Presentazione 2 IL METODO DEGLI STATI LIMITE

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Raimonda Di Marco
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1 ANNO ACCADEMICO Presentazione 2 IL

cui è sottoposta, trasmettendole al terreno attraverso

2 Funzione di una struttura Assolvere alle funzioni architettoniche e funzionali Resistere alle azioni a cui è sottoposta, trasmettendole al terreno attraverso la fondazione, garantendo l equilibrio tra azioni e reazioni.

3 Progetto e verifica di una struttura Progetto È un operazione sintetica (non analitica) il cui risultato non è univoco Obiettivo: concepire la costruzione, in base alle esigenze strutturali, architettoniche, funzionali ed estetiche, economiche Fasi del processo progettuale Individuare le esigenze Scegliere le tipologie ed i materiali Ideare la tessitura Assegnare le dimensioni agli elementi (predimensionamento) Verificare Verifica Riferimenti Giannini 10.1 NTC È un processo analitico: fissati gli obiettivi la soluzione è univoca. Obiettivo: stabilire se la struttura è in grado di sostenere senza danni le azioni a cui sarà sottoposta nel corso della sua vita nominale. Il risultato della verifica non si può esprimere in termini deterministici, perché i principali parametri del problema sono aleatori od incerti: Natura ed intensità delle azioni Prestazioni dei materiali Approssimazione dei modelli di calcolo Indeterminatezza degli obiettivi Cosa si intende per danno? Si può escludere con certezza il danno? Bilancio capacità-costi

4 Fasi dell analisi strutturale Azioni sulla struttura Modelli delle azioni Proprietà dei materiali Modelli di comportamento dei materiali Struttura Modello della struttura Capacità (R) Resistenza es: carico ultimo, spostamento massimo Domanda (E) Effetto delle azioni, es: sollecitazioni, spostamenti Verifica R E

5 Il concetto di Stato Limite (SL) Riferimenti Giannini 10.2 NTC La sicurezza e le prestazioni di un opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli stati limite che si possono verificare durante la vita nominale. Stato limite: condizione superata la quale l opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata, e in riferimento alla quale si verificano la sicurezza e le prestazioni dell opera. Gli SL separano convenzionalmente gli stati della struttura ritenuti soddisfacenti da quelli insoddisfacenti. X Insicuro (Failure) F Sicuro (Safe) S Lo spazio degli stati è uno spazio astratto di tutte le grandezze (dimensioni geometriche, caratteristiche dei materiali, azioni, ecc.) che individuano lo stato della struttura. Un punto X rappresenta lo stato della struttura. Se X S la struttura è sicura, cioè fornisce le prestazioni richieste. Se X F la struttura è insicura, cioè non fornisce le prestazioni richieste. La frontiera appartiene ad S

6 SLU ed SLE Stati Limite Ultimi (SLU) Riferimenti Giannini 10.2 NTC Stati Limite di Esercizio (SLE) Definiscono le condizioni di collasso (convenzionale) della struttura o di qualche elemento rilevante (trave, pilastro). Riferiti a crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone, comportare la perdita di beni, mettere fuori servizio l opera. Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Definiscono le condizioni per le quali (convenzionalmente) viene meno la funzionalità dell opera senza che ne sia compromessa la stabilità. Riferiti alle prestazioni previste per le condizioni di esercizio. Il superamento di uno stato limite di esercizio può avere carattere reversibile o irreversibile. In termini deterministici la verifica degli SLE comprende quella degli SLU, ma non in senso probabilistico, perché per il superamento degli SLE si accetta un rischio maggiore di quello relativo agli SLU. Pertanto generalmente sono richieste entrambe le verifiche. SLU SLE

7 Il formato dei codici Riferimenti Giannini 10.2 NTC La sicurezza strutturale è valutata utilizzando il metodo semi-probabilistico degli Stati Limite. Si confrontano Domanda di Prestazione (effetti delle azioni, E) e Capacità di Prestazione (resistenze, R). Ciascuna grandezza (R ed E) è rappresentata da un valore nominale: il valore caratteristico (R k ed E k ).

Valori caratteristici Domanda (E) Capacità (R) % % Azioni Resistenze Azione caratteristica E k valore caratteristico superiore o frattile 95% Valore associato ad una probabilità del 95% che il valore

8 Valori caratteristici Domanda (E) Capacità (R) % % Azioni Resistenze Azione caratteristica E k valore caratteristico superiore o frattile 95% Valore associato ad una probabilità del 95% che il valore «effettivo» delle azioni sia ad esso inferiore. Capacità caratteristica R k valore caratteristico inferiore o frattile 5% Valore associato ad una probabilità del 95% che il valore «effettivo» delle capacità sia ad esso superiore.

9 Il formato dei codici La sicurezza strutturale è valutata utilizzando il metodo semi-probabilistico degli Stati Limite. Si confrontano Domanda di Prestazione (effetti delle azioni, E) e Capacità di Prestazione (resistenze, R). Ciascuna grandezza (R ed E) è rappresentata da un valore nominale: il valore caratteristico (R k ed E k ). R ed E sono confrontate fra loro non in termini di valori caratteristici, ma in termini di valori di progetto (R d ed E d ), calcolati introducendo i coefficienti parziali di sicurezza (g R 1 e g E 1): R d E d R k g R g E E k

10 La combinazione delle azioni Stati Limite Ultimi (SLU) Riferimenti Giannini 10.6 NTC Stati Limite di Esercizio (SLE)

11 La combinazione delle azioni

La combinazione delle azioni Riferimenti Giannini 10.6 NTC08 2.6 Carichi permanenti strutturali Carichi permanenti non strutturali Carichi variabili Coefficiente Valore Favorevoli 1.

12 La combinazione delle azioni Riferimenti Giannini 10.6 NTC Carichi permanenti strutturali Carichi permanenti non strutturali Carichi variabili Coefficiente Valore Favorevoli 1.0 g G1 Sfavorevoli 1.3 Favorevoli 0.0 g G2 Sfavorevoli 1.5 Favorevoli 0.0 g Qi Sfavorevoli 1.5 Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti si potranno adottare per essi gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.

13 Queste slide sono utilizzate come materiale di supporto durante le lezioni in aula. Costituiscono un integrazione ai testi e ai documenti normativi indicati agli studenti come riferimento fondamentale. Sono numerosi gli argomenti inclusi nel programma del corso (e quindi nel programma di esame) che non vengono trattati nelle presentazioni.

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