PARTE PRIMA: ILLUSTRAZIONE SINTETICA DEGLI ELEMENTI ESSENZIALI DEL PROGETTO STRUTTURALE (RIF. CPG/2011/1474 ATTO DI INDIRIZZO G.R.E.R.

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2 COMUNE DI BOLOGNA PROVINCIA DI BOLGNA PROGETTO: AMPLIAMENTO DELLA SCUOLA ELEMENTARE ALDO MORO VIA SANTORRE DI SANTAROSA 2 BOLOGNA QUARTIERE BORGO PANIGALE ******************************************************************************** RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE ******************************************************************************** PARTE PRIMA: ILLUSTRAZIONE SINTETICA DEGLI ELEMENTI ESSENZIALI DEL PROGETTO STRUTTURALE (RIF. CPG/2011/1474 ATTO DI INDIRIZZO G.R.E.R. 1373/2011) PARTE SECONDA: RELAZIONE DI CALCOLO PROGETTISTA DELLE STRUTTURE: ING. GIOVANNI MANFREDINI FEBBRAIO 2015

3 ILLUSTRAZIONE SINTETICA DEGLI ELEMENTI ESSENZIALI DEL PROGETTO STRUTTURALE (RIF. CPG/2011/1474 ATTO DI INDIRIZZO G.R.E.R. 1373/2011) a) Descrizione del contesto edilizio e delle caratteristiche geologiche,morfologiche e idrogeologiche del sito. L intervento è ubicato all interno dell area cortiliva della scuola Aldo Moro in area pianeggiante nella zona Ovest del Comune di Bologna, in prossimità della sponda sinistra del Fiume Reno. La destinazione d uso del fabbricato è: scuola Dalla indagine geofisica effettuata nell'agosto 2014 il terreno è definito con categoria di sottosuolo B. b) Descrizione generale della struttura: -1)fabbricato con struttura intelaiata in c.a. e solai in latero cemento, composto da piano terra e piano primo,una scala interna in c.a. e una esterna in acciaio; -2)ascensore in c.a. esterno e al servizio della scuola esistente; -3)camminamento coperto con colonne in acciaio e copertura sagomata in legno lamellare. (N.B. le ultime due strutture sono giuntate sismicamente da quelle adiacenti esistenti e nuove).

4 c) NORMATIVA TECNICA E RIFERIMENTI TECNICI UTILIZZATI: DM 14/01/2008 NTC CM n. 617 DEL 2/09/2009 LR n. 19/2008 d) PARAMETRI DI PROGETTO: V N =50 anni classe d uso III Cu= 1,5 periodo di riferimento V R = 75 anni zona sismica del sito 3 coordinate geografiche E N azioni considerate sulla costruzione ed eventuali scenari eccezionali: -G1: pesi propri + permanenti -Q1= Neve, -E= azione sismica maggiore di quella del vento (vedi dimostrazione), non si prevedono scenari eccezionali Azione sismica e spettri di progetto Spettro in accordo con TU 2008 Classe di duttilità impostata Bassa categoria di sottosuolo B Fattore di struttura massimo qo per sisma orizzontale 2.00 (STRUTTURA A PARETI DEFORMABILI TORSIONALMENTE) Fattore di duttilità KR per sisma orizzontale 1.00 Fattore riduttivo regolarità in altezza KR 0.80 Fattore riduttivo per la presenza di setti KW 1.00 Fattore di struttura q per sisma orizzontale 1.60 Fattore di struttura q per sisma verticale 1.50 TU 2008 SLV H

5 TU 2008 SLV H ---- TU 2008 SLD H ---- SLV q= T [sec ] Si adotta questo spettro anche per le altre strutture a favore di sicurezza. e) descrizione dei materiali e dei prodotti per uso strutturale, dei requisiti di resistenza meccanica e durabilità considerati: CALCESTRUZZO: da centro di produzione certificato in base alle NTC2008 per: - fondazioni : C25/30, consistenza S4, classe di esposizione Xc2, A/C = 0,6, diametro max inerti 20 mm. - elevazione e solai : C25/30, consistenza S4, classe di esposizione Xc1, A/C = 0,6, diametro max inerti 10 mm. ACCIAIO PER C.A.:da centro di trasformazione certificato in base alle NTC2008 per: B450C -ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA:da centro di trasformazione certificato in base alle NTC2008 e alle UNIEN profilati S275JR fyk=275 N/mm 2 ftk= 430 N/mm 2 -lamiere S355JR fyk=355 N/mm 2 ftk= 510 N/mm 2 -bulloni 8.8 f) illustrazione dei criteri di progettazione e modellazione: classe di duttilità CDB non regolarità in pianta ed in altezza tipologia strutturale: a pareti in c.a. fattore di struttura q e sua giustificazione: si adotta un fattore di struttura per sisma orizzontale q=1.60 stati limite indagati: -per le fondazioni stato limite GEO e STR -per l'elevazione e il solaio stato limite STR giunti sismici: assenti, presenti tra vano ascensore e

