B.5 REL A ZIONE C ALCOLI STRUT TUR ALI 566_DEF SS-INS PT1026_DEF_B-05_PP_STR

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1 B.5 REL A ZIONE C ALCOLI STRUT TUR ALI 566_DEF SS-INS PT1026_DEF_B-05_PP_STR

2 COMUNE DI CAMPOSAMPIERO PREMESSA Il presente allegato è redatto esclusivamente per la parte progettuale relativa al Comune di Camposampiero, in quanto unico realizzatore di opere assoggettabili alla normativa tecnica per le costruzioni. DESCRIZIONE DELL INTERVENTO La relazione riguarda il progetto degli elementi portanti di una passerella pedonale e il rifacimento di una mura di sponda, entrambe su via Cordenons e a lato del canale Tergolino. La passerella, di larghezza pari a 2.5 metri, sarà realizzata principalmente con cinque travi in acciaio HEA240, poste ad interasse 480cm, vincolate a fondazioni a plinto con micropali, e aggettanti rispetto al ciglio del canale. Le fondazioni sono unite tra di loro da un trave continua in cemento armato. Alle estremità delle HEA240, lato sbalzo, è vincolato un profilo corrente UNP240 ordito in direzione parallela al senso di percorrenza, sul quale sono ordite ortogonalmente le travi secondarie della serie HEA100 con interasse 120cm. Quest ultime sono vincolate al profilo UNP e alla trave di collegamento in cemento armato dei plinti. Il piano di calpestio sarà realizzato con grigliato portante metallico, sopra il quale a finire verrà posizionato un tavolato in legno. Le teste della passerella saranno raccordate rispettivamente al ponte esistente ed ovest e alla sponda sul lato est. Il rifacimento della mura di sponda si rende necessario per l evidente cedimento verso il canale della mura esistente. La nuova mura sarà realizzata con sezione ad L in cemento armato, poggiante su micropali con distribuzione sfalsata in pianta. NORMATIVA DI RIFERIMENTO D.Min.Infrastrutture del 14/01/2008 Norme tecniche per le costruzioni. CARICHI DI PROGETTO Le azioni specificate per le opere in progetto si riferiscono al D.Min.Infrastrutture del 14/01/2008 Norme tecniche per le costruzioni. In particolare sono da considerare le seguenti azioni: - azioni permanenti; 1

3 - carico isolato ( Schema di carico 4): 10 kn con impronta quadrata di lato 0.10m; - azioni variabili da folla ( Schema di carico 5): 5.0 kn/m 2 ; - azioni sui parapetti ( ): 1.5 kn/m ; - azioni sismiche. INQUADRAMENTO AI FINI SISMICI Il territorio comunale di Camposampiero ricade in zona sismica classificata 3 (OPCM 3274/2003 e ss.mm.ii.). La Vita nominale (V N) di una costruzione, così come definita al delle NTC, è la durata alla quale deve farsi espresso riferimento in sede progettuale, con riferimento alla durabilità delle costruzioni, nel dimensionare le strutture ed i particolari costruttivi, nella scelta dei materiali e delle eventuali applicazioni e delle misure protettive per garantire il mantenimento della resistenza e della funzionalità. Nel caso in esame l opera può essere inserita in quelle definite ordinarie con una vita Nominale V N 50 anni: Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d uso III o in Classe d uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti. Ne consegue che il coefficiente d uso per la classe II vale C U=1,0. Il periodo di riferimento V R è valutato moltiplicando la vita nominale V N (espressa in anni) per il coefficiente d uso della costruzione C U : V R = V N C U = 50 1,0 = 50 anni Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati, si definiscono a partire dalla pericolosità sismica di base del sito di costruzione. Essa costituisce l elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche. La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa a g in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (di categoria A), nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente S e (T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza P VR nel periodo di riferimento V R. L azione sismica viene determinata attraverso le coordinate del sito e il periodo di ritorno (T R). Per l intervento in esame si ha: 2

