4.1 COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO..

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1 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo Edoardo Cosenza Dipartimento di Ingegneria Strutturale Università di Napoli Federico II 4.1 COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO..

2 C32/40 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

3 =0,175 % E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

4 Elementi inflessi: Acciaio per cemento armato B450C ε uk 7,5% 1,15 (f t /f y ) k 1,35 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

5 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

8 50mo perc. 50% in 50 anni (T=72) PGA max = E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

9 50mo perc. 10% in 50 anni (T=475) MPS2004!!! PGA max = E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

12 50% Tr=72 39% Tr=100 22% Tr=200 10% Tr=475 5% Tr=1000 2% Tr=2500 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

13 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo Sa(T) (g) Nuova Norma: Spettro a Pericolosità Uniforme Spettro EC8, Ordinanza Spettro per Rischio Uniforme (10% in 50 anni) Lo spettro di EC8 tende ad approssimare lo spettro a pericolosità uniforme, ma spesso con grande sovrastima

14 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo a g dipende dal sito (5 Km x 5 Km) 2,5 F o 2,2 dipende dal sito T B and T C dipendono dal sito T D dipendono dal sito = 2,2 3,0 sec T C a g T B T C T D F o a g

15 AZIONE SISMICA ( 3.2 e C3.2) (Cortesia F. Braga) a g (g) T R (anni) 2475 Figura 3.2.1a Variabilità di a g con T R : andamento medio sul territorio nazionale (linea continua) intervallo di confidenza al 95% (linee tratteggiate).

16 AZIONE SISMICA ( 3.2 e C3.2) (Cortesia F. Braga) F o (-) T R (anni) Figura 3.2.1b Variabilità di F O con T R : andamento medio sul territorio nazionale (linea continua) intervallo di confidenza al 95% (linee tratteggiate).

17 AZIONE SISMICA ( 3.2 e C3.2) (Cortesia F. Braga) T C * (s) T R (anni) Figura 3.2.1c Variabilità di T C * con T R : andamento medio sul territorio nazionale (linea continua) intervallo di confidenza al 95% (linee tratteggiate).

18 Perché usare la Nuova Norma? Perché è più semplice Perché consente l innovazione E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

19 Perché usare la Nuova Norma? Perché conviene economicamente E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

20 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo Comportamento elastico-lineare (FRAGILE!!) Comportamento elastico-plastico ( duttile) FORZA DUTTILITA = δ u /δ y δ y ENERGIA DISSIPATA PLASTICAMENTE δ u SPOSTAMENTO

21 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo Tipologia Strutture a telaio, a pareti accoppiate, miste Strutture a pareti non accoppiate Strutture deformabili torsionalmente o a nucleo Strutture a pendolo inverso CD B 3,0 α u /α 1 3,0 2,0 1,5 q o CD A 4,5 α u /α 1 4,0 α u /α 1 3,0 Le strutture a pareti estese debolmente armate devono essere progettare in CD B. Strutture aventi i telai resistenti all azione sismica composti, anche in una sola delle direzioni principali, con travi a spessore devono essere progettate in CD B a meno che tali travi non si possano considerare elementi strutturali secondari. 2,0

22 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo TELAIO PARETE TELAIO-PARETE Strutture a telaio q 0 =4.5 α u /α 1 q 0 =3.0 α u /α 1 α u /α 1 = 1,3 α u /α 1 = 1,1 α u /α 1 = 1,2 q 0 =3, Strutture a parete q 0 =4.0 α u /α 1 q 0 =3.0 q 0 =3,00-4,40 Strutture miste telaio-parete Pareti accoppiate q 0 =4.5 α u /α 1 q 0 =3.0 α u /α 1 q 0 =3,

24 Gerarchia delle resistenze E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo

25 GERARCHIA DELLE RESISTENZE (CORRETTA!) Anello duttile meno resistente Anello fragile piu resistente Comportamento GLOBALE DUTTILE Forza Forza Forza RESISTENZA GLOBALE CONDIZIONATA DALL ANELLO DUTTILE = + = + Spostamento Spostamento Spostamento

26 GERARCHIA DELLE RESISTENZE (ERRATA!) Anello duttile piu resistente Anello fragile meno resistente Comportamento GLOBALE FRAGILE Forza Forza Forza RESISTENZA GLOBALE CONDIZIONATA DALL ANELLO FRAGILE = + = + Spostamento Spostamento Spostamento

27 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo Travi Sollecitazioni di calcolo Al fine di escludere la formazione di meccanismi inelastici dovuti al taglio, gli sforzi di taglio di calcolo V Ed si ottengono sommando il contributo dovuto ai carichi gravitazionali agenti sulla trave, considerata incernierata agli estremi, allo sforzo di taglio corrispondente alla formazione delle cerniere plastiche nella trave e prodotto dai momenti resistenti M Rb,i delle sezioni di plasticizzazione (generalmente quelle di estremità), amplificato del fattore di sovraresistenza γ Rd assunto pari, rispettivamente, ad 1,20 per strutture in CD A, ad 1,00 per strutture in CD B..

28 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo + γ Rd M ua Rotture flessionale duttile V A = γ Rd M + γ Rd M ua + ua l + trave M + ub + G k l 2 Rottura per taglio fragile trave γ Rd pari ad 1,20 per strutture in CD A e ad 1,00 per strutture in CD B. + γ Rd M ub

30 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo pilastri M Rc γ Rd γ RD M i Rb travi M Rb M h Rc M k Rc γ RD M j Rb γ Rd pari ad 1,30 per strutture in CD A e ad 1,10 per strutture in CD B.

