COMUNE DI VALMADRERA PROVINCIA DI LECCO

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1 COMUNE DI VALMADRERA PROVINCIA DI LECCO PROGETTO PER IL RIFACIMENTO DELLA COPERTURA EDIFICIO DI PROPRIETA COMUNALE SITO IN VIA CASNEDI, 4 (ex Distretto ASL). RELAZIONE SUI MATERIALI DOC. 4.3 IL PROGETTISTA Dr. Ing. Daniele Colombo - Galbiate

2 NOTE DESCRITTIVE L'oggetto delle verifiche che seguono è una copertura metallica da realizzarsi a Valmadrera, in provincia di Lecco per rifacimento copertura. La struttura è costituita da capriate in profilato IPE 240 e IPE 270, La struttura è costituita da capriate in profilato IPE 240 e IPE 270, montanti in profilato IPE 240 e arcarecci in profilato TUBO 200x100x3. Vincolata alla capriata e realizzata una veletta con trave di collegamento in profilato UPN 100, montanti in profilato TUBO 70x70x3, traversi in profilato TUBO 70x70x3. La struttura metallica è vincolata su pilastri in cemento armato esistenti di dimensioni 38x38 cm, posti a maglia con interasse 720 cm, sia lungo l asse longitudinale che trasversale. I materiali impiegati per la realizzazione delle strututre sono del tipo : Acciaio da carpenteria S 355 JR EN Carico unitario di rottura f tk = N/mm 2 Carico unitario di snervamento f sd = 355 N/mm 2 Modulo elastico E = N/mm 2 1. CARATTERISTICHE PRINCIPALI Interasse massimo capriate : 720 cm Interasse massimo arcarecci : 128 cm Lunghezza struttura : cm Larghezza struttura : cm Pendenza : NORME DI CALCOLO La relazione tecnica è stata redatta in base ai criteri dettati dalla Scienza delle costruzioni e dalla Tecnica delle costruzioni, tenendo conto di quanto disposto dal : - D.M. del 14.gennaio.2008 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI - Circolare successiva n.617 del 02 febbraio 2009, - UNI ENV Eurocodice 1 parte 1 Basi di calcolo - UNI ENV Eurocodice 3 parte 1-1 Strutture in acciaio Regole generali- - EN : Execution of steel structures E stato realizzato un modello di studio tramite software ad elementi finiti con il programma SAP2000 v , Licenza n. OX-2EC5E; programma certificato e di comprovata attendibilità. Si esaminano i diversi carichi permanenti nei riguardi delle sezioni più sollecitate procedendo dove necessario alla sovrapposizione degli effetti. PAG. 2

3 1.2 ANALISI DEI CARICHI Si considerano i seguenti carichi verticali: a) Carichi permanenti: -Pesi propri computati automaticamente dal programma di calcolo in base alle sezione ed alle geometrie adottate (G 1 ) -Pesi propri portati pannello di copertura (G 2 ) = 20 dan/m 2 b) Sovraccarichi : - AZIONE DELLA NEVE: Secondo la classificazione del territorio italiano da norme tecniche risulta: Zona I - Mediterranea Alessandria, Ancona, Asti, Bologna, Cremona, Forlì-Cesena, Lodi, Milano, Modena, Novara, Parma, Pavia, Pesaro e Urbino, Piacenza, Ravenna, Reggio Emilia, Rimini, Treviso, Varese. q sk = 1,35 [1+(a s /602) 2 ] kn/mq a s > 200 m a s (altitudine sul livello del mare [m]) 237 q sk (val. caratt. della neve al suolo [dan/m²]) 154 q s (carico neve sulla copertura [dan/m²]) = μ i q sk C E Topografia Descrizione C E Normale Aree in cui non è presente una significativa rimozione di neve sulla costruzione prodotta dal vento, a causa del terreno, altre costruzioni o alberi. 1 Valore del carico della neve al suolo q s (carico della neve al suolo [dan/m²]) 154 Coefficiente di forma (copertura a due falde) α 1 (inclinazione falda [ ]) 4 μ (α i ) = 0,8 (Carico agente) 123 dan/m² μ (α i ) 123daN/m² Si adotta un carico da neve di 123 dan/m². PAG. 3

4 - AZIONI DEL VENTO Si adotta una velocità del vento al suolo di riferimento pari a V b 0 = 25 m/s Zona 1 Lombardia La pressione cinetica di riferimento è data dall espressione q b = ½ * ρ * V 2 b0 = 39,12 dan/m 2 Con ρ = 1.25 kg/m 3 densità dell aria E assunta la classe di rugosità del terreno B. La categoria di esposizione è IV. Il coefficiente esposizione è dato dall espressione C e (z) = k 2 r C t ln (z/z o ) * (7 + C t ln (z/z o )) = K r = 0.22 z o = 0.3 z min = 8 m Il coefficiente di esposizione è calcolato pari a: - Ce = 1,64 a quota pari inferiore a 800 cm rispetto al terreno. Si assume un coefficiente dinamico C d = 1 Si assume un coefficiente di forma - C p = 0.8*(1+senα) = 1.06 sulla falda Si considerano i seguenti carichi legati all azione della vento: Q = 68 dan/m 2 PAG. 4

