PROGETTO ESECUTIVO PROGETTO STRUTTURALE PLINTO IN C.A.

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2 Lavori di adeguamento dello Svincolo di accesso ad Olbia (S.S.125/S.S.199) PROGETTO ESECUTIVO PROGETTO STRUTTURALE PLINTO IN C.A. Include Relazione Generale, Relazione sui materiali, Relazione di calcolo e Piano di manutenzione.

3 INDICE A. Premessa... 3 B. Descrizione dell opera e collocazione nel territorio... 3 C. Normative di riferimento... 3 D. Prestazioni di progetto, classe della struttura, vita utile e procedure di qualità... 5 E. Criteri di Calcolo... 6 F. Caratteristiche del Sito di Fabbrica del Terreno... 7 G. Azioni applicate alla struttura... 7 H. Tipo e caratteristiche dei materiali strutturali... 8 I. Progetto strutturale del plinto... 9 PIANO DI MANUTENZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE DELL OPERA Premessa A. DESCRIZIONE DELL ELEMENTO STRUTTURALE: Opere di fondazione A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 2

4 A. Premessa La presente relazione riguarda la progettazione strutturale e il dimensionamento dei plinti in c.a., dei portali a bandiera della segnaletica verticale da realizzarsi nei lavori di adeguamento dello svincolo di accesso ad Olbia S.S. 199 S.S. 125 in Comune di Olbia. B. Descrizione dell opera e collocazione nel territorio L opera in progetto ha dimensioni planimetriche pari 2,40 m x 2,00 m ed un sviluppo altimetrico pari a 1,00 m; è realizzata in cemento armato, gettato in opera. C. Normative di riferimento STRUTTURA Legge 5 novembre 1971 N Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio armato normale e precompresso ed a struttura metallica. Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008 Norme di cui è consentita l applicazione ai sensi del cap. 12 del D.M. 14 gennaio 2008: UNI EN 1990: Eurocodice 1 Criteri generali di progettazione strutturale. UNI ENV : 2004; -1-2; 1-3; 1.5 ; UNI ENV : Azioni sulla struttura. Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture in calcestruzzo. UNI ENV Parte 1-1:Regole generali e regole per gli edifici. Eurocodice 3 Progettazione delle strutture in acciaio. UNI ENV Parte 1-1:Regole generali e regole per gli edifici. UNI EN 206-1/ Calcestruzzo. Specificazioni, prestazioni, produzione e conformità. Servizio Tecnico Centrale del Ministero dei Lavori Pubblici Linee Guida sul calcestruzzo strutturale Circ. MIN.LL.PP. N del 14 febbraio Circolare illustrativa della legge N D.M. 14 febbraio Norme tecniche per l esecuzione delle opere in cemento armato normale, precompresso e per le strutture metalliche. Circ. MIN.LL.PP. N del 24 giugno 1993 Istruzioni relative alle norme tecniche per l esecuzione delle opere in c.a. normale e precompresso e per le strutture metalliche di cui al D.M. 14 febbraio D.M. 9 gennaio 1996 Norme tecniche per l esecuzione delle opere in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche. Circ. Min. LL.PP n.252 AA.GG./S.T.C. - Istruzioni per l applicazione delle «Norme tecniche per il calcolo e l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche» di cui al D.M CARICHI E SOVRACCARICHI D.M. 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi Circ. MIN.LL.PP. N.156AA.GG./STC del 4 luglio 1996 Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al D.M. 16 gennaio D.M Norme tecniche relative alle costruzioni in zone sismiche Circ. Min. LL.PP , n Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecniche relative alle costruzioni in zone sismiche" di cui al D.M. 16 gennaio 1996 Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008 A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 3

5 TERRENI E FONDAZIONI D.M. 11 marzo 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 ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. Circ. MIN.LL.PP. N del 24 settembre Istruzioni 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 ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre. A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 4

6 D. Prestazioni di progetto, classe della struttura, vita utile e procedure di qualità La zona di intervento ricade in zona sismica 4, come si evince dall esame della classificazione sismica del territorio nazionale al 2006 (cfr. figura 4). figura 4: classificazione sismica del territorio nazionale Per la determinazione del tipo di costruzione e della classe d uso si fa riferimento alle disposizioni del 2.4 del D.M. 14 gennaio Relativamente alla vita nominale, intesa come il numero di anni nel quale la A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 5

