L unica guida per la progettazione strutturale secondo NTC 08.

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1 L unica guida per la progettazione strutturale secondo NTC 08.

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3 3 Indice Parte I Perché Piano Navigator 4 1 Le Tipologie... di Analisi 4 2 Lo schema... generale 5 3 Quadro... riassuntivo delle tipologie di analisi e dei riferimenti normativi 9 Parte II Le fasi del progetto 10 1 Fase... 1: parametri di progetto 11 2 Fase... 2: calcolo parametri sismici 13 3 Fase... 3: creazione modelli con Axis VM 14 4 Fase... 4: verifica elementi strutturali 15 5 Fase... 5: calcolo fondazioni 15 Parte III Tutta la normativa in linea 15

4 4 Help Piano Navigator 1 Perché Piano Navigator Le "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM apportano significative innovazioni al calcolo strutturale, introducendo nuove modalità operative e un sensibile incremento al numero di analisi richieste rispetto al DM 96. Alcuni passaggi risultano di particolare complessità, come la richiesta di più verifiche per la stessa struttura, ad esempio la verifica a resistenza a SLV e SLD per le strutture strategiche. Per agevolare la progettazione con le Norme Tecniche per le Costruzioni, Piano Navigator offre un percorso guidato che, a seguito delle scelte effettuate dall'utente, indica i passaggi necessari per ogni tipo di struttura ed elenca le richieste della normativa afferente al caso in esame. Una guida quindi, che consente di avere sempre il controllo del progetto in ogni sua fase, procedere con sicurezza, gestire i dati e mantenere un archivio ordinato dei lavori eseguiti. Infine è possibile richiamare la normativa completa, cioè il DM integrato con le Istruzioni, resa sempre disponibile attraverso i richiami ipertestuali dei vari Capitoli. 1.1 Le Tipologie di Analisi Lo schema seguente riporta le diverse tipologie di analisi previste dalle "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM in funzione dei possibili parametri che si verificano per il calcolo delle strutture antisismiche (zona, tipo di costruzione e classe d'uso).

5 Perché Piano Navigator 5 Piano Navigator ha implementato questo schema che viene percorso automaticamente man mano che si introducono i dati del lavoro in esame. 1.2 Lo schema generale Per il calcolo di strutture in zona sismica è necessario seguire un percorso determinato, indicato nella figura seguente.

6 6 Help Piano Navigator Per strutture tipo A, B, C, D si intendono le strutture da realizzare in Zone sismiche 1, 2 e 3. La fase A riguarda la modellazione della struttura agli elementi finiti, quindi l'esame della struttura nel suo complesso. La fase B comprende le verifiche dei singoli elementi, realizzate secondo la logica della Gerarchia delle Resistenze. La fase C prevede la verifica degli elementi di fondazione che, per soddisfare la Gerarchia delle Resistenze, necessitano di un modello particolare. Si riporta la descrizione di ogni punto. 1. Impostazione generale della struttura In questa fase si effettuano le scelte riguardanti il materiale da utilizzare (c.a., acciaio, legno), la tipologia strutturale (telaio, a pareti, misto), la distribuzione degli elementi verticali e orizzontali (telai resistenti, setti), la tipologia di fondazioni (dirette, indirette). Questa fase non è automatizzabile, in quanto si tratta di una sintesi di fattori che derivano dall'esperienza del progettista, dalla sua sensibilità, dalle condizioni del committente, dalla impresa esecutrice dei lavori, dai vincoli ambientali. Al più sarà possibile confrontare diverse ipotesi sviluppate con le analisi seguenti con scelte alternative. 2. Modello di calcolo agli elementi finiti Il modello di calcolo agli elementi finiti consente la determinazione delle sollecitazioni e l'analisi degli spostamenti a seguito dell'applicazione dei carichi verticali e sismici. Di seguito si esaminano le diverse condizioni di carico in funzione delle caratteristiche della struttura. 3. Carichi verticali In questa fase si definiscono i carichi verticali suddivisi tra permanenti e variabili. 4. Analisi dinamica/statica L'analisi dinamica o analisi modale è l'analisi che le NTC 08 indicano come analisi standard. Attraverso l'analisi dinamica si valutano le caratteristiche dinamiche della struttura (forme modali e periodi per ogni forma) che determinano le forze orizzontali ed eventualmente verticali che simulano l'evento sismico. Per alcune strutture particolarmente semplici è possibile realizzare l'analisi statica. In questo caso non è necessario realizzare l'analisi dinamica, se non per verificare che sia possibile l'analisi statica. 5. Parametri sismici e fattore di struttura "q" I parametri sismici (es. accelerazione al suolo) ed il fattore di struttura "q" si determinano gli spettri di progetto che consentono di calcolare l'intensità delle forze sismici. 6. Carichi sismici Attraverso la combinazione dei dati ricavati ai punti 4 e 5 di determinano i carichi sismici.