4 Latitudine 1 45,5726 Longitudine 1 11,9337 Latitudine e longitudine espresse in gradi decimali Categoria di sottosuolo e condizioni topografiche Per le definizione dell azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato che si basa sull individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento. Nel caso oggetto di studio si può approssimare una categoria di suolo: C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < NSPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < c u,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina). Per configurazione semplici si può adottare la seguente classificazione topografica: Categoria Descrizione T1 Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i 15 OPERE DI FONDAZIONE Come già sopra descritto, la passerella appoggerà su fondazioni a plinto in cemento armato con sottostanti micropali, distribuiti in numero pari a quattro per singolo plinto. La nuova mura sarà realizzata con sezione ad L in cemento armato, poggiante su micropali con distribuzione sfalsata in pianta. La portata di calcolo dei micropali è desunta in questa fase dai risultati di quattro prove geotecniche eseguite su terreno limitrofo, spinte fino alla profondità di 15 metri da piano campagna. Le verifiche delle fondazioni su pali si effettuano con riferimento ai seguenti stati limite. SLU di tipo geotecnico (GEO): - collasso per carico limite della palificata nei riguardi dei carichi assiali; - collasso per carico limite della palificata nei riguardi dei carichi trasversali. SLU di tipo strutturale (STR): - raggiungimento della resistenza dei pali; - raggiungimento della resistenza della struttura di collegamento dei pali. 1 3

5 Resistenze di pali soggetti a carichi assiali e trasversali (GEO) Il valore di progetto Rd della resistenza si ottiene a partire dal valore caratteristico Rk applicando i coefficienti parziali R della Tab. 6.4.II. Nei casi in esame, per pali soggetti a compressione, il valore del coefficiente R è pari a 1.0 in combinazione 1 (STR), pari a 1.70 per la resistenza di base e pari 1.45 per la resistenza laterale in combinazione 2 (GEO). La resistenza caratteristica Rk del palo singolo è dedotta da metodi di calcolo analitici, dove Rk è calcolata a partire dai valori caratteristici dei parametri geotecnici. Con riferimento alle procedure analitiche che prevedano l utilizzo dei parametri geotecnici o dei risultati di prove in sito, il valore caratteristico della resistenza a compressione R c,k è dato dal valore ottenuto applicando alla resistenza calcolata R c,cal i fattori di correlazione riportati nella Tab. 6.4.IV, in funzione del numero n di verticali di indagine. Nel caso in esame si assume il valore più cautelativo = Per la determinazione del valore di progetto R tr,d della resistenza di pali soggetti a carichi trasversali valgono le indicazioni del , applicando i coefficienti parziali T della Tab. 6.4.VI. Il valore del coefficiente T è pari a 1.0 per combinazione 1 (STR), e pari a 1.6 per combinazione 2 (GEO). Con riferimento alle procedure analitiche che prevedano l utilizzo dei parametri geotecnici o dei risultati di prove in sito, il valore caratteristico della resistenza ai carichi trasversali è dato dal valore ottenuto applicando alla resistenza calcolata i fattori di correlazione riportati nella Tab. 6.4.IV, in funzione del numero n di verticali di indagine. Nel caso in esame si assume il valore più cautelativo = Resistenze ai carichi assiali Il calcolo della resistenza ai carichi verticali si basa sulle seguenti relazioni analitiche. Resistenza laterale: - terreni coesivi: q L =q a + K v = v [dan/cm 2 ] - terreni incoerenti: q L =tg 0.4 v [dan/cm 2 ] dove v è la tensione verticale efficace, angolo di attrito del terreno. Resistenza di punta: - q P = N q v [dan/cm 2 ] dove N q coefficiente proposto da Berezantzev, assunto pari a 50 per =33 (valore di riferimento per le prove eseguite in sito), v è la tensione verticale efficace. 4

