Prontuario Opere Geotecniche (Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14/01/2008)

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1 Prontuario Opere Geotecniche (Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14/01/2008) Punto 6.2.3_Verifiche statiche: Stati Limite Ultimi (SLU) Stato Limite di resistenza del terreno (GEO) Stato Limite di resistenza della struttura (STR) Stato Limite di equilibrio (EQU) Stato Limite Ultimo Idraulico (HYD) o Stato Limite di Sollevamento o Stato Limite di Sifonamento Stato Limite d Esercizio (SLE) Punto _Verifiche nei confronti dello SLU Idraulico (HYD) Verifica al sollevamento: (G inst,d + Q inst,d ) (G stb,d + Q stb,d ) Dove: G inst,d = azioni permanenti instabilizzanti Q inst,d = azioni variabili instabilizzanti G stb,d = azioni permanenti stabilizzanti Q stb,d = azioni variabili stabilizzanti I coefficienti parziali sulle azioni sono indicati in Tab. 6.2.III, mentre quelli sui parametri geotecnici in Tab.6.2.II (si considera il gruppo M2) 1

2 Verifica al Sifonamento: u inst,d σ stb,d Dove: u inst,d = pressione interstiziale instabilizzante σ stb,d = tensione totale stabilizzante I coefficienti parziali da utilizzare sono indicati in Tab. 6.2.IV. Punto _Verifiche nei confronti dello SLE E d C d (Effetto delle azioni Valore limite dell effetto dell azione) Tali verifiche sono definite nel Cap.4 (Statica) e nel Cap.7 (Sismica) del D.M in relazione ai diversi tipi di materiali: Materiali Punto _Cls Punto _Acciaio Punto _Acciaio e Cls Punto 3.2.1_Verifiche sismiche: Stati Limite Ultimi (SLU) Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC) Stati Limite d Esercizio (SLE) Stato Limite di Operatività (SLO) Stato Limite di Danno (SLD) Verifiche SLE Verifiche di deformabilità Punto Verifiche di vibrazione Punto Verifiche di fessurazione Punto Verifiche delle tensioni di esercizio Punto Verifiche a fatica per danni che compromettono la durabilità Punto Verifica spostamenti verticali Punto Verifica spostamenti laterali Punto Verifica deformazione anime Punto Verifica vibrazioni Punto Verifica plasticizzazioni locali Punto Verifica scorrimento dei collegamenti Punto Verifiche a fessurazione Punto Verifiche di deformabilità Punto

3 Punto _ Le verifiche agli stati limite ultimi devono essere effettuate ponendo pari all unità i coefficienti parziali sulle azioni e impiegando i parametri geotecnici e le resistenze di progetto, con i valori dei coefficienti parziali indicati nel Cap. 6. Fondazioni superficiali Punto _Verifiche nei confronti dello SLU E d R d (Effetto delle azioni Resistenza di progetto) Nel calcolo di E d e R d è necessario moltiplicare le azioni di progetto per il coefficiente parziale γ F e dividere i parametri di progetto per il coefficiente parziale γ M, secondo le combinazioni fornite dalla normativa in relazione a ciascuna opera geotecnica. Punto _ La resistenza di progetto R d = (1/γ R ) R k Punto _Combinazioni per l utilizzo dei coefficienti parziali Verifiche Collasso per carico limite Collasso per scorrimento SLU strutturale Combinazioni Approccio1: Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) Approccio 2: Stabilità globale Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) *Nelle verifiche effettuate con l approccio 2 che siano finalizzate al dimensionamento strutturale il coefficiente γ R non deve essere considerato. 3

4 *La tabella 8.I va considerata solo per la stabilità globale Punto _ Il terreno e l acqua costituiscono carichi permanenti strutturali. Punto _ Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale q u deve essere applicato un coefficiente parziale γ qu =1,6. Punto 7.2.5_ Requisiti strutturali Le travi di fondazione in c.a. devono avere armature longitudinali non inferiore allo 0,2 %. Punto _ Collegamenti orizzontali tra fondazioni Non c è presenza di spostamenti relativi del terreno di fondazione sul piano orizzontale, se le strutture di fondazione sono collegate tra loro da un reticolo di travi o piastra in grado di assorbire le forze assiali di seguito elencate: ± 0,3 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo B ± 0,4 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo C ± 0,6 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo D Dove: N sd = valore medio delle forze verticali agenti sugli elementi collegati; a max = S a g = S s S T a g = accelerazione orizzontale massima attesa al sito; Il collegamento tra le strutture di fondazione non è necessario per profili stratigrafici di tipo A e per siti ricadenti in zona 4. Fondazioni su Pali Punto _Verifiche nei confronti dello SLU E d R d (Effetto delle azioni Resistenza di progetto) Nel calcolo di E d e R d è necessario moltiplicare le azioni di progetto per il coefficiente parziale γ F e dividere i parametri di progetto per il coefficiente parziale γ M, secondo le combinazioni fornite dalla normativa in relazione a ciascuna opera geotecnica. Punto _ La resistenza di progetto R d = (1/γ) R k (singolo palo) *Punto _In caso di fondazione mista si tiene conto del coefficiente γ = γ R3 riportato in tabella Punto _Coefficienti parziali per il calcolo di R d Tipologia di carico Simbolo γ Tabelle valori coefficienti 4

