Eurocodice 5 Progettazione delle strutture di legno Parte 2: Ponti. Struttura di legno, ponte, guida, progettazione, calcolo

Transcript

1 NORMA ITALIANA SPERIMENTALE Eurocodice 5 Progettazione delle strutture di legno Parte 2: Ponti UNI ENV SETTEMBRE 1999 DESCRITTORI Eurocode 5 Design of timber structures Part 2: Bridges CLASSIFICAZIONE ICS ; SOMMARIO RELAZIONI NAZIONALI Struttura di legno, ponte, guida, progettazione, calcolo La norma, sperimentale, tratta la progettazione della struttura principale dei ponti, per esempio elementi strutturali per l affidabilità dell intera struttura o della maggior parte di essa, realizzata con legno o altri prodotti a base di legno, sia singolarmente sia abbinati con calcestruzzo-acciaio o altri materiali. La norma non copre le regole generali per la progettazione antisismica dei ponti di legno, si rinvia alla UNI ENV RELAZIONI INTERNAZIONALI = ENV :1997 La presente norma sperimentale è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea sperimentale ENV (edizione luglio 1997). ORGANO COMPETENTE Commissione "Ingegneria strutturale" RATIFICA Presidente dell UNI, delibera del 23 agosto 1999 RICONFERMA NORMA EUROPEA SPERIMENTALE UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Battistotti Sassi, 11B Milano, Italia UNI - Milano 1999 Riproduzione vietata. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il consenso scritto dell UNI. Gr. 11 Nº di riferimento Pagina I di IV

2 PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua italiana, della norma europea sperimentale ENV (edizione luglio 1997), che assume così lo status di norma nazionale italiana sperimentale. La traduzione è stata curata dall UNI. La Commissione "Ingegneria strutturale" dell UNI, che segue i lavori europei sull argomento, per delega della Commissione Centrale Tecnica, ha approvato il progetto europeo il 15 aprile 1997 e la versione in lingua italiana della norma il 30 giugno La scadenza del periodo di validità della ENV è stata fissata inizialmente dal CEN per luglio Eventuali osservazioni sulla norma devono pervenire all UNI entro marzo La presente norma contiene i valori dei coefficienti approvati dal CEN/TC 250. L indicazione dei coefficienti da utilizzare a livello nazionale, previsti alla voce "Documento di Applicazione Nazionale (NAD)", nella premessa della presente norma, sarà data, ove ritenuto necessario, dalla Autorità Nazionale competente, nel rispetto dei livelli di sicurezza stabiliti dalle Regole Tecniche nazionali. Per agevolare gli utenti, viene di seguito indicata la corrispondenza tra le norme citate al punto "Riferimenti normativi" e le norme italiane vigenti: EN 338:1995 = UNI EN 338:1997 EN 384:1995 = UNI EN 384:1997 ENV :1994 = UNI ENV :1996 ENV = UNI ENV ENV = UNI ENV ENV :1993 = UNI ENV :1995 ENV = UNI ENV Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dell ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti. Le norme sperimentali sono emesse, per applicazione provvisoria, in campi in cui viene avvertita una necessità urgente di orientamento, senza che esista una consolidata esperienza a supporto dei contenuti tecnici descritti. Si invitano gli utenti ad applicare questa norma sperimentale, così da contribuire a fare maturare l'esperienza necessaria ad una sua trasformazione in norma raccomandata. Chiunque ritenesse, a seguito del suo utilizzo, di poter fornire informazioni sulla sua applicabilità e suggerimenti per un suo miglioramento o per un suo adeguamento ad uno stato dell'arte in evoluzione è pregato di inviare, entro la scadenza indicata, i propri contributi all'uni, Ente Nazionale Italiano di Unificazione. Pagina II di IV

3 INDICE PREMESSA 2 1 GENERALITÀ Scopo e campo di applicazione Relazione con gli altri Eurocodici Distinzione fra Principi e Regole Applicative, e valori di riferimento Definizioni... 5 figura 1.1 Esempio di parti connesse con unioni a taglio scanalate e viti... 6 figura 1.2 Esempi di impalcati lamellari Simboli Riferimenti normativi CRITERI DI PROGETTAZIONE Generalità Fatica Coefficienti parziali di sicurezza per i materiali... 8 prospetto 2.1 Coefficienti parziali di sicurezza per le proprietà dei materiali agli stati limite di rottura, combinazioni fondamentali MATERIALI Generalità Classi di servizio Classi di durata del carico Resistenza a compressione perpendicolare alla fibratura DURABILITÀ Misure costruttive di protezione Protezione di parti metalliche Superfici di usura CRITERI DI ANALISI STRUTTURALE 10 figura 5.1 Distribuzione di carichi concentrati con area di contatto di larghezza b w prospetto 5.1 Angoli di diffusione di carichi concentrati prospetto 5.2 Proprietà del materiale per solette d'impalcato lamellari, perpendicolarmente alla direzione delle lamelle prospetto 5.3 Larghezza efficace a in metri per l'analisi semplificata a trave figura 5.2 Larghezza efficace per soletta d'impalcato a doppio strato di tavole STATI LIMITE ULTIMI Generalità Elementi rinforzati Generalità Legno rinforzato trasversalmente figura 6.1 Trave con rinforzo a taglio tipo trave reticolare figura 6.2 Trave con rinforzo a taglio unidirezionale Solette d'impalcato Resistenza di sistema figura 6.3 Coefficiente di resistenza di sistema k ls per le solette d'impalcato figura 6.4 Definizione di b lam Solette d'impalcato rinforzate Solette d'impalcato pre-sollecitate trasversalmente (stress-laminated) figura 6.5 Esempio di applicazione dello sforzo di pre-sollecitazione e distribuzione della tensione relativa Pagina III di IV