6 Resistenze ai carichi laterali Il calcolo della resistenza ai carichi laterali è desunta dal diagramma proposto da per terreni incoerenti. Tale diagramma propone il valore limite del carico orizzontale H in funzione del coefficiente di spinta passiva,del diametro del palo, del momento plastico del palo e del vincolo in sommità del palo. STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO Classi di esposizione e prescrizione del calcestruzzo La durabilità di una struttura di calcestruzzo dipende dall interazione tra le caratteristiche del materiale con cui la struttura è costruita e le azioni di tipo chimico fisico, legate alle condizioni dell ambiente in cui essa si trova e alle quali è soggetta nell arco della sua vita utile. Tali azioni, non prese in conto nell analisi strutturale, comportano un opportuna scelta del tipo di calcestruzzo, adeguate disposizioni costruttive delle armature e un esecuzione curata. Il requisito di durabilità si ritiene soddisfatto se la struttura, sottoposta alle azioni tipiche dell ambiente e soggetta a ordinaria manutenzione, è in grado di continuare a fornire per tutta la vita utile di progetto le prestazioni per la quale è stata progettata e realizzata. In base alle indicazioni delle norme le condizioni di esposizione della struttura dell intervento in progetto possono essere classificate nelle classi seguenti: XC2 BAGNATO, RARAMENTE ASCIUTTO PARTI DI STRUTTURE DI CONTENIMENTO LIQUIDI, FONDAZIONI. CALCESTRUZZO ARMATO ORDINARIO O PRECOMPRESSO PREVALENTEMENTE IMMERSO IN ACQUA O TERRENO NON AGGRESSIVO. XC4 CICLICAMENTE ASCIUTTO E BAGNATO CALCESTRUZZO ARMATO ORDINARIO O PRECOMPRESSO IN ESTERNI CON SUPERFICI SOGGETTE A ALTERNANZE DI ASCIUTTO ED UMIDO. CALCESTRUZZI A VISTA IN AMBIENTI URBANI. SUPERFICI A CONTATTO CON L ACQUA NON COMPRESA NELLA CLASSE XC2. Il cemento da utilizzare sarà del tipo Portland 325 con dosature tali da ottenere le classi di resistenza del calcestruzzo prescritte per ogni singola opera in accordo con la classe di esposizione. Gli inerti devono essere omogenei, avere una adeguata resistenza, devono essere assenti gli elementi friabili e gelivi (potrebbero compromettere le caratteristiche di durabilità dei calcestruzzi), 5

7 privi di sostanze organiche, limose, argillose, di residui di carbone, di calce e di combinazioni di zolfo. La granulometria deve essere opportuna per garantire la formazione di una massa compatta necessaria per avere una resistenza meccanica del cls adeguata. La granulometria deve essere tale da ridurre al minimo i vuoti, i granuli avranno varie misure rispondenti alla curva di Fuller. L acqua dell impasto deve essere limpida, non aggressiva e contenere modeste quantità di sali disciolti. L acciaio per c.a. da utilizzare sarà del TIPO B450C caratterizzato dai seguenti valori nominali: - tensione nominale di snervamento: f y,nom = 450 N/mm 2 - tensione nominale di rottura: f t,nom = 540 N/mm 2 Dovrà rispettare anche i requisiti indicati nelle norme NTC08. Copriferri delle armature Il copriferro è la distanza tra la superficie più esterna dell armatura (incluse staffe e collegamenti) e la superficie del calcestruzzo più vicina. Un copriferro minimo c min deve essere assicurato per garantire: - la corretta trasmissione delle forze di aderenza; - la protezione dell acciaio contro la corrosione (durabilità); - un adeguata resistenza al fuoco (dove richiesta). Il copriferro MINIMO c min che soddisfa sia i requisiti relativi all aderenza che alla durabilità vale: c min = max [c min,b; (c min,dur - c dur,add); 10 mm] - c min,b : copriferro minimo dovuto al requisito di aderenza (b = bond ) con c min,b dell armatura - c min,dur : copriferro minimo dovuto alle condizioni ambientali (dur = durability ) - c dur,add : riduzione del copriferro minimo per la durabilità in presenza di protezioni aggiuntive (ad esempio intonaco, vernici protettive ecc). 6

8 Il copriferro NOMINALE c nom, da considerare nel progetto delle armature e riportare nei disegni esecutivi, è somma: - del copriferro minimo c min, - della tolleranza di posizionamento delle armature c, assunta pari a 5 10 mm. Per le Norme Tecniche NCT08 deve essere c nom 20 mm. Pertanto: c nom = c min + c = max [c min + (5 10) mm; 20 mm] Nel caso di calcestruzzi a contatto con superfici irregolari, i valori del c min debbono essere incrementati per tener conto delle maggiori tolleranze di esecuzione previste. L incremento è proporzionale all entità delle prevedibili irregolarità. Il copriferro minimo deve essere almeno pari a 40 mm per un calcestruzzo gettato in opera contro terreni trattati. Si rimanda agli elaborati grafici per la determinazione del copriferro. STRUTTURE IN ACCIAIO Per la realizzazione di strutture metalliche si utilizzano acciai conformi alle norme armonizzate. Acciaio tipo S235JR: - tensione caratteristica di snervamento: f y,k = 235 N/mm 2 - tensione caratteristica di rottura: f t,k = 360 N/mm 2 I profili saranno protetti con zincatura. Saldature Sono considerate unioni saldate a piena penetrazione, a parziale penetrazione, ed unioni realizzate con cordoni d angolo. Per i requisiti riguardanti i procedimenti di saldatura, i materiali d apporto e i controlli idonei e necessari per la realizzazione di saldature dotate di prestazioni meccaniche adeguate ai livelli di sicurezza richiesti dalla presente norma, si fa riferimento al delle NCT08. Bulloni e viti Nei collegamenti sono impiegati bulloni e viti classe 8.8 zincati. VERIFICHE STRUTTURALI DELLA PASSERELLA 7