7 Perché Piano Navigator 7 7. Calcolo sollecitazioni Applicando le forze di statico e di tipo sismico al modello ad elementi finiti si calcolare le sollecitazioni e gli spostamenti dell'intera struttura. 8. Calcolo travi Al fine di realizzare la duttilità della struttura, le NTC 08 prevedono che gli elementi strutturali (travi, pilastri, setti, fondazioni) sono soggetti alla gerarchia delle resistenze, cioè l'ordine di danneggiamento di questi elementi è imposto attraverso il dimensionamento prestabilito. In particolare per le travi il progetto a taglio segue il progetto a flessione e le sollecitazioni di taglio sono ricavate dalla resistenza flessione, opportunamente amplificate. 9. Calcolo pilastri, setti Anche per i pilastri i momenti da applicare derivano dalla resistenza delle travi amplificate. Per i setti invece si assumono i valori di calcolo. 10. Verifica nodi I nodi sono soggetti a verifica nei riguardi della staffatura necessaria e per lo sfilamento delle barre. 11. Verifica stato limite di danno Accanto alla verifica di resistenza degli elementi (Stato Limite Ultimo), è necessario controllare gli spostamenti relativi di piano (Stato Limite di Danno). 12. Variazione geometria Alla fine del processo di analisi, potrebbero risultare variate le sezioni degli elementi (travi e pilastri). In questo caso è necessario reiterare l'analisi, variando il modello ad elementi finiti. 13. Modello elementi finiti strutture di fondazione L'ultimo aspetto della Gerarchia delle Resistenze riguarda le opere di fondazione, che devono risultare come l'anello più forte delle catena. I valori da applicare alle fondazioni sono ricavati amplificando le sollecitazioni di travi e setti. 14. Calcolo elementi di fondazione Per le strutture da realizzare in Zona 4 il percorso è il seguente:

8 8 Help Piano Navigator Anche in questo caso si individuano le tre fasi principali: a, b, c ma il calcolo prevede semplificazioni rispetto alla prima ipotesi perché non è necessario applicare la Gerarchia delle Resistenze; risulta quindi semplificata la fase di verifica degli elementi. Piano Navigator utilizza anche questo schema per la procedura di calcolo delle strutture.

9 Perché Piano Navigator Quadro riassuntivo delle tipologie di analisi e dei riferimenti normativi La tabella riporta l'elenco delle calcolazioni previste dalla normativa in funzione delle tipologie di analisi (da A a L). NTC 08 EDIFICI NON STRATEGICI NTC 08 EDIFICI STRATEGICI STRUTTURE NON SISMICHE ZONA 4 ANALISI SEMPLIFICA DM 96 ZONA 4 ANALISI SEMPLIFICA NTC08 A Statica equiva lente B Dinami ca lineare C Statica equiva lente D Dinami ca lineare E Statica F Static a G Statica equiva lente H Dinami ca lineare I Statica equiva lente L Dinami ca lineare Normativa applicata NTC 08 NTC 08 NTC 08 NTC 08 DM 92 NTC 08 DM 92 DM 96 DM 92 DM 96 NTC 08 NTC 08 Tipo di analisi Statica Dinamic a Statica Dinamic a Statica Statica Statica Dinamic a Statica Dinamic a Modelli Axis VM per calcolo resistenza elementi in elevazione 2 modelli: SLV Cernier e 2 modelli: SLV Cernier e 3 modelli: SLV SLD Cernier e 3 modelli: SLV SLD Cernier e 1 modello: 1 modello : SLU 1 modello: 1 modello : 1 modello: SLV 1 modello : SLV Tipo di verifica Stati limite Stati limite Stati limite Stati limite Stati limite Stati limite Stati limite Sollecitazioni statiche NTC08 SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU Sollecitazioni statiche Sollecitazioni sismiche per metodo NTC08 - SLU SLV + GR SLV + GR SLV + GR SLD SLV + GR SLD SISIMIC A SEMPLI F. + SISMIC A SEMPLI F. Sollecitazioni sismiche per metodo SISM. DM96 + SISM. DM96 - -