4 6.4 Elementi composti legno-calcestruzzo STATI LIMITE DI ESERCIZIO Generalità Vibrazioni causate da pedoni Vibrazioni verticali prospetto 7.1 Fattore di configurazione k a figura 7.1 Correlazione fra il coefficiente k vert,f e la frequenza naturale fondamentale f vert Vibrazioni orizzontali figura 7.2 Correlazione fra il coefficiente k hor,f e la frequenza naturale fondamentale f hor Vibrazioni causate da veicoli Vibrazioni causate dal vento UNIONI Generalità Unioni legno-calcestruzzo in travi composte Generalità Mezzi di unione a gambo cilindrico sollecitati lateralmente figura 8.1 Cassaforma come strato intermedio Mezzi di unione a gambo cilindrico sollecitati assialmente figura 8.2 Modello analitico per mezzi di unione inclinati unidirezionalmente figura 8.3 Modello analitico per mezzi di unione inclinati bidirezionalmente Unioni scanalate FATICA CONTROLLO 25 APPENDICE A BARRE DI ACCIAIO INCOLLATE 26 (informativa) A.1 Generalità A.2 Barre sollecitate assialmente A.2.1 Generalità figura A.1 Interassi e distanze minime per barre caricate assialmente, caricate A.2.2 Stato limite ultimo A Rottura di una singola barra A Rottura nell elemento ligneo figura A.2 Aree efficaci per gli sforzi di ancoraggio paralleli alla fibratura con b ef = 6d figura A.3 Larghezza efficace b ef e sforzo di ancoraggio agenti sotto un angolo α A.2.3 Stati limite di esercizio A.3 Barre sollecitate lateralmente A.3.1 Stato limite ultimo A.3.2 Stati limite di servizio figura A.4 Esempio di zone soggette a taglio fra le barre incollate A.4 Barre incollate con sforzi combinati assiale ed a taglio A.5 Esecuzione APPENDICE B VERIFICA A FATICA 32 (informativa) figura B.1 Correlazione fra k fat e il numero di cicli n prospetto B.1 Valori di k fat APPENDICE C CAPACITÀ PORTANTE A TAGLIO DI MEZZI DI UNIONE A GAMBO (informativa) CILINDRICO 34 figura C.1 Esempi di unioni simmetriche prospetto C.1 Rapporti di snellezza λ r e λ ef Pagina IV di IV

5 PRENORMA EUROPEA Eurocodice 5 Progettazione delle strutture di legno Parte 2: Ponti ENV EUROPEAN PRESTANDARD PRÉNORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE VORNORM Eurocode 5 Design of timber structures Part 2: Bridges Eurocode 5 Calcul des structures en bois Partie 2: Ponts Eurocode 5 Bemessung und Konstruktion von Holzbauten Teil 2: Brücken LUGLIO 1997 DESCRITTORI Struttura di legno, ponte, guida, progettazione, calcolo ICS ; ; La presente norma europea sperimentale (ENV) è stata approvata dal CEN, come norma per applicazione provvisoria, il 15 aprile Il periodo di validità di questa ENV è limitato inizialmente a 3 anni. I membri del CEN saranno invitati dopo 2 anni a sottoporre i loro commenti, in particolare per quanto riguarda la sua trasformazione da ENV a norma europea (EN). I membri del CEN sono tenuti a rendere nota l esistenza di questa ENV nello stesso modo utilizzato per una EN e a renderla prontamente disponibile a livello nazionale in una forma appropriata. È possibile mantenere in vigore, contemporaneamente alla ENV, altre norme nazionali contrastanti, fino alla decisione finale sulla possibile conversione da ENV a EN. I membri del CEN sono gli Organismi nazionali di normazione di Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Paesi Bassi, Portogallo, Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera. CEN COMITATO EUROPEO DI NORMAZIONE European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Segreteria Centrale: rue de Stassart, 36 - B-1050 Bruxelles CEN 1997 I diritti di riproduzione sono riservati ai membri del CEN. Pagina 1 di 36

6 PREMESSA Obiettivi degli Eurocodici (1) Gli Eurocodici strutturali costituiscono un gruppo di norme relative alla progettazione strutturale e geotecnica degli edifici e delle opere di ingegneria civile. (2) Essi trattano esecuzione e controllo solo nella misura atta a definire la qualità dei prodotti adoperati nella costruzione ed il livello di preparazione professionale necessario per soddisfare le ipotesi assunte nella progettazione. (3) Fin quando non sarà disponibile la necessaria serie delle norme tecniche sui prodotti e sui metodi di prova delle loro prestazioni, alcuni degli Eurocodici strutturali tratteranno taluni di questi aspetti in specifiche appendici informative. Cronistoria del programma degli Eurocodici (4) La Commissione della Comunità Europea (CCE) assunse l'iniziativa di redigere un insieme di norme tecniche per la progettazione di edifici ed opere di ingegneria civile che fosse inizialmente una alternativa ai diversi regolamenti in vigore nei vari Paesi membri e, successivamente, sostituirli. Queste norme tecniche sono state designate Eurocodici strutturali. (5) Nel 1990, dopo aver consultato i rispettivi Paesi membri, la CCE ha incaricato il CEN del lavoro di sviluppo ulteriore, emanazione ed aggiornamento degli Eurocodici strutturali; la Segreteria dell'efta ha accettato di dare supporto ai lavori del CEN. (6) Il Comitato Tecnico CEN/TC 250 è responsabile di tutti gli Eurocodici strutturali. Programma degli Eurocodici (7) Sono in fase di redazione i seguenti Eurocodici strutturali, ognuno dei quali generalmente consta di varie parti: ENV 1991 = Eurocodice 1 Basis of design and actions on structures [Basi di calcolo ed azioni sulle strutture] ENV 1992 = Eurocodice 2 Design of concrete structures [Progettazione delle strutture di calcestruzzo] ENV 1993 = Eurocodice 3 Design of steel structures [Progettazione delle strutture di acciaio] ENV 1994 = Eurocodice 4 Design of composite steel and concrete structures [Progettazione delle strutture composte acciaio-calcestruzzo] ENV 1995 = Eurocodice 5 Design of timber structures [Progettazione delle strutture di legno] ENV 1996 = Eurocodice 6 Design of masonry structures [Progettazione delle strutture di muratura] ENV 1997 = Eurocodice 7 Geotechnical design [Progettazione geotecnica] ENV 1998 = Eurocodice 8 Design provisions for earthquake resistance of structures [Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture] ENV 1999 = Eurocodice 9 Design of aluminium alloy structures [Progettazione delle strutture di alluminio] (8) Il CEN/TC 250 ha costituito dei sottocomitati separati in relazione ai diversi Eurocodici sopra citati. (9) Questa parte 2 dell Eurocodice 1995 viene pubblicata dal CEN come norma europea sperimentale (ENV) per un periodo iniziale di tre anni. (10) La presente norma sperimentale è utilizzata per applicazioni pratiche e per la presentazione di commenti. (11) Dopo circa due anni ai membri CEN sarà chiesto di inviare commenti formali da prendere in considerazione per definire le future azioni. Pagina 2 di 36