9 Trave principale HEA240 Carico lineare sulla trave singola (interasse travi i=4.8m) Peso proprio trave (G) Permanenti portati (G 1 ) Carico folla (Q) Carico di calcolo: q=1.35x(g+g1)+1.35xq Sollecitazioni di calcolo (flessione ) M=12300 danm Valori resistenti M d =f yd *W=2350/1.05*675/100=15107 danm Verifica a flessione M/M d=0.81 < 1 (verificato) Verifica a taglio V=7200daN T=7200/[(23-1.2*2)*0.75]=466 dan/cm 2 < 1357/1.05=1292 dan/cm 2 Trave principale UPN240 Carico lineare sulla trave singola Peso proprio trave (G) Permanenti portati (G 1) Carico folla (Q) Carico di calcolo: q=1.35x(g+g1)+1.35xq Sollecitazioni di calcolo (flessione ) M=4450 danm Valori resistenti M d =f yd *W=2350/1.05*300/100=6714 danm Verifica a flessione M/M d =0.67 < 1 (verificato) Verifica a taglio V=2800daN T=2800/[(24-1.3*2)*0.95]=138 dan/cm 2 < 1357/1.05=1292 dan/cm 2 Trave secondaria HEA100 8

10 Carico lineare sulla trave singola (interasse 1.2 metri) Peso proprio trave (G) Permanenti portati (G 1 ) Carico folla (Q) Carico di calcolo: q=1.35x(g+g1)+1.35xq Sollecitazioni di calcolo (flessione ) M=330 danm Valori resistenti M d =f yd *W=2350/1.05*73/100=1634 danm Verifica a flessione M/M d=0.20 < 1 (verificato) Verifica a taglio V=1050daN T=1050/[( *2)*0.5]=263 dan/cm 2 < 1357/1.05=1292 dan/cm 2 Micropali Pali 22 cm, con tubo in acciaio s=7mm, L=7.5 metri. esistenza laterale: Q L =85000 dan R L,d =85000/( )=3448 dan Resistenza di punta: Q P =17500 dan Q P,d =17500/( )=6055 dan Resistenza totale di calcolo: Q d = Q L,d +QP,d =9503 dan Il carico massimo sul singolo palo trasmesso dalla struttura è pari a 9400 dan, e quindi inferiore alla resistenza di calcolo. Il calcolo della resistenza ai carichi laterali è desunta dal diagramma proposto da per terreni incoerenti. Tale diagramma propone il valore limite del carico orizzontale H in funzione del coefficiente di spinta passiva,del diametro del palo, del momento plastico del palo e del vincolo in sommità del palo. Per il tubo in acciaio 96-s=7mm, in acciaio S235JR, il momento plastico M p vale: 9

11 M p =f y W pl = =130660daNcm M p/(k p d 4 )=130660/( / )=5197 H= / =1309daN/palo L azione orizzontale di progetto è legata alla sismicità della zona sulla base delle coordinate geografiche. S d = a g S F 0 = 0.131x1.500x1.0x2.467=0.485g Peso sismico associato alla passerella = 8500 dan Calcolo della componente sismica orizzontale: S d =0.485x8500=4123 dan < 1309*4=5236 dan VERIFICHE STRUTTURALI DELLA MURA Micropali Pali 19 cm, con tubo in acciaio 96-s=5mm, L=6 metri. esistenza laterale: Q L =3800 dan R L,d =3800/( )=1541 dan Resistenza di punta: Q P =7600 dan Q P,d =7600/( )=2630 dan Resistenza totale di calcolo: Q d = Q L,d +QP,d =4171 dan Il carico massimo sul singolo palo trasmesso dalla struttura è pari a 2900 dan, e quindi inferiore alla resistenza di calcolo. ll progettista delle strutture ing Paolo Prevedello ALLEGATO: piante e sezione della passerella e della mura 10

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