RELAZIONE DI CALCOLO. Opere strutturali

Транскрипт

1

2 RELAZIONE DI CALCOLO Opere strutturali

3 COMUNE DI CANNOBIO PROGETTO ESECUTIVO RECUPERO E RESTAURO DEL PALAZZO DELLA RAGIONE RELAZIONE DI CALCOLO Premessa Oggetto della presente relazione di calcolo sono gli interventi riguardanti la ristrutturazione di un edificio esistente sito in Cannobio. L edificio si trova in un comune classificato dalla Regione Piemonte come sismico in zona 4, avente le seguenti coordinate geografiche: Latitudine Longitudine Con riferimento al punto 8.4 del D.M. 14/01/2008 ed al punto C8.4 della Circolare per l applicazione delle norme tecniche, l intervento, interessando porzioni limitate della costruzione, si configura come RIPARAZIONE OD INTERVENTO LOCALE (8.4.3 e C8.4.3), e come tale non richiede la verifica della struttura esistente in quanto non ne altera il comportamento statico. Inoltre, trattandosi di edificio soggetto alla tutela della Soprintendenza per i Beni Culturali del Piemonte, valgono le disposizioni della CIRCOLARE Ministero per i Beni e le Attività Culturali 5 giugno 2007 Prot.n DIREZIONE GENERALE PER I BENI ARCHITETTONICI E PAESAGGISTICI, Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni. Normativa di riferimento - Legge 5/11/71 n "Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica". - D.M. 12/02/82 "Aggiornamento delle norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni, dei carichi e dei sovraccarichi" e successive istruzioni.

4 - Circ. del consiglio Superiore del Min. LL.PP. 24/05/82 n "Istruzioni relative ai carichi, ai sovraccarichi ed ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni". - D.M. 20/11/87 "Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro riconsolidamento". - D.M. 11/03/88 "Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni, sulle rocce, la stabilità dei pendii 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". - D.M. 14/02/92 "Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in conglomerato cementizio armato normale e precompresso e per le strutture metalliche". - D.M. 09/01/1996 norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche". - D.M Criteri generali per la verifica della sicurezza delle costruzioni e dei carichi e dei sovraccarichi. - D.P.R. 380/2001 Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia - Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n del 20/03/ Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n del 5 novembre Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n del 3 maggio Legge n D.Min. Infrastrutture 14 gennaio 2008 Nuove norme tecniche per le costruzioni - Circ. Min. Infrastrutture e Trasporti 2 febbraio 2009, n. 617 Applicazione norme tecniche per le costruzioni. - D.G.R in data 19 gennaio Caratteristiche dei materiali Nella esecuzione delle opere è previsto l'impiego dei seguenti materiali: A) Caratteristiche del conglomerato e dell acciaio per c.a. Calcestruzzo C 25/30 Classe di esposizione XC1 Cemento 42,5 R Rapporto acqua/cemento 0,55 (<O,60) Dimensioni max aggregati 20 mm Classe di consistenza SLUMP S3 (semifluida) Le tensioni ammissibili valgono: σc = 85 kg/cmq 8,50 N/mmq per travi, solette e pilastri soggetti a flessioni o pressoflessioni σc = 0,70*97,5 kg/cmq = 59,50 kg/cmq 5,95 N/mmq τc0 = 5,30 kg/cmq 0,50 N/mmq τc1 = 16,90 kg/cmq 1,69 N/mmq τad = 16,00 kg/cmq 1,60 N/mmq Ecm = kg/cmq N/mmq