10 10 Help Piano Navigator Sollecitazioni statiche NTC08 - SLE Sollecitazioni sismiche per metodo NTC08 SLE SLD SLD SLO SLO Drift di piano NTC08 Sollecitazioni sismiche per metodo Drift di piano DM SISM DM96 + SISM DM Controllo valori minimi arnatura e geometria DM 92 DM 92 DM 96 DM Dall'esame di questa tabella si evince quanto sia complessa l'analisi delle strutture con le NTC 08. Piano Navigator consente di attivare solo le analisi necessarie, avendo integrato il processo di progettazione delle strutture. 2 Le fasi del progetto Obiettivo di Piano Navigator è essere da giuda al progettista, fornendo le indicazioni necessarie per l'esecuzione di un progetto strutturale, sulla base dei valori introdotti inizialmente da parte dell'utente. Il progetto si suddivide in più fasi, di seguito elencate. Tutti i calcoli necessari alla corretta gestione del progetto vengono eseguiti automaticamente. Il progettista vede costantemente lo svolgersi delle operazioni effettuate in automatico da AxisVM. La flessibilità di Piano Navigator permette all utente di lavorare con due finestre aperte contemporaneamente sullo schermo. A sinistra la videata di Piano Navigator mentre a destra appare l ambiente di lavoro AxisVM predisposto, di volta in volta, ad eseguire le operazioni richieste dallo Stato del Progetto.

11 Le fasi del progetto Fase 1: parametri di progetto La funzione Nuovo Progetto permette di creare la struttura di un nuovo Lavoro. Al fine di organizzare al meglio la fase di progettazione strutturale, ogni lavoro è memorizzato separatamente. Una problematica del calcolo sismico è la necessità di realizzare più modelli al fine di valutare le diverse soluzioni e scegliere l'ipotesi più favorevole, per questo è possibile gestire più progetti contemporaneamente. La prima operazione è quindi la definizione dei parametri di zona dell edificio in costruzione. Una banca dati che contiene i valori per tutti i comuni italiani fornisce i parametri geografici (longitudine e latitudine), la zona di competenza e la provincia di appartenenza. Il Tipo di Costruzione e Classe d'uso sono necessari per definire la vita utile della struttura. Il tipo di analisi consente di scegliere l'analisi dinamica o la statica equivalente. Anche se l'analisi statica equivalente è un'analisi desueta e raramente applicabile, tale funzione è utile per realizzare un confronto con l'analisi dinamica, al fine di validarla attraverso un confronto dei risultati. Il tasto Mappa consente di visualizzare la mappa completa delle scelte possibili.

12 12 Help Piano Navigator La mappa rappresenta tutte e scelte possibili e l'elenco dei modelli richiesti. La zona in rosso evidenzia la scelta effettuata dal programma ed il percorso realizzato. In questo caso è necessario realizzare un modello per lo Stato Limite di salvaguardia della Vita e un secondo modello per lo Stato Limite di Danno.

13 Le fasi del progetto Fase 2: calcolo parametri sismici In base agli elementi introdotti Piano Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione dello spettro di progetto. Infine è possibile determinare il fattore di struttura "q" in base alla tipologia della struttura stessa.

14 14 Help Piano Navigator Il programma calcola il fattore "q" per tutte le strutture previste dalla normativa. 2.3 Fase 3: creazione modelli con Axis VM In funzione del tipo di analisi scelta (statica equivalente o dinamica), in funzione del tipo di materiale e della Classe d'uso potranno rendersi necessari più modelli di calcolo. Per questo Piano Navigator presenta la lista dei modelli da esaminare, consentendo la gestione del modello base. Tale modello costituirà appunto la base per la creazione di tutti gli altri modelli, i quali differiscono tra di loro per il diverso spettro di progetto a cui sono soggetti. Inoltre per le strutture in c.a. è necessario uno specifico modello in cui gli elementi trave sono semplicemente incernierati ai pilastri. Piano Navigator consente la gestione di tutti questi modelli e la presentazione dei risultati per ogni analisi effettuata.

15 Le fasi del progetto Fase 4: verifica elementi strutturali La funzione Calcola Elementi permette infine di verificare gli elementi strutturali, tramite Piano Sisma, per la verifica delle sezioni e progetto dell armatura di travi e pilastri in c.a. e di elementi in acciaio con il software Saitu. 2.5 Fase 5: calcolo fondazioni Piano Navigator calcola le azioni derivanti dalla sovrastruttura, amplificate degli opportuni coefficienti, e le applica alla fondazione procedendo con le verifiche geotecniche degli elementi di fondazione. 3 Tutta la normativa in linea Le Norme Tecniche per le Costruzioni e le relative Istruzioni costituiscono un ponderoso volume di indicazioni e prescrizione. Per agevolarne la consultazione Piano Navigator le offre in formato help con i relativi collegamenti ipertestuali.

16 16 Help Piano Navigator Questo documento può essere richiamato in ogni momento e si apre automaticamente in funzione del punto in cui si sta operando. Per agevolare la consultazione sono presenti i collegamenti tra le varie parti ed i rimandi integrati.