7 (12) Nel frattempo, suggerimenti e commenti sulla presente norma sperimentale dovrebbero essere inviati alla Segreteria del CEN/TC 250/SC 5 al seguente indirizzo: Secretariat of CEN/TC 250/SC 5 BST Box S STOCKHOLM o all ente normatore nazionale. (nota nazionale - per l'italia: UNI Via Battistotti Sassi, 11B MILANO (tel. 02/ fax. 02/ ) Documenti di Applicazione Nazionale (NAD) (13) Considerando la responsabilità delle Autorità nei Paesi membri in fatto di sicurezza, salute ed altre questioni espresse nei requisiti essenziali della Direttiva "Prodotti da Costruzione" (CPD), ad alcuni fattori di sicurezza contenuti in questa norma sperimentale sono stati assegnati dei valori indicativi che vengono identificati da "valori incasellati". Si prevede che le autorità di ciascun Paese membro rivedano tali "valori incasellati" e possano, per l'uso nelle applicazioni nazionali, sostituire ad essi dei valori definitivi, alternativi, per questi coefficienti di sicurezza. (14) Alcune delle norme europee o internazionali di supporto potrebbero non essere disponibili al momento della pubblicazione di questa parte. Si anticipa quindi che verrà pubblicato da ogni Paese membro o dall'ente di normazione un Documento di Applicazione Nazionale (NAD), il quale fornirà i valori sostitutivi per i coefficienti di sicurezza, farà riferimento alle norme di supporto compatibili e rappresenterà una guida a livello nazionale per l'applicazione della presente norma sperimentale. (15) Resta inteso che la presente norma sperimentale verrà utilizzata insieme al NAD valido nel Paese in cui vengono svolti i lavori di edilizia o di ingegneria civile. Argomenti specifici di questa norma sperimentale europea (16) La presente norma sperimentale contiene unicamente clausole in aggiunta alla ENV , cioè nessuna prescrizione o regola applicativa presente nella ENV viene ripetuta nella presente norma sperimentale. (17) In questo documento vengono date prescrizioni e regole applicative che coprono situazioni di progetto specifiche per il dimensionamento di ponti (per esempio gli stati limite di esercizio) quali ponti pedonali/ciclabili, ponti stradali e ferroviari. (18) Altre parti del testo riguardano situazioni di progetto o componenti strutturali che non sono specifici per i ponti, ma normalmente sono più usati nella progettazione di ponti. Esempi di questo secondo gruppo sono situazioni di progetto quali il comportamento a fatica, e componenti strutturali quali il legno rinforzato, i ponti ad impalcato lamellare e i bulloni incollati. (19) I metodi di verifica per le barre incollate al legno sono presentati nell'appendice A (informativa). (20) La presente norma sperimentale non riguarda i ponti con legno pre-sollecitato longitudinalmente. (21) In caso di verifica a fatica, fatta eccezione del danno da fatica dovuto alle vibrazioni causate dal vento, non viene data alcuna prescrizione sui casi in cui una verifica dovrebbe essere eseguita. Un metodo semplificato di verifica viene illustrato nell appendice B (informativa). (22) Il Comitato di redazione di questa norma sperimentale ha utilizzato i seguenti riferimenti: - Brücken und Stege aus Holz. Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für Holzforschung, 1989 [Ponti e passerelle di legno] - DIN 1074, Holzbrücken. Ausgabe Mai 1991 [Ponti di legno] Pagina 3 di 36

8 - Kreuzinger, H. e Mohr, B.: Holz und Holzverbindungen unter nicht vorwiegend ruhenden Einwirkungen. Technische Universität München, Institut für Tragwerksbau, Fachgebiet Holzbau, 1994 [Legno e collegamenti di legno sotto azioni non prevalentemente statiche] - Ontario highway bridge design code. 3 rd edition, Ministry of Transportation, 1992 [Codice di progettazione per i ponti autostradali dell Ontario] - Recommended guide for the design of stress laminated timber plate bridge decks. Part 1 - Design procedures. Roads and Traffic Authority - New South Wales, 1995 [Raccomandazione per la progettazione di solette d impalcati di ponte presollecitate. Parte 1 - Procedure di progettazione. Autorità per il traffico e le strade] - Ritter, M.: Timber bridges - Design, construction, inspection and maintenance. United States Department of Agriculture, Forest Service, 1990 [Ponti di legno - Progettazione, costruzione, verifiche e manutenzione] - Taylor, R.J. e Keenan, F.J.: Wood highway bridges. Canadian Wood Council, 1992 [Ponti di legno di autostrade] (23) Alcune dei sopramenzionati codici/raccomandazioni nazionali sui ponti contengono testo informativo che non è incluso nella presente norma sperimentale, in quanto esso dovrebbe essere reperibile nei manuali di progettazione oppure nei libri di testo. 1 GENERALITÀ 1.1 Scopo e campo di applicazione P(1) P(2) 1.2 Relazione con gli altri Eurocodici Nota P(1) P(2) P(3) La ENV tratta la progettazione delle parti strutturali principali dei ponti, cioè degli elementi strutturali importanti per l'affidabilità dell'intero ponte oppure di importanti parti di esso, realizzati con legno e con altri materiali a base di legno, sia singolarmente sia composti con calcestruzzo, acciaio o altri materiali. La ENV non considera le regole apposite per la progettazione antisismica dei ponti di legno, per la quale è pertinente la ENV Le regole pertinenti fornite nella ENV si applicano anche alle parti strutturali principali dei ponti, salvo se altrimenti specificato in 1.2P(2) oppure nel testo. I seguenti punti della ENV non si applicano alle parti strutturali principali di ponti: Requisiti fondamentali Definizioni e classificazioni Requisiti per la progettazione (2) Esempi di protezione minima dalla corrosione Pannello di particelle Pannello di fibre Analisi semplificata di capriate (3) Montaggi - verifica alla resistenza di elementi Capriate con unioni con piastre stampate di metallo Diaframmi per tetti e solai Diaframmi per pareti (3) Riduzione della capacità portante dei bulloni Un metodo per il calcolo del numero efficace dei mezzi di unione del tipo a gambo cilindrico viene illustrato nell'appendice C. Per i componenti di calcestruzzo e per le barre di armatura, si applicano le prescrizioni della ENV e della ENV Pagina 4 di 36