5 S.L.U. fck = 207,50 kg/cmq 20,70 N/mmq fcd = 117,60 kg/cmq 11,76 N/mmq fctk = 15,90 kg/cmq 1,59 N/mmq fctd = 10,90 kg/cmq 1,09 N/mmq γc = 1,5 Acciaio per C.A. B 450 C Ea = kg/cmq N/mmq σa = kg/cmq 260 N/mmq S.L.U. fyk = kg/cmq 450 N/mmq fyd = kg/cmq 391 N/mmq γc = 1,15 B) Caratteristiche dell acciaio per le carpenterie metalliche 1- Acciaio per strutture. Tipo S EN (ex-fe 430) Le tensioni ammissibili valgono: σa = kg/cmq 190 N/mmq τa = kg/cmq 109 N/mmq Ea = kg/cmq N/mmq S.L.U. fyk = kg/cmq 275 N/mmq ftk = kg/cmq 430 N/mmq fyd = kg/cmq 262 N/mmq - Saldature 1a classe, per acciaio S 275 (ex-fe 430), con elettrodi tipo E44 di qualità 2,3,4, per spessori< 30 mm, 4B per spessori > 30 mm, secondo UNI Bulloni ad alta resistenza Vite in acciaio 8.8 Dado in acciaio 6S Rosette piane in acciaio C50 Resistenze di progetto f d/n = 560 N/mm 2 Analisi dei carichi f d/v = 396 N/mm 2 Le strutture sono dimensionate per resistere alle sollecitazioni indotte dai seguenti carichi: - peso proprio calcestruzzo armato = 2500 kg/mc

6 - sovraccarichi accidentali = 400/600 kg/mq - sovraccarichi fissi = 100/150 kg/mq - scale = 500 kg/mq - neve come da D.M (NTC 2008) - vento come da D.M (NTC 2008) - forze sismiche come da NTC 2008 e Circolare Ministero per i Beni e le Attività Culturali 5 giugno 2007 Prot.n nelle varie combinazioni di carico previste dalle normative vigenti. In particolare, per il carico di neve si è assunto: ** q sk = 151 kg/mq, neve al suolo. In particolare, per l azione del vento si è assunto: ** v riferimento = 25 m/sec, Classe di rugosità : B Le caratteristiche valgono specificatamente per Cannobio, H s.l.m. = 214 s.l.m. Verifiche Si riportano le verifiche degli elementi strutturali più significativi. 1 opere in c.a 1.1 rampa tipo scala interna

7 1.2 striscia unitaria soletta sbarco ascensore 1.3 trave di bordo soletta sbarco ascensore

8 2 opere in acciaio per impalcati 2.1 solaio soprelevato: pieno carico

9 2.2 solaio soprelevato: carico accidentale (verifica delle deformazioni)

10 2.3 soppalco appeso: pieno carico (trave)

11 2.4 soppalco appeso: carico accidentale (trave-verifica delle deformazioni)

12 2.5 soppalco appeso: pieno carico (mensola)

13 2.6 soppalco appeso: carico accidentale (mensola-verifica delle deformazioni) Si riportano le schede di verifica per la combinazione rara, in quanto significativa per le deformazioni a pieno carico e per il solo carico accidentale. Dai valori delle tensioni che figurano nelle schede si verifica facilmente, moltiplicandoli per il coefficiente 1,5 che è sempre soddisfatta la condizione: 1,5xσ < fyd = kg/cmq

14 3 opere in acciaio per scala esterna 3.1 impalcato La struttura portante principale della scala esterna è costituita da due travi di grande luce, senza sostegni intermedi, ciascuna formata da due piatti d acciaio gemellati, delle dimensioni 20 mm x 400 mm. Le verifiche vengono condotte nell ipotesi di trave semplicemente appoggiata, senza considera il contributo di alzate/pedate e dei pianerottoli, a vantaggio di sicurezza. La presenza di tali elementi viene presa in considerazione solamente per quanto attiene alla funzione di controventamento delle travi per le quali, di conseguenza, si omette la verifica allo svergolamento. caratteristiche del singolo piatto 20x400 A = 80 cm 2 P = 63 kg/m J x = cm 4 W x = 533 cm 3 verifica l = 10,50 m b = 1,50 m q p travi = 4x63 = 252 kg/m q p gradini = 1,50x53 = 80 kg/m q p parapetto = 50 kg/m q 1 = 382 kg/m q acc = 1,25x600 = 750 kg/m q tot = kg/m q 0 = x 1,15 = 1380 kg/m (il coeff 1,15 tiene conto dello sviluppo delle rampe) M = / 8 x 10,50 2 = kgm T = x 10,50 / 2 = kg M d = x 1,5 = kgm T d = x 1,5 = kg σ = / (4x533) = kg/cm 2 < F yd = Kg/cm 2 τ = / (4x80) = 34,00 kg/cm 2 << F yd,taglio = Kg/cm 2 F = (5/384)x((1.380x10,50)x /( x4x10.666) = 2,44 cm = l/431