6 fabbricato esistente, tra le estremità del camminamento coperto e i fabbricati; criteri di valutazione degli elementi non strutturali e degli impianti: non previsti requisiti del sistema di fondazione: restare in campo elastico vincolamenti adottati: vedi i vari modelli di seguito descritti. -nuovo fabbricato: MODELLO 1: nodi di fondazione incastrati.vincolati per gli spostamenti nel piano Ux=1 e uy=1 liberi per quelli verticali, collegati da elemento fondazione (trave su suolo elastico) MODELLO 2: nodi di fondazione vincolati per gli spostamenti nel piano Ux=1 e uy=1 liberi per quelli verticali, collegati da elemento fondazione (trave su suolo elastico).

7 La scala interna in c.a. e la scala esterna in acciaio sono calcolate e verificate nella relazione di calcolo. -ascensore: nodi di fondazione vincolati per gli spostamenti nel piano Ux=1 e uy=1 liberi per quelli verticali, collegati da elemento fondazione

8 -camminamento coperto: nodi vincolati al piede (incastro) schemi statici adottati: -nuovo fabbricato: modello di calcolo agli elementi finiti con elementi tipo setto,pilastro, trave, trave di fondazione, area di carico; -ascensore: modello di calcolo agli elementi finiti con elementi tipo setto; -camminamento coperto: modello di calcolo agli elementi finiti con elementi tipo pilastro, trave, trave di fondazione.

9 indicazione delle principali combinazioni delle azioni agli SLU e SLE: coefficienti parziali delle azioni e di combinazione: Combinazione fondamentale per SLU: G1 G 1 + Q1 Q 1 Combinazione caratteristica rara per SLE (deformata istantanea): G 1 + Q 1 Combinazione quasi permanente per SLE (deformata ultima): G Q 1 Combinazione sismica: G 1 + E+ 21 Q 1 Carichi permanenti e G 1 G1 = 1,30 pesi propri Azione variabile Q i Qi = 1,50 e i seguenti coefficienti di combinazione: 0j 1j 2j Categoria B 0,7 0,5 0,3 Uffici Neve Vento indicazione motivata del metodo di analisi utilizzato: -nuovo fabbricato: si considera una analisi dinamica con condensazione di piano considerando gli impalcati infinitamente rigidi, in accordo con la presenza di un solaio in latero-cemento con soletta collaborante. -ascensore: si considera una analisi statica con carichi calcolati con lo spettro di progetto allo SLV applicati in sommità, condizione a favore di sicurezza; -camminamento coperto: si calcola una mensola incastrata al piede con carichi all'estremità superiore calcolati con l'area di influenza per ciascun pilastro, il modello agli elementi finiti è utilizzato per il calcolo delle fondazioni e come controllo del calcolo manuale. analisi lineare statica e dinamica

10 T1< 2,5Tc CRITERI DI VERIFICA AGLI STATI LIMITE INDAGATI: SLU resistenza SLE deformazione RAPPRESENTAZIONE DELLE CONFIGURAZIONI DEFORMATE E DELLE SOLLECITAZIONI PIU SIGNIFICATIVE, SINTESI DELLE VERIFICHE DI SICUREZZA E GIUDIZIO MOTIVATO DI ACCETTABILITA DEI RISULTATI: -nuovo fabbricato: z y x SLD SPOSTAMENTO DIFFERENZIALE MAX DIR X 0,15cm 0,005x380= 1,9cm 0,15<1,9 verificato! 6 SPOSTAMENTO DIFFERENZIALE MAX DIR Y 0,29cm 0,005x380= 1,9cm 0,29<1,9 verificato!

11 -ascensore: z 3 8 y x 2 uxmax= 0,69cm uymax= 0,62 cm. H=600 cm 0,005x600= 3cm ux/h=0,0012 < 0,005 verificato!

12 -camminamento coperto spostamento massimo allo SLE vento qw = (2,45x81/2)= 99,2 dan/m altezza mensola h=4m tubo φ 139,7x7,1 Jx=648 cm4 spostamento mensola incastrata soggetta al carico distribuito q n= qw l^4/8ej= 2,33 cm pari a 0,0029(2h) < 0,005(2h) Le sollecitazioni più significative sono riportate nella relazione di calcolo, allega alla presente relazione. I risultati sono accettabili e confermano il comportamento di altre strutture eseguite nel comune di Bologna con la stessa tipologia. AFFIDABILITA DEL CODICE DI CALCOLO il codice di calcolo agli elementi finiti WINSTRAND è stato testato dal produttore con apposito esempio di calcolo rintracciabile sul sito di Enexsys, calcoli manuali speditivi su strutture semplici sono stati svolti da chi scrive ottenendo gli stessi risultati ottenuti dal codice di calcolo.