9 P(4) Per i componenti di acciaio, si applicano le prescrizioni dell'eurocodice 3, in particolare della ENV e della ENV P(5) Per i criteri di progettazione, vedere punto 2. (6) Quando si usa questa parte 2, si dovrebbe fare riferimento, laddove pertinente, alle seguenti norme sperimentali europee: - ENV Eurocodice 1 Parte 1-1 Basis of design [Basi di calcolo] - ENV Eurocodice 1 Parte 2-1 Densities, self-weight and imposed loads [Massa volumica, peso proprio e carichi imposti] - ENV Eurocodice 1 Parte 2-4 Wind actions [Azioni del vento] - ENV Eurocodice 1 Parte 2-5 Thermal actions [Azioni termiche] - ENV Eurocodice 1 Parte 3 Traffic loads on bridges [Carichi da traffico sui ponti] 1.3 Distinzione fra Principi e Regole Applicative, e valori di riferimento P(1) In funzione del carattere delle singole clausole, si opera una distinzione fra Principi e Regole Applicative. P(2) I Principi comprendono: - enunciazioni generali e definitive per le quali non esiste alternativa, nonché - requisiti e modelli analitici per i quali non è consentita alcuna alternativa a meno che ciò non sia specificamente dichiarato. P(3) I numeri dei punti dei Principi sono anticipati dalla lettera P. P(4) Le Regole Applicative sono generalmente regole riconosciute, che applicano i Principi e ne soddisfano le prescrizioni. P(5) È ammesso l'uso di regole di progettazione alternative che differiscano dalle Regole Applicative, purché sia dimostrato che le regole alternative concordano con i pertinenti Principi e sono almeno equivalenti per quanto concerne la resistenza meccanica, funzionalità e durabilità raggiungibili per la struttura, con il presente Eurocodice. 1.4 Definizioni In aggiunta alle definizioni fornite nella ENV , sono applicabili le seguenti definizioni: unione scanalata: Unione a taglio consistente nell'alloggiamento di una parte essenziale, rotonda o rettangolare di un elemento nella faccia a contatto dell'altro elemento. Le parti unite sono, di solito, tenute assieme mediante viti, bulloni, ecc. Vedere figura impalcato lamellare: Impalcato da ponte realizzato con lamelle individuali tenute assieme da chiodature o incollaggi e/o da una pressione laterale permanente per garantire l'attrito tra le facce delle lamelle. Vedere figura 1.2. Nota Impalcati da ponte pre-sollecitati, ma non incollati sono spesso chiamati "stress-laminated decks" con le superfici del legno segate oppure piallate pre-sollecitazione: Effetto permanente dovuto a forze controllate e/o a deformazioni imposte su una struttura. Nota Un esempio è dato dalla pre-sollecitazione di impalcati di ponti di legno mediante barre o tiranti, vedere figura 1.2 da b) a d). Pagina 5 di 36

10 figura 1.1 Esempio di parti connesse con unioni a taglio scanalate e viti figura 1.2 Esempi di impalcati lamellari Legenda 1 Chiodo 1.5 Simboli Ai fini della presente norma sperimentale si applicano i seguenti simboli principali: A ef Area efficace A s Area della barra di rinforzo E Modulo di elasticità E 0 Modulo di elasticità parallelo alla fibratura E mean Valore medio del modulo di elasticità F Forza F ax,ek Forza caratteristica assiale nella barra F t, F c Forza di trazione e di compressione F V,Rk Capacità portante caratteristica a taglio G 0 Modulo di elasticità tangenziale alla fibratura (panel shear) G 90 Modulo di taglio perpendicolare alla fibratura (rolling shear) K ser Modulo di scorrimento V Forza di taglio a vert, a hor Accelerazione, verticale e orizzontale b ef Larghezza efficace b lam Larghezza della lamella d Diametro h Altezza della trave f vert, f hor Frequenza fondamentale naturale di vibrazioni verticali e orizzontali Pagina 6 di 36

11 f v,d Resistenza a taglio di progetto f v,k Resistenza a taglio caratteristica f m,d Resistenza a flessione di progetto f c,90,d Resistenza a compressione di progetto perpendicolare alla fibratura f y,d Resistenza allo snervamento di progetto per l'acciaio f u,k Resistenza ultima caratteristica dell'acciaio f h,k Resistenza caratteristica al rifollamento k mod Coefficiente di correzione k ls Coefficiente di resistenza del sistema m Massa; massa per unità di superficie t Tempo ν Velocità γ M Coefficiente parziale di sicurezza per materiali γ M,fat Coefficiente parziale di sicurezza per materiali, per la verifica a fatica ρ k Massa volumica caratteristica µ d Valore di progetto per il coefficiente di attrito σ c Tensione di compressione ζ Rapporto di smorzamento 1.6 Riferimenti normativi La presente norma europea rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e vengono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma europea come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l'ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento. ISO Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - General requirements [Vibrazioni e shock meccanici - Valutazione della esposizione alle vibrazioni di tutto il corpo - Requisiti generali] EN 338:1995 Structural timber - Strength classes [Legno strutturale - Classi di resistenza] EN 384:1995 Structural timber - Determination of characteristic values of mechanical properties and density [Legno strutturale - Determinazione dei valori caratteristici delle proprietà meccaniche e della massa volumica] pren 1193 *) Timber structures - Test methods - Structural timber and glued laminated timber - Determination of additional physical and mechanical properties [Strutture di legno - Metodi di prova - Legno strutturale e legno lamellare incollato - Determinazione delle proprietà aggiuntive fisiche e chimiche] pren 1194 **) Timber structures - Glued laminated timber - Strength classes and determination of characteristic values [Strutture di legno - Legno lamellare incollato - Classi di resistenza e determinazione dei valori caratteristici] ENV :1994 Eurocode 1 - Basis of design and actions on structures - Part 1: Basis of design [Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azioni sulle strutture - Parte 1: Basi di calcolo] ENV Eurocode 2 - Design of concrete structures - Part 1-1: General reules - General rules and rules for buildings [Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte 1-1: Regole generali - Regole generali e regole per gli edifici] *) Nota nazionale - La norma è stata pubblicata nel **) Nota nazionale - La norma è stata pubblicata nel Pagina 7 di 36

