INDICE 5. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL TERRENO 6. ASPETTI IDROGEOLOGICI E TETTONICI GENERALI

Transcript

1

2 INDICE 1. PREMESSA 2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO 3. EDIFICIO OGGETTO DI INTERVENTO 4. INDAGINE GEOTECNICA NEL SITO 5. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL TERRENO 6. ASPETTI IDROGEOLOGICI E TETTONICI GENERALI 7. CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE DEL TERRENO DI FONDAZIONE ALLEGATI - Distribuzione delle forze e degli spostamenti verticali sul terreno per lo step sismico in direz. x e y - Calcolo del carico limite verticale di progetto Pag. 1 di 11

3 RELAZIONE GEOTECNICA 1. PREMESSA Nell ambito dell intervento di adeguamento sismico del Plesso Scolastico Elementare di via Leonardo Sciascia sito nel comune di Acicatena (CT), redatto in ottemperanza alla legge 27 dicembre 2002 n. 289 art. 80 c. 21, viene prodotta la seguente Relazione Geotecnica. Con il presente documento si ottemperano gli obblighi di legge imposti dal Decreto Ministeriale 14 settembre 2005: Norme Tecniche per le Costruzioni. In seguito si descrivono pertanto: - i dati di indagine geotecnica realizzata nel sito oggetto dell intervento; - la caratterizzazione geotecnica; - le verifiche di capacità portante allo stato limite ultimo. 2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO Decreto Ministeriale 14 Settembre 2005 Norme tecniche per le costruzioni. Ordinnaza P.C.M. n del 20 Marzo 2003 e s.m.i. Decreto Ministeriale LL.PP. 11/3/1988 Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. Circolare LL.PP 24/9/1988 n L.2/2/1974, n. 64 art.1 Istruz. per l applic. D.M. 11/3/1988 Eurocodice 7 Eurocodice 8 3. EDIFICIO OGGETTO DI INTERVENTO L edifico oggetto dell intervento fu costruito nei primi anni del 1980 con strutture portanti (travi e pilastri) in c.a. e solai in latero-cemento. Le strutture di fondazione sono costituite da travi a sezione rettangolare in c.a. delle dimensioni 40x70cm, poggianti su un magrone in cls. I lavori di ultimazione delle strutture vennero completati in data 20 luglio 1983, come risulta dalla relazione a struttura ultimata e dal certificato di collaudo in accompagnamento alla documentazione progettuale reperita presso l archivio del Genio Civile di Catania con sede nella Zona industriale della città, identificato con la posizione n del 21 settembre La sua Pag. 2 di 11

4 copertura risulta essere a più falde e realizzata con strutture lignee e manto di copertura con tegole del tipo marsigliesi. I tamponamenti e la tramezzature interne sono in blocchi di laterizio forato, intonacati e tinteggiati. La consistenza metrica è di circa 1000mq al lordo dei muri mentre la superficie coperta risulta essere di circa 1200m. L altezza di interpiano è di circa 4,00 mentre quella interna (al netto dello spessore del solaio) si riduce a ml 3,70. La sua forma in pianta risulta essere non regolare. Il progetto prevede la messa in sicurezza dal punto di vista sismico dell edificio scolastico. In particolare le opere da realizzare sono: eliminazione della copertura a falde in struttura lignea per la riduzione delle masse dell intero corpo di fabbrica, il rinforzo delle fondazioni esistenti, il rinforzo dei nodi pilastro-trave di fondazione e dei nodi pilastro-trave di copertura, inserimento di nuove travi nel solaio di copertura, opere di finitura. Per quanto non espressamente descritto si rimanda alla relazione tecnica di calcolo. Ortofoto (fonte Reg. Siciliana Ass. Terr. e Ambiente) Pag. 3 di 11

5 4. INDAGINE GEOTECNICA NEL SITO L indagine geotecnica di campagna è consistita nell esecuzione di apposite indagini geognostiche (comprendenti perforazioni a carotaggio continuo, analisi e prove di laboratorio su campioni di roccia) [Rif. Rel. Geologica-Tecnica: Alleg. Planimetria Generale e Ubicazione Indagini Geognostiche] dalle quali è stato possibile risalire alla situazione stratigrafica del sito in esame con individuazione dei principali parametri geotecnici. Altresì è stata eseguita una indagine sismica in foro di tipo Down-Hole che si è spinta fino alla profondità di ml 30,00 all interno del sondaggio denominato S1. I risultati ottenuti mostrano una successione di velocità delle onde sismiche P e S variabili con la profondità, lungo il tratto investigato. La velocità media delle onde S per i primi 30 metri (V s,30 ), ricavata mediante tale prova, è di 480,50 m/s individuando, secondo l O.P.C.M. n. 3274/2003 e s.m.i., una categoria di suolo B, corrispondente a Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s. 5. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL TERRENO Come riportato nella relazione geologica, il terreno di sedime delle fondazioni dell edificio oggetto dell intervento è costituito da una coltre (di circa 1 m di altezza) di terreno di riporto, che interessa solo parzialmente le fondazioni dell edificio. In senso orizzontale si registra, nella parte centrale dell intero lotto, la presenza di colate laviche superiori alternate a materiali scoriacei di spessore nel complesso superiore a 10 metri, che lasciano il posto, nella restante parte del lotto, a formazioni di tufiti a granulometria sabbioso-limosa mediamente addensati di potenza non inferiore a 4 metri, nel complesso quello di minori proprietà meccaniche. Per ottenere i parametri geotecnici principali delle tufiti, durante le fasi di perforazione, sono stati prelevati 2 campioni di terreno rimaneggiato. Essi sono stati sottoposti ad analisi e prove di laboratorio, da cui sono stati ricavati le caratteristiche fisiche principali e i parametri di resistenza al taglio ottenuti con prove di taglio diretto con scatola di Casagrande. Le analisi e le prove sono visibili nell allegato rapporto contenuto nel documento Certificato di Prova Sondaggi Geognostici. I calcoli vengono riassunti nella seguente tabella: Pag. 4 di 11