33 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo NODI non confinati Trave Pilastro PANNELLO GERARCHIA DELLE RESISTENZE Struttura verticale - Impalcato SEZIONI Acciaio - Calcestruzzo Trave - Pilastro Flessione Taglio Struttura - Fondazione

34 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo NODI non confinati Trave Pilastro PANNELLO GERARCHIA DELLE RESISTENZE CRITERI GENERALI DI SEZIONI PROGETTAZIONE Acciaio - Calcestruzzo La sovraresistenza è valutata moltiplicando la resistenza nominale di calcolo delle zone dissipative per un opportuno coefficiente di sovraresistenza Flessione Taglio γ Rd, assunto pari, ove non diversamente specificato, ad 1,3 per CD A e ad 1,1 per CD B. Struttura verticale - Impalcato Trave - Pilastro Struttura - Fondazione

35 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo GERARCHIA DELLE RESISTENZE Struttura verticale - Impalcato Verifiche degli elementi strutturali in termini di resistenza In particolare gli orizzontamenti devono essere in grado di trasmettere le forze ottenute dall analisi, aumentate del 30 %.

36 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo GERARCHIA DELLE RESISTENZE REQUISITI STRUTTURALI DEGLI ELEMENTI DI FONDAZIONESEZIONI Per Struttura le strutture verticale progettate - Impalcato sia per Acciaio CD A che - Calcestruzzo per CD B il dimensionamento delle strutture di fondazione e la verifica di sicurezza del complesso fondazione-terreno devono essere eseguiti assumendo come azioni le resistenze degli elementi strutturali soprastanti.. Si richiede tuttavia che le sollecitazioni di progetto risultino non maggiori delle sollecitazioni trasferite dagli elementi soprastanti, amplificate con un γ RD pari a 1,2 in CD B e 1,4 in CD A, e comunque non maggiori di quelle derivanti da una analisi elastica della struttura eseguita con un fattore di struttura pari a 1. Struttura - Fondazione

37 E. Cosenza NORME TECNICHE Costruzioni di calcestruzzo NODI non confinati Trave Pilastro PANNELLO GERARCHIA DELLE RESISTENZE Struttura verticale - Impalcato SEZIONI Acciaio - Calcestruzzo Trave - Pilastro Flessione Taglio Struttura - Fondazione

39 AZIONE SISMICA ( 3.2 e C3.2) (Cortesia F. Braga) a g (g) T R (anni) 2475 Figura 3.2.1a Variabilità di a g con T R : andamento medio sul territorio nazionale (linea continua) intervallo di confidenza al 95% (linee tratteggiate).

40 Le accelerazioni sono importanti!

41 Eduardo Miranda, Stanford University, USA Suolo A (222) MEDIA (674) Terremoti europei Se(adim) , T(s)

42 media adim (su 222) spettro norma adim +/- 10% spettro norma adim Se(adim) pareti telai ,315 0, T(s) Suolo A

43 Olivia View Hospital San Fernando earthquake

44 Eduardo Miranda, Stanford University, USA

45 Accelerazione al piano Eduardo Miranda, Stanford University, USA Accelerazione nel componente Accelerazione nel componente Accelerazione al piano Accelerazione al piano Accelerazione nel componente Accelerazione nel componente Accelerazione al piano + dinamica componente

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48 NUOVE TECNOLOGIE: ISOLAMENTO alla Base

49 Spettri elastici zona 1 3,5 3 2,5 1.18g 1.09g 0.875g 0.7 sec Suolo A Suolo B, C, E Se/ag 2 1,5 Aumento Suolo D 0.35g 1 0,5 smorzamento 2.3 sec 0.13g 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 T [sec] Aumento Periodo

50 Ospedale del mare Inquadramento Territoriale: Area Nord-Est Napoli Albergo Edificio ospedaliero isolato Sottopasso impianti ton. 327 Isolatori Record Europeo Sovrappasso pedonale Possibile futura stazione ferroviaria Edificio direzionale Edificio impianti

51 Caso studio: Ospedale del mare Dati generali Appalto = Concessione + Project Finance Costo totale = 187 milioni di euro Consegna lavori = primavera 2009 Corpo alto (8 piani) Y X Corpo basso (3 piani) Struttura intelaiata in c.a. 2 blocchi di altezza 12.6 m e 32.6 m Pianta quadrata di lati 150 x 148 m Solai con ampie aperture per zone giardino

52 Caso studio: Ospedale del mare Marzo 2006 Febbraio 2007 Settembre 2007

53 Caso studio: Ospedale del mare Sistema di isolamento sismico 600 mm 650 mm 800 mm Proprietà meccaniche Resistenza a compressione (N/mm 2 ) Deformazione ultima (%) Modulo di taglio (N/mm 2 ) Mescola normale Mescola dura ± ±0.21 Diametro isolatore (mm) Numero di isolatori Smorzamento viscoso equivalente (%) Rigidezza orizzontale K h (kn/mm) Rigidezza verticale K v (kn/mm) Rapporto di rigidezza K v /K h Shear Stress (MPa) 2.00 HDRB φ HDRB φ HDRB φ Shear deformation (γ)

54 Impianti tecnologici Modalità posizionamento Isolatori e relative connessioni

55

56 Baricentro

57 Esterno: 4-29 C Interno: 8-25 C Oscillazioni giorno-notte minime nel cls Andamento a farfalla minimo nel cls