7 struttura deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata, l opera in progetto è ascrivibile alla tipologia 2 della Tabella 2.4.I TIPI DI COSTRUZIONE Vita Nominale VN (in anni) 1 Opere provvisorie - Opere provvisionali - Strutture in fase costruttiva 10 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale 50 3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica 100 La classe della struttura è di tipo II con vita nominale di riferimento pari a 50 anni Risulta così definito l insieme degli stati limite riscontrabili nella vita della struttura ed è stato accertato, in fase di dimensionamento, che essi non siano superati. Altrettanta cura è stata posta per garantire la durabilità della struttura, con la consapevolezza che tutte le prestazioni attese potranno essere adeguatamente realizzate solo mediante opportune procedure da seguire non solo in fase di progettazione, ma anche di costruzione, manutenzione e gestione dell opera. Per quanto riguarda la durabilità si sono presi tutti gli accorgimenti utili alla conservazione delle caratteristiche fisiche e dinamiche dei materiali e delle strutture, in considerazione dell ambiente in cui l opera dovrà vivere e dei cicli di carico a cui sarà sottoposta. La qualità dei materiali e le dimensioni degli elementi sono coerenti con tali obiettivi. In fase di costruzione saranno attuate severe procedure di controllo sulla qualità, in particolare per quanto riguarda materiali, componenti, lavorazione, metodi costruttivi. Saranno seguiti tutti gli inderogabili suggerimenti previsti nelle Norme Tecniche per le Costruzioni. E. Criteri di Calcolo Le strutture in cemento armato oggetto della presente relazione sono state progettate e calcolate a norma delle vigenti disposizioni di legge secondo i principi della scienza delle costruzioni. In generale ai fini della sicurezza sono stati adottati i criteri contemplati dal metodo semiprobabilistico agli stati limite. In particolare sono stati soddisfatti i requisiti per la sicurezza allo stato limite ultimo (anche sotto l azione sismica), allo stato limite di esercizio, nei confronti di eventuali azioni eccezionali. Per quanto riguarda le azioni sismiche verranno anche esaminate le deformazioni relative, che controllano eventuali danni alle opere secondarie e agli impianti A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 6

8 E stata utilizzata un analisi sismica statica equivalente di tipo lineare nel rispetto delle norme indicate in precedenza. Le procedure di verifica adottate seguono il metodo di calcolo è agli stati limite ultimo/esercizio. L azione sismica è stata applicata alla struttura in conformità alle disposizioni delle Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M ), con riferimento alla Zona 4 (analisi semplificata). L analisi di tipo numerico è stata realizzata mediante il programma di calcolo MasterSap, prodotto da Studio Software AMV di Ronchi dei Legionari (Gorizia). Il software è regolarmente licenziato presso lo studio dell ing. Maurilio Mura con licenza n del 15/07/2009. F. Caratteristiche del Sito di Fabbrica del Terreno Per quanto riguarda le caratteristiche del sito di fabbrica, si è tenuto conto delle caratteristiche fisico-meccaniche del terreno al quale è destinata l opera, nonché a quello nell ambito circostante, in particolare si è tenuto conto della relazione geologica e geotecnica allegata al progetto. G. Azioni applicate alla struttura Le azioni applicate al modello strutturale, sono le sollecitazioni (N, T, M) trasferite alla base del plinto, dalla struttura del portale a bandiera. Questee sono state calcolate considerando: Carichi da vento Normativa: D.M. 14/01/2008 (Norme tecniche per le costruzioni) La pressione del vento è calcolata secondo l'espressione: p = qb ce cp cd Provincia: Olbia - Tempio Zona: 5 Altitudine: 0 m s.l.m Tempo di ritorno Tr: 50 anni; Velocità di riferimento vb(tr): m/s Pressione cinetica di riferimento qb: Kg/m 2 Altezza della costruzione z: 7 m (zmin: 8m) Distanza dalla costa: Mare, entro 2 km dalla costa Classe di rugosità del terreno: C Categoria di esposizione del sito: IV Coefficiente topografico ct: 1 Coefficiente dinamico cd: 1 Coefficiente di esposizione ce(z): ce(z = 7m) = ce(zmin = 8 m) = 1.63 Tettoie e pensiline isolate: Tettoie a un solo spiovente piano (α = 90 ): Pressione del vento con coefficiente di forma cp = 2.4 p(z = 7 m) = p(zmin = 8 m) = Kg/m 2 Azione tangenziale del vento Coefficiente di attrito cf = 0.01 A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 7