12 Nota ENV ENV ENV ENV :1993 ENV Eurocode 2 - Design of concrete structures - Part 2: Bridges [Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte 2: Ponti di calcestruzzo] Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-1: Regole generali - Regole generali e regole per gli edifici] Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 2: Bridges [Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 2: Ponti di acciaio] Eurocode 5 - Design of timber structures - Part 1-1: General rules - General rules and rules for buildings [Eurocodice 5 - Progettazione delle strutture di legno - Parte 1-1: Regole generali - Regole per gli edifici] Eurocode 8 - Design provisions for earthquake resistance of structures - Part 2: Bridges [Eurocodice 8 - Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture - Parte 2: Ponti] Progetto di norma europea: pren ( ) Wood-based panels - Characteristic values for established products [Pannelli a base di legno - Valori caratteristici per prodotti affermati] 2 CRITERI DI PROGETTAZIONE 2.1 Generalità P(1) Si applicano le ENV ed ENV , 2.4.1, e Fatica P(1) Gli stati limite correlati alla fatica devono essere trattati come stati limite di rottura. 2.3 Coefficienti parziali di sicurezza per i materiali P(1) I coefficienti parziali di sicurezza γ M per le proprietà dei materiali agli stati limite di rottura, combinazioni fondamentali, sono dati nel prospetto 2.1. prospetto 2.1 Coefficienti parziali di sicurezza per le proprietà dei materiali agli stati limite di rottura, combinazioni fondamentali Legname e materiali a base di legno - verifica normale γ M = 1,3 - verifica a fatica γ M,fat = 1,0 Acciaio usato nelle unioni - verifica normale γ M = 1,1 - verifica a fatica γ M,fat = 1,0 Acciaio usato in elementi composti γ M,s = 1,15 Calcestruzzo usato in elementi composti γ M,c = 1,5 Connettori a taglio in elementi composti - verifica normale γ M,v = 1,25 - verifica a fatica γ M,v,fat = 1,0 Elementi d acciaio usati nella presollecitazione γ M,s = 1,15 P(2) Per le combinazioni eccezionali, tutti i coefficienti parziali di sicurezza γ M sono uguali ad 1. Pagina 8 di 36

13 3 MATERIALI 3.1 Generalità Classi di servizio P(1) Ponti o parti di ponti che non sono protetti dall'acqua oppure dall'azione diretta delle intemperie devono essere assegnati alla classe di servizio 3. Nota L'acqua può essere portata sul ponte dai veicoli. Esempi di protezione dall'azione diretta delle intemperie sono i ponti coperti da un tetto, oppure gli impalcati che si comportano essi stessi come un tetto, oppure le tecniche di protezione del legno tramite impregnazione con creosoto Classi di durata del carico (1) Le azioni variabili dovute al passaggio del traffico, di norma, sono considerate azioni di breve durata. (2) Le forze di pre-sollecitazione durante la costruzione, di norma, sono considerate azioni di breve durata. (3) Le forze residue di pre-sollecitazione, di norma, sono considerate azioni di lunga durata. 3.2 Resistenza a compressione perpendicolare alla fibratura (1) Per un volume uniformemente sollecitato la resistenza a compressione perpendicolare alla fibratura di norma viene determinata mediante prove conformi al pren Nota I valori per la compressione perpendicolare alla fibratura forniti nelle EN 338:1995 ed EN 384:1995 punto 8.4 sono all'incirca maggiori del 100% rispetto a quelli determinati sperimentalmente. (2) Per carichi concentrati si applica la ENV : DURABILITÀ 4.1 Misure costruttive di protezione (1) L'esposizione diretta di parti di legno alla pioggia e alla radiazione solare dovrebbe essere evitata, oppure ridotta tramite misure costruttive di protezione. (2) Laddove non sia realizzabile una copertura parziale o completa degli elementi strutturali principali, si dovrebbero prendere in considerazione una o più misure fra le seguenti: - limitazione dell'acqua ristagnante sulle parti di legno mediante un'appropriata inclinazione delle superfici; - limitazione delle aperture, intagli, ecc. in cui l'acqua può accumularsi o infiltrarsi; - limitazione dell'assorbimento diretto di acqua (per esempio assorbimento capillare dalle fondazioni di calcestruzzo) attraverso l'uso di appropriate barriere; - limitazione delle fessurazioni e delaminazioni, specialmente in tutte le posizioni in cui risulterebbero esposte sezioni di testata degli elementi lignei, tramite sigillatura e/o scossaline di copertura; - limitazione dei movimenti di rigonfiamento e ritiro assicurando un'umidità iniziale appropriata e riducendo le variazioni di umidità attraverso un'adeguata protezione delle superfici; - uso di legname con adeguata durabilità naturale, oppure di legno trattato, vedere la ENV Pagina 9 di 36

14 4.2 Protezione di parti metalliche P(1) Le parti metalliche usate nelle unioni acciaio-legno o le barre di pre-sollecitazione che risulteranno inaccessibili una volta che il ponte sarà completato, devono essere adeguatamente protette per la durata di vita in opera prevista dal progetto. P(2) Tutte le parti metalliche devono avere un'adeguata protezione contro la corrosione. (3) In condizioni severe (per esempio quando non può essere esclusa l'utilizzazione di sostanze anti-ghiaccio corrosive), dovrebbero essere utilizzati acciaio inossidabile di adeguata composizione oppure speciali rivestimenti addizionati, oppure le parti dovrebbero essere facilmente sostituibili. P(4) La possibilità di corrosione dell'acciaio deve essere tenuta in considerazione. (5) Le parti di acciaio inglobate nel calcestruzzo, come le barre d'armatura e i cavi di pre-sollecitazione, dovrebbero essere protette conformemente ai pertinenti punti delle ENV ed ENV Superfici di usura P(1) Laddove degli elementi di legno strutturale sono esposti ad abrasione dovuta al traffico, l'altezza adottata nel calcolo deve essere quella minima ammessa prima della sostituzione. 5 CRITERI DI ANALISI STRUTTURALE (1) I carichi dovrebbero essere riferiti al piano medio della soletta d'impalcato. (2) Per carichi concentrati, si dovrebbe fare riferimento ad un'area di contatto efficace rispetto al piano medio dell'impalcato, vedere figura 5.1, b W è la larghezza dell area del carico sulla superficie di contatto con la soletta d'impalcato; b W, middle è la larghezza dell'area del carico riferita al piano medio della soletta d'impalcato; β 1, β 2 sono angoli di distribuzione conformemente al prospetto 5.1. figura 5.1 Distribuzione di carichi concentrati con area di contatto di larghezza b w Legenda Pavimentazione Soletta d'impalcato di legno Asse mediano della soletta d'impalcato di legno Pagina 10 di 36