6 Sond. N. prova SPT Campione Litologia Angolo di attrito f ( ) S1 1 Tufiti 39 S1 CR1 Tufiti 37,4 S2 CR1 Tufiti 37,8 Media statistica = ū-1/2 dev.st. 37,65 Media aritmetica 38,07 Per ragioni di sicurezza si sono apportati fattori di riduzione ai valori indicati e pertanto i valori geotecnici da adottare per i terreni di fondazione sono: Peso di volume γ = 1.6 t/m3; Angolo di attrito interno φ = 35 ; Coesione c = 0.0 t/m2. 6. ASPETTI IDROGEOLOGICI E TETTONICI GENERALI Relativamente alle condizioni idrogeologiche dell area oggetto della campagna di indagini effettuata, per come si evince dalla relazione geologica, la falda si colloca a parecchi metri di profondità rispetto al p.c. non interferendo quindi in alcun modo con le strutture fondali. Dai rilievi effettuati sui luoghi e dai dati dedotti dai sondaggi geognostici, non sono emersi elementi riconducibili a dislocazioni tettoniche e, inoltre, sia l edificio scolastico in oggetto che gli edifici esistenti nelle immediate vicinanze, non presentano alcun dissesto che possa essere collegato a strutture tettoniche. 7. CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE DEL TERRENO DI FONDAZIONE La capacità portante del terreno su cui gravano le fondazioni dirette dell edificio oggetto di intervento è stata valutata mediante l espressione di Brinch-Hansen, adoperando gli opportuni coefficienti parziali di sicurezza prescritti nel D.M. 14 Settembre 2005 per le verifiche allo stato limite ultimo. I dati generali riguardanti la geometria della fondazione esistente inseriti nei calcoli geotecnici si riferiscono ad una fondazione a trave rovescia di sezione 50x70cm, posta ad una profondità di 70cm dal p.c.. Tali dimensioni si riferiscono a quelle di post-intervento consistente nel rinforzo delle fondazioni in prossimità dei nodi pilastro-trave e nei tratti di campata così come Pag. 5 di 11

7 riportato nell allegato progetto. Il valore massimo di carico agente sul terreno così come si evince dai tabulati di progetto in allegato e contenuti nella relazione tecnica di calcolo, è stato scelto tra le distribuzioni delle forze verticali agenti sul terreno per lo step sismico in direzione x ed y [ Fig. 1]. La verifica del carico limite prevede: QLIM Q ES Il valore del carico limite desunto da tali calcoli è risultato pari a: Q LIM = 298, 2 kpa (2,98 kg/cmq) mentre quello del carico di esercizio è risultato Q ES = 274, 0 kpa (2,74 kg/cmq). La verifica, pertanto, risulta essere soddisfatta da come si evince dal tabulato di calcolo di seguito riportato. Pag. 6 di 11

8 ALLEGATI - Distribuzione delle forze e degli spostamenti verticali sul terreno per lo step sismico in direz. x e y - Calcolo del carico limite verticale di progetto Pag. 7 di 11

9 Pag. 8 di 11

10 Fig. 1 Distribuzione delle forze e degli spostamenti verticali sul terreno per lo step sismico in direzione x (sopra) e in direzione y (sotto) Pag. 9 di 11