9 L'azione tangenziale per unità di superficie parallela alla direzione del vento è pari a: pf = qb ce cf = 0.82 Kg/m 2 CARICHI PERMANENTI E PESI PROPRI: Peso proprio portale in acciaio 4 kg/m H. Tipo e caratteristiche dei materiali strutturali Lo scatolare è interamente, realizzato in c.a. gettato in opera, e le caratteristiche dei materiali sono le seguenti: Cemento Armato Calcestruzzi Riferimenti: D.M , par. 11.2; Linee Guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale; UNI EN 206-1/2006; Tipologia strutturale: Fondazioni - Classe di resistenza necessaria ai fini statici: 30 N/mm 2 (300 dan/cm 2 ) Condizioni ambientali: Classe di esposizione: Strutture completamente interrate in terreno permeabile. XC2 Rapporto acqua/cemento max: 0.60 Classe di consistenza: Diametro massimo aggregati: S3 (Plastica) 16 mm Dosatura dei materiali. La dosatura dei materiali per ottenere Rck 350 è orientativamente la seguente (per m 3 d impasto). sabbia 0.4 m 3 ghiaia 0.8 m 3 acqua 150 litri Qualità dei componenti cemento tipo kg/m 3 La sabbia deve essere viva, con grani assortiti in grossezza da 0 a 3 mm, non proveniente da rocce in decomposizione, scricchiolante alla mano, pulita, priva di materie organiche, melmose, terrose e di salsedine. A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 8

10 La ghiaia deve contenere elementi assortiti, di dimensioni fino a 16 mm, resistenti e non gelivi, non friabili, scevri di sostanze estranee, terra e salsedine. Le ghiaie sporche vanno accuratamente lavate. Anche il pietrisco proveniente da rocce compatte, non gessose né gelive, dovrà essere privo di impurità od elementi in decomposizione. In definitiva gli inerti dovranno essere lavati ed esenti da corpi terrosi ed organici. Non sarà consentito assolutamente il misto di fiume. L acqua da utilizzare per gli impasti dovrà essere potabile, priva di sali (cloruri e solfuri). Potranno essere impiegati additivi fluidificanti o superfluidificanti per contenere il rapporto acqua/cemento mantenendo la lavorabilità necessaria. Prescrizione per inerti Sabbia viva 0-7 mm, pulita, priva di materie organiche e terrose; sabbia fino a 30 mm (70 mm per fondazioni), non geliva, lavata;pietrisco di roccia compatta. Assortimento granulometrico in composizione compresa tra le curve granulometriche sperimentali: Acciaio per C.A. - passante al vaglio di mm 16 = 100% - passante al vaglio di mm 8 = 88-60% - passante al vaglio di mm 4 = 78-36% - passante al vaglio di mm 2 = 62-21% - passante al vaglio di mm 1 = 49-12% - passante al vaglio di mm 0.25 = 18-3% (Rif. D.M , par ) ACCIAIO PER C.A. B450C f yk tensione nominale di snervamento: f tk tensione nominale di rottura: f td tensione di progetto a rottura: 4580 kg/cm2 ( 450 N/mm2) 5500 kg/cm2 ( 540 N/mm2) f yk / γ S = f yk /1.15= 3980 kg/cm2 (= 391 N/mm2) L acciaio dovrà rispettare i seguenti rapporti: f y / f yk < 1.35 f t / f y 1.15 Diametro delle barre: 6 φ 40 mm. E ammesso l uso di acciai forniti in rotoli per diametri 16 mm. Reti e tralicci con elementi base di diametro 6 φ 16 mm. Rapporto tra i diametri delle barre componenti reti e tralicci: φ min /φ max 0.6 I. Progetto strutturale del plinto METODO DI CALCOLO: Stati limite; Normativa tecnica adottata: Norme Tecniche per le Costruzioni 2008; Materiale plinto: C25/30_B450C Conglomerato cementizio: Rck=30.00; Rcm= 30.00; Ec= ; (in N/mm²); γc= 1.50 A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 9