15 prospetto 5.1 Angoli di diffusione di carichi concentrati β 1 o β 2 Attraverso la pavimentazione, tavoloni e tavole 45 Attraverso impalcati lamellari - in direzione delle lamelle 45 - perpendicolarmente alle lamelle 15 Attraverso impalcati di compensato 30 (3) Le solette d'impalcato dovrebbero essere analizzate sulla base della teoria delle lastre ortotrope. (4) Per le solette d'impalcato, realizzate con lamelle di conifere, le relazioni per le proprietà perpendicolarmente alle lamelle dovrebbero essere desunte dal prospetto 5.2. Il rapporto G 90,mean /G 0,mean dovrebbe essere considerato come: G 90, mean G 0, mean = 01, [5.1] prospetto 5.2 Proprietà del materiale per solette d'impalcato lamellari, perpendicolarmente alla direzione delle lamelle Tipo di soletta d impalcato E 90,mean /E 0,mean G 0,mean /E 0,mean Lamellare inchiodato 0 0,02 Lamellare pre-sollecitato trasversalmente segato 0,015 0,03 piallato 0,020 0,04 Lamellare incollato 0,030 0,06 (5) Per un'analisi semplificata, le solette possono essere considerate sostituite da una o più travi in direzione delle lamelle, con la larghezza efficace b ef calcolata come: b ef = b w,middle + a [5.2] b w,middle è calcolata conformemente a (2); a in metri, dovrebbe essere desunta dal prospetto 5.3. prospetto 5.3 Larghezza efficace a in metri per l'analisi semplificata a trave Sistema di soletta d impalcato Lamellare inchiodato 0,1 Lamellare pre-sollecitato trasversalmente oppure lamellare incollato 0,3 Composto legno-calcestruzzo 0,6 a (6) Per solette d'impalcato a doppio strato di tavole con un angolo pari ad α = (60 ± 5) fra le direzioni delle tavole e delle travi di sostegno, la larghezza efficace per ciascun strato dovrebbe essere considerata pari a (vedere figura 5.2): Pagina 11 di 36

16 P(7) 02, l b b + 2 b ef = wt, [5.3] sinα dove è la distanza fra gli assi delle travi di sostegno del tavolato; è la larghezza dell'area di contatto (ruota) misurata nella direzione normale alle travi di sostegno. l b b w,t Per sistemi di impalcato a struttura composta, si deve considerare l'influenza dello scorrimento nelle unioni. figura 5.2 Larghezza efficace per soletta d'impalcato a doppio strato di tavole 6 STATI LIMITE ULTIMI 6.1 Generalità P(1) I modelli di calcolo per i differenti stati limite devono prendere in considerazione, laddove pertinenti, i seguenti punti: - differenti proprietà dei materiali (per esempio modulo di elasticità, resistenza e modo di rottura); - differente comportamento dei materiali nel lungo periodo (viscosità, rilassamento); - differente comportamento al clima dei materiali (temperatura, variazioni di umidità); - differenti situazioni di progetto (fasi di costruzione, cambiamento delle condizioni di appoggio). Pagina 12 di 36

17 6.2 Elementi rinforzati P(2) Per strutture o parti di strutture per le quali le forze o le tensioni ecc. siano funzioni del tempo, deve essere eseguita una verifica al tempo iniziale e finale della situazione di progetto pertinente. (3) La ENV , (2) può essere applicata anche per gli appoggi intermedi di elementi continui Generalità P(1) Questo punto riguarda gli elementi lignei rinforzati con altri materiali, per esempio legno di altre specie, materiali a base di legno, fibre di vetro o fibre di carbonio, oppure con acciaio, solidarizzati al legno. (2) Il calcolo degli effetti di progetto delle azioni dovrebbe essere basato su valori medi delle proprietà di rigidezza e scorrimento, per la classe di servizio e la durata del carico in questione. Nota Nella ENV il modulo di elasticità è considerato pari a: Legno rinforzato trasversalmente E = k def dove k def è stimato in base al prospetto 4.1 della ENV P(1) La resistenza a trazione del legno perpendicolarmente alla fibratura non deve essere considerata. (2) Posto che esista un rinforzo longitudinale con a b 5d, per una trave con rinforzo a taglio tipo trave reticolare come mostrato nella figura 6.1, si applicano (3), (4), (5) e (9). (3) La resistenza di progetto a taglio V Rd di norma viene considerata pari a: V Rd V Rd,timber V Rd,s E mean = min. V Rd, timber + 05, V Rd, s 05, V Rd, timber + V Rd, s [6.1] è la resistenza a taglio di progetto del legno in funzione della direzione della fibratura e della forza; è la resistenza a taglio di progetto del rinforzo, determinata usando un modello reticolare, vedere (5). (4) Per le conifere la resistenza a taglio del legno massiccio e del legno lamellare incollato, in direzione radiale-tangenziale (vedere figura 6.1) può essere presa pari a 0,15 volte la resistenza a taglio parallela alla fibratura. Pagina 13 di 36

18 figura 6.1 Trave con rinforzo a taglio tipo trave reticolare (5) Posto che l'inclinazione β delle barre di acciaio sia compresa fra 40 e 50, la resistenza a taglio di progetto del rinforzo dovrebbe essere assunta pari a: V Rd,s = 0,7 f y,d A s [6.2] f y,d è la resistenza allo snervamento di progetto della barra di acciaio; A s è l'area delle barre di rinforzo inclinate. (6) Posto che esista un rinforzo longitudinale con a b 5d, per un rinforzo a taglio unidirezionale come mostrato nella figura 6.2, si applicano (7), (8) e (9). (7) La resistenza di progetto a taglio dovrebbe essere considerata pari a: V Rd = min. V Rd, timber + 05, V Rd, s 05, V Rd, timber + V Rd, s 15, V Rd, timber purché la distanza a s delle barre non sia maggiore dell'altezza h della trave. (8) La rigidezza a taglio dell'elemento rinforzato dovrebbe essere considerata accresciuta nello stesso modo della resistenza a taglio. (9) La resistenza allo snervamento di progetto della barra di acciaio f y,d non dovrebbe essere assunta maggiore di 350 N/mm 2. [6.3] Pagina 14 di 36

19 figura 6.2 Trave con rinforzo a taglio unidirezionale 6.3 Solette d'impalcato Resistenza di sistema (1) Le resistenze a flessione e a taglio della soletta d'impalcato dovrebbero essere calcolate come segue: F m,d,deck = k ls f m,d,lam [6.4] F v,d,deck = k ls f v,d,lam [6.5] f m,d,lam è la resistenza a flessione di progetto delle lamelle; f v,d,lam è la resistenza a taglio di progetto delle lamelle; k ls è il coefficiente di resistenza per il sistema. (2) A meno che non venga eseguita un'analisi più dettagliata, dovrebbero essere adottati i valori di k ls elencati nella figura 6.3, per la resistenza a flessione e a taglio delle solette d'impalcato lamellari. (3) Il numero n di elementi caricati dovrebbe essere preso pari a: b ef n = b lam [6.6] b ef è la larghezza efficace conformemente al punto 5, sottopunto (5); b lam è la larghezza delle lamelle, vedere figura 6.4. (4) La resistenza di progetto a flessione "di piatto" per travi di legno lamellare incollato [vedere figura 6.4 a)] dovrebbe essere presa pari alla resistenza a flessione "di fianco" f m,d,lam delle lamelle. Pagina 15 di 36