15 3.2 mancorrenti-montanti Il mancorrente è costituito da un tubo diam. 48 mm, spessore 3 mm in acciao inox assimilabile ad acciaio di tipo S 235 A = 4,27 cm 2 J = 11,00 cm 4 W = 4,55 cm 3 i = 1,61 cm I montanti sono costituiti da un piatto 60 x 10 in acciaio tipo S 275 A = 6,00 cm 2 J = 18,00 cm 4 W = 6,00 cm 3 i = 0,65 m q = 150 kg/m h = 1,10 interasse montanti altezza piantone a) mancorrente M = (1/8) x 150 x 0,65 2 = 7,92 kgm M rd = 7,92 x 1,5 = 11,88 kgm σ = 1188 / 4,55 = 2,67 kg/cm 2 << F yd = Kg/cm 2 b) montanti M = 1,10 x (150 x 0,65) = 107,25 kgm M rd = 107,25 x 1,5 = 161,00 kgm σ = / 6,00 = 2683 kg/cm 2 = F yd = Kg/cm 2 Si ritiene il risultato accettabile. c) bullonatura A b = 0,78 cm 2 bullone M12, mat. 8.8 i = 10 cm interasse bulloni T rd = 16170/10 = 1617 kg sforzo tagliante nei bulloni τ = 1617 / 0,78 = 2185 kg/cm 2 < f d/v = 3960 Kg/cm 2 Tutte le verifiche sono soddisfatte.

16 4 opere in acciaio per rinforzo capriate per ogni capriata interessata, l intervento consiste nell accoppiare ai puntoni inclinati due piatti d acciaio delle dimensioni 16 mm x 320 mm elementi strutturali metallici, atti a conferire la necessaria capacità portante alla struttura composta, conseguente alla variazione dello schema statico da trave reticolare appoggiata a portale a tre cerniere con spinta eliminata ed alla variazione delle condizioni di carico per effetto della sospensione del nuovo soppalco a struttura mista acciaio-calcestruzzo. Le verifiche, a vantaggio di sicurezza, prescindono dal contributo delle travature lignee. Per eliminare i problemi dello svergolamento degli elementi metallici, i due piatti saranno tra loro collegati puntualmente con calastrelli, di conseguenza si omette la verifica allo svergolamento. caratteristiche del singolo piatto 16x320 A = 51 cm 2 P = 41 kg/m J x = cm 4 W x = 273 cm 3 verifica l = 10,20 m i = 2,55 m interasse capriate a = 10,20/4 = 2,55 m interasse terzere (poste in mezzeria, ¼ l e ¾ l) b = 3,75 m distanza fra appoggio e punto di appendimento soppalco f = 3,10 m distanza fra asse catena e vertice capriata f 1 = 3,10/2 = 1,55 m distanza fra asse catena e terzera a ¼ l f 2 = 2,20 m distanza fra asse catena e punto di appendimento soppalco CARICHI NODALI P piode = 500x2,55x2,55 = kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l P tetto struttura = 80x2,55x2,55 = 520 kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l P neve = 150x2,55x2,55 = 976 kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l P travi = 2x51x(10,20/2)x1,15 = 943 kg applicati ad ¼ l e ¾ l P soppalco = ( )x2,55 = kg applicati a b = 3,75 m dagli appoggi R A = R B = T = ((3x3.251)+(3x520)+(3x976)+(2x943)+(2x2.432))/2 = kg Td = x 1,5 = kg

17 τ = / (2x51) = 155,00 kg/cm 2 << F yd,taglio = Kg/cm 2 La sollecitazione nella catena che elimina la spinta vale H = ((10.496x5,1)-(3.251x2,55)-(520x2,55)-(976x2,55)-(943x2,55)-(2.423x1,35))/3.1 = kg H d = x 1,5 = kg facendo assorbire la sollecitazione da 2 piatti 60x10 σ = / (2x6,0x1,0) = kg/cm 2 < F yd = Kg/cm 2 La massima sollecitazione flettente sui piatti si ha in corrispondenza del carico nodale sulla terzera ad ¼ l M 1 = (10.496x2,55) (11.532x1,55) = kgm M 1d = x 1,5 = kgm σ = / (2x273) = kg/cm 2 < F yd = Kg/cm 2 Tutte le verifiche sono soddisfatte.