13 RELAZIONE SULLE FONDAZIONI nuovo fabbricato: le fondazioni sono di tipo diretto a sezione rettangolare, la sezione della fondazione è tale da mantenere un comportamento rigido rispetto al terreno. Viene effettuata una verifica a schiacciamento controllando che la pressione di progetto Pe sia inferiore alla resistenza a compressione del terreno Rd Coefficiente di reazione del sottofondo (Modello alla Winkler). La valutazione del coefficiente di sottofondo verticale alla Winkler k w da utilizzare per le analisi strutturali è stata effettuata utilizzando l espressione suggerita da Bowles (1982) 1 k w = 2 1 ν B IS IF E (4) Dove B = dimensione della fondazione I S = fattore che dipende dallo spessore dello strato deformabile considerato I F = fattore che dipende dalla forma della fondazione e dalla profondità del piano di posa E = modulo di Young del terreno ν = coefficiente di Poisson del terreno

14 In condizioni statiche e per una fondazione nastriforme con base B= 1 m e profondità del piano di posa D = 2 m, lunghezza tra i pilastri L=6,1 m posta su un terreno con E= 76 dan/cm2 (valore desunto dalla prova edometrica per l'intervallo di carico sulla nostra fondazione) e ν =0.3 il coefficiente di sottofondo vale: D/B=2 H/(B/2)= 4 L/B=6 If= 0,675 I1=0,264 I2=0,139 Is=0,264+[(1-0,6)/(1-0,3)]0,139= 0,343 k w = 1/100(1-0,3^2/76)0,675*0,343= 3,6 dan/cm 3 risolto il calcolo agli elementi finiti si ottengono le pressioni di contatto terreno-fondazione e le azioni interne delle travi di fondazione che vengono verificate con lo SLU a flessione e taglio. -ascensore: la fondazione è una platea impostata alla stessa quota del fabbricato, i setti iniziali comprendono anche l'elemento fondazione su suolo elastico, le pressioni di contatto sono ricavate dal modello di calcolo, la platea viene calcolata nella relazione di calcolo e viene verificata come lastra soggetta alle pressioni di contatto cambiate di segno. -camminamento coperto: le mensole verticale incastrata al piede con carichi all'estremità superiore, sono collegate alla base da travi di fondazione rettangolari calcolate allo SLU di flessione e taglio con schema di trave continua LE VERIFICHE DELLE SEZIONI IN C.A DELLE FONDAZIONI SONO CONTENUTE NELLA RELAZIONE DI CALCOLO

15 RELAZIONE GEOTECNICA: i valori caratteristici del terreno sono desunti dal modello geotecnico ricavato in base ai risultati del sondaggio e delle prove di laboratorio effettuate nella zona in esame, descritti nella relazione geologica : zona fabbricato e ascensore, imposta fondazione a -2m dal pc Considerando l approccio 1 combinazione 2 stato limite GEO APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 2 A2 M2 R2 1x G tgφ/1,25 1,8 1,3xQ c/1,25 φ = 33,00 φd = 27, c= 0,00 cd= 0 condizioni drenate calcolo della Qlim secondo BRINCH-HANSEN peso specifico γ 1900,00 dan/m3 angolo di attrito interno φd 27,45 gradi coesione cd 0,00 dan/cm2 profondità y 2,00 m base della fondazione B 1,00 m fattori di capacità portante Nγ 15,45 Nc 24,76 Nq 13,86 Qlim= 7,186 gammr= 1,800 prd= 3,992 la resistenza vale Rd= 4 dan/cm2

16 zona camminamento coperto, imposta fondazione a -1m dal pc Considerando l approccio 1 combinazione 2 stato limite GEO APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 2 A2 M2 R2 1x G tgφ/1,25 1,8 1,3xQ c/1,25 φ = 33,00 φd = 27, c= 0,00 cd= 0 condizioni drenate calcolo della Qlim secondo BRINCH-HANSEN peso specifico γ 1900,00 dan/m3 angolo di attrito interno φd 27,45 gradi coesione cd 0,00 dan/cm2 profondità y 1,00 m base della fondazione B 0,60 m fattori di capacità portante Nγ 15,45 Nc 24,76 Nq 13,86 Qlim= gammr= prd= 3,725 1,800 2,069 la resistenza vale Rd= 2 dan/cm2

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18 ASCENSORE z y x pmax= 0,8 < 4 dan/cm2 verificato

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