20 figura 6.3 Coefficiente di resistenza di sistema k ls per le solette d'impalcato Legenda 1 2 n k ls Lamelle inchiodate Lamelle pre-sollecitate o pre-sollecitate e incollate, oppure lamelle realizzate con travi di legno lamellare incollato Numero di lamelle sottoposte a carico Coefficiente di resistenza di sistema figura 6.4 Definizione di b lam Solette d'impalcato rinforzate P(1) Si applicano i principi di 6.2. (2) Si applicano le regole pertinenti di Solette d'impalcato pre-sollecitate trasversalmente (stress-laminated) P(1) Le forze di pre-sollecitazione devono essere tali da non provocare alcun scorrimento verticale fra le lamelle. (2) Le forze di pre-sollecitazione dovrebbero agire in maniera centrata rispetto alla sezione retta del legno. Pagina 16 di 36

21 Nota Nota Dovrebbe essere soddisfatto il requisito seguente: F V,Ed µ d σ p,min h F V,Ed è lo sforzo di taglio di progetto per unità di lunghezza; µ d è il valore di progetto del coefficiente di attrito; σ p,min è la tensione di compressione minima residua di lungo periodo dovuta alla pre-sollecitazione (vedere figura 6.5); h è lo spessore della soletta d'impalcato. (3) Dovrebbero essere adottati i seguenti valori di progetto per il coefficiente di attrito µ d : - legno segato su legno segato: µ d = 0,3; - legno piallato su legno piallato: µ d = 0,2; - piallato su segato: µ d = 0,2; - legno su calcestruzzo: µ d = 0,4. Il coefficiente di attrito è funzione della specie legnosa, della rugosità della superficie di contatto, del trattamento del legno e della tensione residua fra le lamelle. (4) In aree soggette a carichi da ruote, la tensione a compressione minima residua a lungo termine σ p,min dovuta alla pre-sollecitazione (vedere figura 6.5) fra lamelle di conifere non dovrebbe essere minore di 0,35 N/mm 2. La forza di pre-sollecitazione residua di lungo periodo viene normalmente determinata attraverso misurazioni per il tipo di soletta pre-sollecitata considerato. P(5) Per la compressione perpendicolare alla fibratura in corrispondenza delle piastre di ancoraggio deve essere soddisfatta la seguente condizione: σ pl,d k c,90 f c,90,d σ pl,d k c,90 è la tensione di compressione localizzata fra la piastra di contatto e il legno; deve essere adottato in conformità alla ENV , P(1). (6) Il numero di giunti di testa deve essere limitato ad uno considerando quattro lamelle adiacenti qualsiasi, all'interno di un tratto di lunghezza pari a 30 volte lo spessore delle lamelle. (7) Nel calcolo della resistenza di impalcati pre-sollecitata (stress-laminated), la sezione dovrebbe essere ridotta in proporzione al numero di giunti di testa. (8) Per ponti stradali e ferroviari, i giunti di testa dovrebbero essere sostenuti in corrispondenza di ogni giunto, a meno che l'integrità dell'impalcato sia assicurata da una pre-sollecitazione maggiorata. Pagina 17 di 36

22 figura 6.5 Esempio di applicazione dello sforzo di pre-sollecitazione e distribuzione della tensione relativa Legenda e 6 Ripartitore di acciaio o legno duro Piastra individuale di ancoraggio Barra di pre-sollecitazione Zona con pressione uniforme Zone di introduzione del carico 6.4 Elementi composti legno-calcestruzzo P(1) Questo punto fornisce prescrizioni aggiuntive a quelle della ENV per gli elementi composti legno-calcestruzzo, soggetti principalmente a flessione. (2) La larghezza efficace dell'ala di calcestruzzo di impalcati misti legno/calcestruzzo dovrebbe essere determinata come per una sezione a T di calcestruzzo, vedere la ENV , sottopunto P(3) Il collegamento deve essere progettato in modo da trasmettere tutte le forze inerenti alla struttura composta. L'aderenza naturale non deve essere considerata. P(4) La distribuzione nel senso della lunghezza delle forze di scorrimento fra il legno e il calcestruzzo deve essere determinata sulla base della distribuzione ipotizzata delle tensioni normali. La condizione di equilibrio deve risultare soddisfatta in ogni parte della trave composta. (5) Per situazioni di progetto in cui è prescritta la verifica a fatica, l'effetto dell azione di progetto sulle unioni dovrebbe essere minore del 40% della resistenza di progetto. (6) Per stati limite di rottura diversi da quello a fatica, si può considerare il comportamento elasto-plastico del connettore. (7) In aggiunta a della ENV , si applicano le prescrizioni di seguito elencate. (8) Per le parti singole (legno e calcestruzzo) può essere assunta una distribuzione lineare delle deformazioni. P(9) La resistenza a trazione del calcestruzzo deve essere trascurata ai fini della verifica della capacità portante. Pagina 18 di 36

23 (10) Dovrebbero essere considerate le concentrazioni di tensioni quando si abbiano: - brusche variazioni del modulo resistente della sezione; - intagli; - discontinuità nei dispositivi di unione (nella disposizione e/o nella rigidezza); - introduzione di forze concentrate. 7 STATI LIMITE DI ESERCIZIO 7.1 Generalità (1) Laddove non vengano indicati altri requisiti, dovrebbe essere verificato: - che il comportamento elastico sia assicurato in modo da escludere deviazioni dalla geometria prevista; - che le inflessioni e gli incurvamenti siano limitati così da escludere effetti dinamici indesiderati dovuti al traffico; - che le frequenze naturali fondamentali siano limitate in modo da escludere: - vibrazioni dovute al traffico pedonale o veicolare o al vento, che causino disturbo alle persone sul ponte; - danno da fatica causato da fenomeni di risonanza. Nota Per indagini speciali riguardanti il comfort umano in presenza di vibrazioni, un metodo viene fornito nella ISO (2) Per i ponti ferroviari i criteri prestazionali vengono forniti nella ENV Per ponti pedonali/ciclabili e stradali i criteri prestazionali vengono forniti in 7.2, 7.3 e Vibrazioni causate da pedoni Vibrazioni verticali (1) L'accelerazione verticale a vert dovrebbe soddisfare la condizione: m a vert [ 07, ]---- per f vert < 5 Hz s 2 (2) Nel calcolo della frequenza naturale fondamentale f vert dovrebbero essere adottati valori medi del modulo di elasticità E 0,mean e del modulo di scorrimento K ser conformemente alla ENV , 4.2(1). (3) Per configurazioni del ponte conformi al prospetto 7.1, l'accelerazione verticale a vert in m/s 2 dovrebbe essere valutata come: a vert = a vert,1 k vert,f [7.1] Per ponti attraversati da file di pedoni, in aggiunta l'accelerazione verticale a vert in m/s 2 dovrebbe essere calcolata anche come: a vert = 0,027 l b a vert,1 k vert,f [7.2] con: a vert, k 1 e 2πnζ = a [7.3] M ζ M = m l b [7.4] l è la luce in m, vedere prospetto 7.1; b è la larghezza del ponte in m; m è la massa per unità di area (peso proprio) del ponte in kg/m 2 ; ζ è il rapporto di smorzamento; Pagina 19 di 36