11 CALCOLO DEL CARICO LIMITE VERTICALE DI PROGETTO Il calcolo di seguito illustrato è stato eseguito secondo la formula di Brinch-Hansen (1970), valida per terreni sciolti, fondazioni nastriformi, rettangolari o quadrate, opportunamente corretta in funzione dell'ordinanza 3274/'05 e in base a quanto riportato negli eurocodici 7 e 8 ed al D.M. 14/9/2005 Norme tecniche per le Costruzioni. DATI DI CALCOLO LATO MINORE DELLA FONDAZIONE B = 0,50 metri (larghezza fondazione) LATO MAGGIORE DELLA FONDAZIONE L = 1,00 metri (lunghezza fondazione) PROFONDITA' DEL PIANO DI POSA DELLA FONDAZIONE D = 0,70 metri (rispetto al livello più basso del piano campagna) PESO DI VOLUME DEL TERRENO γ1 = 1,60 t/mc (al di sotto del piano di posa delle fondazioni) PESO DI VOLUME DEL TERRENO γ2 = 1,60 t/mc (al di sopra del piano di posa delle fondazioni) ANGOLO DI ATTRITO DEL TERRENO φ' = 35,00 gradi (sul piano di posa delle fondazioni) COESIONE c' c' = 0,00 t/mq TENSIONE TOTALE NEL TERRENO AL LIVELLO DEL PIANO DI POSA DELLA FONDAZIONE qu = 1,12 t/mq (pressione litostatica) COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE (per tangφ) g f' 1,25 adim. (eurocodice 7) COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE (per cu) g cu 1,40 adim. (eurocodice 7) COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE (per c') g c' 1,25 adim. (eurocodice 7) COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE (per g) g g 1,00 adim. (eurocodice 7) ACC. ORIZZ. DI ANCORAGGIO DELLO SPETTRO DI RISP. ELASTICA a g /g 0,25 adim. FATTORE DI AMPLIFICAZIONE DELL'ACCELERAZIONE ORIZZ. S 1,25 adim. ECCENTRICITA' DEL CARICO VERTICALE parallelamente a B Eb = 0,00 metri parallelamente a L El = 0,00 metri CARICO ORIZZONTALE componente parallela a B Hb = a g /g*s*n/q Hb = 1,24 tonn. componente parallela a L Hl = a g /g*s*n/q Hl = 0,00 tonn. FATTORE DI STRUTTURA q=q o *k α* k d *k r q 3,47 q o k α = 4,5*αu/α1= 4,5*1,1= 4,95 kd= bassa duttilità 0,7 k r= regolarità in altezza 1 CARICO VERTICALE N = 13,70 tonn. (valore di progetto fittizio nel caso di carico orizzontale = 0) INCLINAZIONE DEL PIANO DI POSA DELLA FONDAZIONE α = 0,00 gradi (rispetto all'orizzontale) INCLINAZIONE DEL PIANO CAMPAGNA β = 0,00 gradi (rispetto all'orizzontale) Pag. 10 di 11

12 FALDA presente SI = 1 0 non presente NO = 0 RISULTATI DI CALCOLO valore effettivo della base della fondazione B' = 0,50 metri valore effettivo della lunghezza della fondazione L' = 1,00 metri valore efficace del peso di volume sotto il piano fondazione γ' = 1,60 t/mc valore efficace del peso di volume sopra il piano fondazione γ" = 1,60 t/mc valore efficace della tensione al livello del piano di posa qu = 1,12 t/mq valore effettivo dell'angolo di attrito del terreno φ' = 29,26 gradi valore effettivo della coesione c' = 0,00 t/mq rapporto D/B D/B = 1,40 adim. FATTORI DI CAPACITA' PORTANTE Nq = tang^2(45+φ'/2)xe^πxtangφ' Nq = 16,92 Nc = (Nq-1)xcotφ' Nc = 28,42 Nγ = 1,5x(Nq-1)xtangφ' Nγ = 13,38 COEFFICIENTI DI FORMA sγ = 1-0,4x(B'/L') sγ = 0,80 sq = 1+(B'/L')xtagφ' sq = 1,28 sc = 1+(B'/L')x(Nq/Nc) sc = 1,30 FATTORI DI PROFONDITA' dq = 1+2xD/B' x tangφ'x(1-sinφ')^2 D/B<=1 dq = 1,41 d'q = 1+2xtangφ'x(1-sinφ')^2xarctang(D/B) D/B>1 d'q = 1,28 dc = dq-(1-dq)/(ncxtangφ') dc = 1,30 dγ = 1 per qualsiasi φ dγ = 1,00 FATTORI DI INCLINAZIONE DEL CARICO ig = (1-H/(N+B'xL'xc'xcotφ')^(m+1) iγ = 0,78 iq = (1-H/(N+B'xL'xc'xcotφ')^m iq = 0,85 ic = iq-(1-iq)/(ncxtanφ') ic = 0,85 FATTORI DI INCLINAZIONE BASE FONDAZIONE bq = (1-αtangφ')^2 bq = 1,00 bg = bq bγ = 1,00 bc = bq-(1-bq/(ncxtangφ') bc = 1,00 FATTORI DI INCLINAZIONE PIANO CAMPAGNA gq = (1-tangβ)^2 gq = 1,00 gγ = gq gγ = 1,00 gc = gq-(1-gq/(ncxtangφ') gc = 1,00 Qlim = 1/2 x γ' x B' x Nγ x sγ x iγ x bγ x dγ x gγ + c' x Nc x sc x dc x ic x bc x gc +qu x Nq x sq x dq x iq x bq x gq CARICO LIMITE Q lim = 29,82 t/mq Q lim = 298,2 kpa Q lim = 2,98 kg/cmq CARICO DI ESERCIZIO Q es = 27,4 t/mq Qes=N/(B'xL') Q es = 274,0 kpa Q es = 2,74 kg/cmq Pag. 11 di 11