11 fck=24.90; fcd=14.11; fctk=1.79; fctd=1.19; fctm=2.56; fcfm=3.07; (in N/mm²) Grafico tensioni/deformazioni cls: f2=14.11 N/mm²; εcu2=0.0035; εc2= Tipo acciaio barre: B450C; γs: 1.15 fyk=450.00; fyd=391.30; fbd=2.69; Es= ; (in N/mm²); Grafico tensioni/deformazioni acciaio: εsu=0.0675; k=1.15 Copriferro (distanza sup. esterne cls-ferri): c = 4.00 cm Tipo Approccio: Approccio 1 - comb. A1+M1+R1 e comb. A2+M2+R2 Coefficienti parziali per parametri geotecnici (M1, M2): γ Tangente dell'angolo di attrito interno: ; γ Coesione efficace: ; γ Coesione non drenata (ø=0): ; γ Peso dell'unità di volume: ; Coefficienti parziali per verifiche (R1, R2, R3): γr Verifica SLU capacità portante: ; ; γr Verifica SLU scorrimento: ; ; γr Verifica SLU ribaltamento: ; ; Coefficiente per carichi permanenti (A1, A2): γgsfav Coefficiente per carichi permanenti con effetto sfavorevole: ; γgfav Coefficiente per carichi permanenti con effetto favorevole: ; Considera la sismicità: Si; Tipo di costruzione (Art NTC 2008): Tipo 2 (Vita nominale >=50 anni) Classe d'uso (Art ): Classe II Posizione del sito: Isola:: Sardegna Parametri di pericolosità sismica ag (g/10) F0 (adim) TC*(sec) SLO SLD SLV SLC Categoria di sottosuolo (Art ): D Categoria topografica (Art ): T1; Rapporto h/h altezza pendio: 1.00; Coeff. amplif. topografica St: 1.00 Parametri spettri orizzontali e Fv S TB TC TD Fv SLO SLD SLV SLC A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 10

12 Coefficienti sismici fondazioni kh kv amax β (m/sec²) SLO SLD SLV SLC Fattori di correzione sismica del carico limite (comb. SLV): Zc=( kh)= ; Zq=Zγ=(1-kh/tan(φ))^0.35= ; Metodo di calcolo del carico limite (o portanza) verticale: Terzaghi Angolo d'attrito interno del terreno (gradi) φ: ; Angolo d'attrito tra terreno e cls (gradi) φ: Peso specifico del terreno (N/m³) γ: ; Peso specifico del terreno saturo (N/m³) γsat: Coesione efficace (N/mm²) c' : ; Coesione non drenata (N/mm²) cu : Aderenza terreno-fondazione (N/mm²) ca: Profondità della base superiore plinto dal piano di campagna (cm): 0.00 Sovraccarico sul terreno (N/m²): 0.00 Inclinazione pendio direz. X (gradi): ; Inclinazione pendio direz. Y (gradi): Inclinazione piano di fondazione direz. X (gradi): ; Inclinazione piano di fondazione direz. Y (gradi): Riduci le dimensioni B ed L della base per l'eccentricità: No Inserisci la tensione ammissibile del terreno manualmente: Si; σt = N/mm² Utilizza la tensione ammissibile del terreno inserita manualmente come limite inferiore: Si Verifica la tensione ammissibile terreno anche col metodo degli Stati Limite: No Presenza di falda acquifera: No Condidera la fondazione nastriforme se L/B (event. ridotte) è maggiore di: 2.00 Sezione pilastro sovrastante: 50x50 Dimensioni base inferiore lungo x: Asin = cm Dimensioni base inferiore lungo y: Bsu = cm Altezza: Hpli = cm Peso e volume (senza sottoplinto): P = N Ades = cm Bgiu = cm V = 4.80 mc SOLLECITAZIONI SLU A1 comb. N (N) Mx (Nm) Tx (N) My (Nm) Ty (N) SOLLECITAZIONI SLU A2 comb. N (N) Mx (Nm) Tx (N) My (Nm) Ty (N) SOLLECITAZIONI SLV comb. N (N) Mx (Nm) Tx (N) My (Nm) Ty (N) VERIFICHE DEL PLINTO ALTO (α > 45 ). (tens. e deform. positive se di compres.) (tra parentesi la combinazione piu' gravosa) A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 11