24 Nota n = l , è il numero di passi necessari per attraversare la luce l; k a è un coefficiente di configurazione che dovrebbe essere ottenuto dal prospetto 7.1; k vert,f dovrebbe essere ottenuto dalla figura 7.1. Questo metodo semplificato è basato sull'assunzione che la frequenza di passo corrisponda alla frequenza naturale fondamentale f vert della struttura, oppure alla sua metà. L'espressione [7.1] corrisponde all'eccitazione del ponte da parte di un piccolo gruppo di pedoni, caso normale per la maggior parte dei ponti. L'espressione [7.2] corrisponde all'eccitazione del ponte da parte di un flusso continuo di pedoni, come si verifica in molte aree urbane con un traffico pedonale pesante. Per ponti più piccoli di lb 37 m 2 è valida l'espressione [7.1]. prospetto 7.1 Fattore di configurazione k a Configurazione del ponte k a 1,0 0,7 per l 1 /l = 1,0 per l 1 /l = 0,8 per l 1 /l 0,6 0,6 0,8 0,9 figura 7.1 Correlazione fra il coefficiente k vert,f e la frequenza naturale fondamentale f vert (4) Il rapporto di smorzamento dovrebbe essere pari a: ζ = 0,010 per strutture principali senza unioni meccaniche; ζ = 0,015 per strutture principali con unioni meccaniche. (5) Per configurazioni di ponte diverse rispetto a quelle riportate nel prospetto 7.1, l'accelerazione verticale a vert,1 dovrebbe essere calcolata per la forza: F vert (t) = 0,28 sin(2π f vert t) [7.5] che si muove sul ponte con velocità: Pagina 20 di 36

25 ν vert = 0,9 f vert [7.6] F vert (t) è in kn; ν vert è in m/s; f vert è la frequenza naturale fondamentale in direzione verticale in s -1 ; t è il tempo in secondi Vibrazioni orizzontali (1) L'accelerazione orizzontale a hor dovrebbe soddisfare la condizione: m a hor [ 02, ]---- per f hor < 2, 5 Hz s 2 (2) Nel calcolo della frequenza naturale fondamentale dovrebbero essere adottati valori medi del modulo di elasticità E 0,mean e del modulo di scorrimento K ser conformemente alla ENV , 4.2(1). (3) Per configurazioni del ponte conformi al prospetto 7.1, l'accelerazione orizzontale a hor dovrebbe essere valutata come: a hor = a hor,1 k hor,f [7.7] Per ponti attraversati da file di pedoni, in aggiunta l'accelerazione orizzontale a hor in m/s 2 dovrebbe essere calcolata anche come: a hor = 0,027 l b a hor,1 k hor,f [7.8] con: a hor 1, 40 k 1 e 2πnζ = a M ζ [7.9] M = m b [7.10] l è la luce in m, vedere prospetto 7.1; b è la larghezza del ponte in m; m è la massa per unità di area (peso proprio) del ponte in kg/m 2 ; ζ è il rapporto di smorzamento; n = l , è il numero di passi necessari per attraversare la luce l; k a è un coefficiente di configurazione che dovrebbe essere ottenuto dal prospetto 7.1; k hor,f dovrebbe essere ottenuto dalla figura 7.2. figura 7.2 Correlazione fra il coefficiente k hor,f e la frequenza naturale fondamentale f hor Pagina 21 di 36

26 Nota Questo metodo semplificato è basato sull'assunzione che la frequenza di passo corrisponde al doppio della frequenza naturale fondamentale f hor della struttura. L'espressione [7.7] corrisponde all'eccitazione del ponte da parte di un piccolo gruppo di pedoni, caso normale per la maggior parte dei ponti. L'espressione [7.8] corrisponde all'eccitazione del ponte da parte di un flusso continuo di pedoni, che si verifica in molte aree urbane con traffico pedonale pesante. Per ponti più piccoli di lb 37 m 2 diventa pertinente l'espressione [7.7]. (4) Il rapporto di smorzamento dovrebbe essere pari a: ζ = 0,010 per strutture principali senza unioni meccaniche; ζ = 0,015 per strutture principali con unioni meccaniche. (5) Per configurazioni di ponte diverse rispetto a quelle riportate nel prospetto 7.2, l'accelerazione orizzontale a hor,1 dovrebbe essere calcolata per la forza: F hor (t) = 0,07 sin(2π f hor t) [7.11] che si muove sul ponte con velocità: ν hor = 1,8 f hor [7.12] F hor (t) è in kn; ν hor è in m/s; f hor è la frequenza naturale fondamentale in direzione verticale in s -1 ; t è il tempo in secondi. 7.3 Vibrazioni causate da veicoli P(1) Questo punto fornisce prescrizioni per evitare il disagio dei pedoni. (2) Si applicano i punti 7.2.1(1) e (2). (3) Per travi e solette d'impalcato l'accelerazione verticale a vert e la frequenza naturale fondamentale f vert possono essere calcolate come segue: 4 Fν a vert = π 2µEI f vert = π l 2 EI µ [7.13] [7.14] µ è la massa del ponte per unità di lunghezza; F è la forza concentrata che rappresenta il veicolo; ν è la velocità del veicolo; EI è la rigidità a flessione della struttura; l è la luce della struttura semplicemente appoggiata oppure la luce più ampia di una struttura continua, vedere prospetto 7.1. (4) L'accelerazione verticale a vert dovrebbe essere determinata per un veicolo del peso pari a 240 kn e una velocità pari a 15 m/s. 7.4 Vibrazioni causate dal vento (1) Non è prescritta la verifica per l'eccitazione aerodinamica delle travi principali del ponte per: - ponti stradali aventi una luce efficace minore di 50 m; - ponti pedonali e ciclabili aventi una luce efficace minore di 30 m. (2) Come luce efficace si dovrebbe considerare la luce effettiva massima, oppure metà della lunghezza d'onda della frequenza naturale fondamentale a flessione o a torsione (la maggiore delle tre). Pagina 22 di 36