5 c) CARICHI DINAMICI - Azione del sisma (E) La conoscenza della vita nominale e della classe d uso II, riferimento per l azione sismica consente di determinare il periodo di V R = V N * Cu ; V R = 50*1 = 50 anni Il periodo di riferimento per l azione sismica è calcolato in funzione della probabilità di superamento e quindi dello stato limite considerato. T R = V R / ( ln (1 - P VR,SLV )) Ai fini delle verifica della struttura si considerano due stati limite: - Stato limite di danno: al quale corrisponde una probabilità di superamento del 63% e un conseguente periodo di riferimento di 50 anni. Impiegato nelle verifiche di deformabilità in esercizio. - Stato limite di salvaguardia della vita: al quale corrisponde una probabilità di superamento del 10% e un conseguente periodo di riferimento di 475 anni. Impiegato nelle verifiche di resistenza. Metodo di analisi Ai fini delle verifiche strutturali, l azione sismica è convenzionalmente schematizzata come un azione con tre componenti traslazionali, due orizzontali, una verticale. In questa sede è trascurata la componente verticale. La risposta alle componenti orizzontali è determinata impiegando il metodo dell analisi dinamica linarie, considerando lo spettro di risposta elastico definito ai sensi del D.M. 14/01/2008, cap. 7. Le verifiche allo stato limite di esercizio sono state eseguite considerando lo spettro di risposta allo stato limite di danno (SLD) con smorzamento viscoso ξ = 5%. Le verifiche allo stato limite ultimo sono state eseguite considerando lo spettro di risposta allo stato limite di salvaguardia della vita (SLV). Ai fini dell analisi la struttura è considerata come non dissipativa, considerando un fattore di struttura q = 1. Classificazione dell area sulla base della normativa in vigore: In mancanza di specifiche informazioni in merito la natura della struttura sottostante è considerata, ai fini dell analisi, una categoria di sottosuolo C [D.m. 14/01/2008, Tab. 3.2.II]. A livello topografico, la struttura è situata su di un area essenzialmente pianeggiante, pertanto si attribuisce una categoria topografica T1 [D.m. 14/01/2008, Tab. 3.2.II]. - Classificazione sulla base della normativa in vigore L ordinanza O.P.C.M definisce l area oggetto di intervento come Zona 4 relativamente alla classificazione sismica del territorio nazionale. La Regione Lombardia, con DGR del n 7/14964 prende atto dell ordinanza nazionale e ribadisce la suddetta classificazione. La deliberazione X/2129 del 11/07/2014 definisce VALMADRERA come ''Zona 3'', VALMADRERA i seguenti parametri. e stabilisce per PAG. 5

6 Stato limite di danno (SLD): a g = 0,024 g F o = 2,565 T * c = 0,186 s Stato limite di salvaguardia della vita (SLV): a g = 0,052728g F o = 2,637 T * c = 0,278 s Lo spettro di carico dovuto al sisma è dato : PAG. 6

7 d) combinazioni di carico - Stati limite di esercizio - SLE In riferimento al punto nelle NTC 2008 sono state considerate le seguenti combinazioni di carico ai fini dell analisi: CARATTERISTICA RARA COMBINAZIONE SISMICA F d, SLE = G 1 + G 2 + Q K1 + ψ 02 * Q K2 + ψ 03 * Q K3 + ψ 04 * Q K4 F d, SLE = E + G 1 + G 2 + ψ 21 * Q K1 + ψ 2i * Q Ki Con E dir. x. = Azione del sisma direzione x (SLD) E dir. y. = Azione del sisma direzione y (SLD) G 1 = Peso proprio elementi strutturali G 2 = Peso proprio elementi impianti portati Q K1 = Azione caratteristica di combinazione Q Ki = Azioni secondarie di combinazione ψ 0i = Coefficiente di non contemporaneità delle azioni ψ 2i = Coefficiente di non contemporaneità delle azioni γ G1;2 = Coefficiente parziale per i pesi propri e portati Combo Carichi G 1 G 2 Q S Q w Ex Ey Propri Portati Neve Vento Sisma x (SLD) Sisma y (SLD) PAG. 7

8 - Stati limite ultimi - SLU In riferimento al punto nelle NTC 2008 sono state considerate le seguenti combinazioni di carico ai fini dell analisi: FONDAMENTALE F d, SLU = γ G1 * G 1 + γ G2 * G 2 + γ Q1 * Q K1 + γ Qi * ψ 0i * Q Ki COMBINAZIONE SISMICA F d, SLE = E + G 1 + G 2 + ψ 21 * Q K1 + ψ 2i * Q Ki Con E dir. x. = Azione del sisma direzione x (SLV) E dir. y. = Azione del sisma direzione y (SLV) G 1 = Peso proprio elementi strutturali G 2 = Peso proprio elementi impianti portati Q K1 = Azione caratteristica di combinazione Q Ki = Azioni secondarie di combinazione ψ 0i = Coefficiente di non contemporaneità delle azioni ψ 2i = Coefficiente di non contemporaneità delle azioni γ G1;2 = Coefficiente parziale per i pesi propri e portati Combo Carichi G 1 G 2 Q S Q w Ex Ey Propri Portati Neve Vento Sisma x (SLD) Sisma y (SLD) PAG. 8

9 - 1.3 MESH DELLA STRUTTURA: La struttura è schematizzata in elementi frame con software ad elementi finiti; è mostrato lo schema statico utilizzato ai fini dell analisi: PAG. 9