13 - Verifica carico limite verticale in condizione drenata (Terzaghi) (comb. 1 SLV sismica+m2+r2) Dimensioni adottate (cm): B=200.00; L=240.00; D=115.00; Carichi (N, N cm): N= ; MB= ; ML= ; HB= ; HL=0.00 Parametri geotecnici adottati: angolo di attrito= ; coesione eff.= N/mm²; peso spec. terreno= N/m³ Parametri intermedi: Sovraccarico sul piano di posa q= N/mm²; V= N; H= N; incl. carico= ; Kpy= ; angolo forza orizz. direz. L αl= ; mb=0.00; ml=0.00; m=0.00; k=0.00; Fattori : Nc=24.75; Nq=12.43; Nγ=14.34; sc=1.17; sγ=1.17; Pressione limite: qlim= N/mm² ( N/m²); Carico Limite: Qlim=qlim B L= N Verifica del carico limite: Qlim/γR= /1.8000= > N= N => VERIFICA POSITIVA Sezione parzializzata Intersezioni tra asse neutro e profilo della base (comb. 1 SLU A1+M1+R1) : (-46.31, ) (76.00, ) Pressioni sul terreno nei vertici della base (origine al centro del pilastro) (N.B. Le parti in trazione non sono reagenti) v X (cm) Y (cm) t (N/mm²) Verifiche per la sezione normale all'asse x (Azioni al filo del pilastro): Azione del tirante (comb. 1 SLU A1+M1+R1): T = N Armatura minima : Af=9.05 cm²; Af'=7.92 cm² (equivalente a: 1Ø12 dritti + 7Ø12 staffoni) σf = (N/mm²) < fyd - Verifiche per la sezione normale all'asse y: Azione del tirante (comb. 1 SLU A1+M1+R1): T = N Armatura minima : Af=9.05 cm²; Af'=7.92 cm² (equivalente a: 1Ø12 dritti + 7Ø12 staffoni) σf = (N/mm²) < fyd - Verifiche al ribaltamento: Coeff. di sicur. lungo x (comb. 1 SLU A1+M1+R1): Krx = Mstab/(My + Tx Hpli) = / = 1.58 > 1.00 Coeff. di sicur. lungo y (comb. 1 SLU A1+M1+R1): Kry = Mstab/(Mx + Ty Hpli) = / = 2.45 > Verifica allo scorrimento (comb. 1 SLV sismica+m2+r2; Ntot= N, Aeff= cm², H= N): A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 12

14 Coeff. di sicurezza: Ks = (V tang(δ) + ca Aeff)/ H = / = > 1.10 Vista l'armatura minima calcolata e tenendo conto delle distanze minime e numero di staffoni minimi, l'armatura realmente inserita e': Staffoni direzione X : 8Ø12 Staffoni direzione Y : 8Ø12 VERIFICHE TUTTE POSITIVE A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 13

15 PIANO DI MANUTENZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE DELL OPERA (Ai sensi del D.M , art. 10.1) 1. Premessa. Il presente Piano di manutenzione della parte strutturale dell opera è relativo alle opere in cemento armato E da considerarsi come elemento complementare al progetto strutturale che ne prevede, pianifica e programma l attività di manutenzione dell intervento al fine di mantenerne nel tempo la funzionalità, le caratteristiche di qualità, l efficienza ed il valore economico. Tale piano di manutenzione delle strutture, coordinato con quello generale della costruzione, costituisce parte essenziale della progettazione strutturale. Viene corredato del manuale d uso, del manuale di manutenzione e del programma di manutenzione delle strutture. 2. Scheda identificativa dell opera. I lavori consistono nella realizzazione di uno plinto in c.a Nel seguito si forniscono alcuni dati necessari. Indirizzo: Comune di Olbia Proprietà: Amministrazione Comune di Olbia Progettazione strutturale: Ing. Maurilio Mura Direzione lavori: Collaudatore: A. DESCRIZIONE DELL ELEMENTO STRUTTURALE: Opere di fondazione Elementi del sistema edilizio atti a trasmettere al terreno le azioni esterne e il peso proprio della struttura LIVELLO MINIMO DELLE PRESTAZIONI Resistenza ai carichi e alle sollecitazioni previste in fase di progettazione. MODALITA DI CONTROLLO Controllo visivo atto a riscontrare possibili anomali che precedano fenomeni di cedimenti strutturali. PERIODICITA Annuale. PROBLEMI RISCONTRABILI Formazione di fessurazioni o crepe. Corrosione delle armature. Disgregazione del copriferro con evidenza barre di armatura POSSIBILI CAUSE Alternanza di penetrazione e di ritiro dell acqua. TIPO DI INTERVENTO (in ogni caso consultare preventivamente un tecnico strutturale). Riparazioni localizzate delle parti strutturali. Ripristino di parti strutturali in calcestruzzo armato. Protezione dei calcestruzzi da azioni disgreganti. Protezione delle armature da azioni disgreganti. STRUMENTI ATTI A MIGLIORARE LA CONSERVAZIONE DELL OPERA Vernici, malte e trattamenti speciali. Prodotti contenenti resine idrofuganti e altri additivi specifici. A.6 RELAZIONE PLINTO IN C.A. 14