondo i valori i sono definiti nella tabella sottostante: δ q2 0,80 1,00 1,20 31

35 Sistemi automatici di estinzione ad acqua Sistemi di evacuazione automatica di fumo e calore d ni, Funzione delle misure di protezione Sistemi automatici di rivelazione, segnalazione e allarme di incendio Squadra aziendale dedicata alla lotta antincendio Rete idrica antincendio altro interna Interna ed esterna Percorsi protetti di accesso Accessibilità ai mezzi di soccorso VVF δ n1 δ n2 δ n3 δ n 4 δ n5 δ n6 δ n7 δ n8 δ n9 0,60 0,80 0,90 0,85 0,90 0,90 0,80 0,90 0,90 In definitiva: δ q1 =1,40 essendo la superficie dell edificio compresa tra e mq; δ q2 =1,00 essendo la classe di rischio pari a II; δ n4 = 0,85 data la presenza di un sistema automatico di rivelazione, segnalazione ed allarme di incendio; δ n6 = 0,90 data la presenza di rete idrica antincendio interna; δ n9 = 0,90 data la possibilità di accessibilità per i mezzi di soccorso VVF. Eseguendo la [1] si ha che il carico di incendio specifico di progetto è q f,d = 149,94,MJ/mq Richieste di prestazione Il D.M. 9 Marzo 2007 al punto 3 prevede diverse richieste di prestazione alle costruzioni, in funzione degli obiettivi di sicurezza prefissati, così come individuate nei livelli del seguente schema: Livello I Livello II Livello III Livello IV Livello V 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 Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all esterno della costruzione Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la gestione dell emergenza 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 Per questa struttura è stato richiesto un livello di prestazione III. 32

36 Determinazione della CLASSE Per garantire il livello III, il D.M. 9 marzo 2007, al punto 3.3.2, prevede le classi di resistenza al fuoco riportate nella tabella seguente, in funzione del carico d incendio specifico di progetto (q f,d ) così come prima definito Carichi d incendio specifici di progetto (q f,d ) Classe Non superiore a 100 MJ/m 2 0 Non superiore a 200 MJ/m 2 15 Non superiore a 300 MJ/m 2 20 Non superiore a 450 MJ/m 2 30 Non superiore a 600 MJ/m 2 45 Non superiore a 900 MJ/m 2 60 Non superiore a 1200 MJ/m 2 Non superiore a 1800 MJ/m 2 Non superiore a 2400 MJ/m 2 Superiore a 2400 MJ/m Ne consegue che la classe di resistenza al fuoco richiesta per la struttura della passerella, in relazione al carico di incendio specifico di progetto precedentemente calcolato (q f,d = 149,94,MJ/m 2 ) è pari a R 15. Ai sensi delle prescrizioni della Tabella 4 della Circolare n. 91 del 14/09/1961di seguito riportata, si precisa che per garantire il requisito R 15 agli elementi strutturali in acciaio, non è necessario prevedere alcun rivestimento ai fini della protezione nei riguardi del carico d incendio. 33