5 Carico assiale γ R Carico trasversale γ T Punto _Resistenza caratteristica R k del palo singolo Prove di carico statico su pali Pilota Metodi analitici (parametri geotecnici) o Empirici (prove in sito) Prove dinamiche su pali Pilota *R c,k è la resistenza a compressione del palo, R t,k è la resistenza a trazione del palo GEO Punto Combinazioni per l utilizzo dei coefficienti parziali (Palo singolo) Collasso per carico limite palificata Verifiche Carichi assiali Carichi trasversali Collasso per carico limite di sfilamento Combinazioni Approccio1: Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) Approccio 2: Stabilità Globale Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) STR Raggiungimento resistenza pali Approccio1: 5

6 GEO Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) Raggiungimento resistenza struttura di collegamento Approccio 2: Punto Combinazioni per l utilizzo dei coefficienti parziali (Fondazione mista) Collasso per carico limite palificata Verifiche Carichi assiali Carichi trasversali Combinazioni Stabilità Globale Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) Raggiungimento resistenza pali STR Raggiungimento resistenza struttura di collegamento *Nelle verifiche effettuate con l approccio 2 che siano finalizzate al dimensionamento strutturale il coefficiente γ R non deve essere considerato. *La tabella 6.8.I va considerata solo per la stabilità globale Punto 6.4.3_ Fra le azioni permanenti deve essere incluso il peso proprio del palo e l effetto dell attrito negativo, quest ultimo valutato con i coefficienti γ M del gruppo M1 della Tab. 6.2.II. Punto 7.2.5_ Requisiti strutturali Le travi di fondazione in c.a. devono avere armature longitudinali in percentuale non inferiore allo 0,2 %, sia inferiormente che superiormente, per l intera lunghezza. I pali in calcestruzzo devono essere armati per tutta la lunghezza, con un area non inferiore allo 0,3% di quella del calcestruzzo. Qualora non fosse possibile evitare la formazione di cerniere plastiche nei pali di fondazione, l'armatura perimetrale di confinamento dei pali, di diametro non inferiore a 8 6

7 mm e area non inferiore all 1% di quella del calcestruzzo per uno sviluppo, a partire dalla testa del palo, di almeno 10 diametri, deve essere costituita da spirale continua. Punto _ Collegamenti orizzontali tra fondazioni Non c è presenza di spostamenti relativi del terreno di fondazione sul piano orizzontale, se le strutture di fondazione sono collegate tra loro da un reticolo di travi o piastra in grado di assorbire le forze assiali di seguito elencate: ± 0,3 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo B ± 0,4 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo C ± 0,6 N sd a max /g per il profilo stratigrafico di tipo D Dove: N sd = valore medio delle forze verticali agenti sugli elementi collegati; a max = S a g = S s S T a g = accelerazione orizzontale massima attesa al sito; Il collegamento tra le strutture di fondazione non è necessario per profili stratigrafici di tipo A e per siti ricadenti in zona 4. Opere di sostegno Punto _Verifiche nei confronti dello SLU E d R d (Effetto delle azioni Resistenza di progetto) Nel calcolo di E d e R d è necessario moltiplicare le azioni di progetto per il coefficiente parziale γ F e dividere i parametri di progetto per il coefficiente parziale γ M, secondo le combinazioni fornite dalla normativa in relazione a ciascuna opera geotecnica. Punto _ La resistenza di progetto R d = (1/γ R ) R k 7

8 Punto _Combinazioni per l utilizzo dei coefficienti parziali nella verifica di MURI DI SOSTEGNO GEO e STR Verifiche Collasso per carico limite Collasso per scorrimento SLU strutturale Combinazioni Approccio1: Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) Approccio 2: Stabilità globale Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) EQU Ribaltamento Per il calcolo delle spinte si considerano i coefficienti parziali del gruppo M2 Punto _Combinazioni per l utilizzo dei coefficienti parziali nella verifica di PARATIE Collasso per carico limite GEO e HYD Sfilamento degli ancoraggi Instabilità dl fondo scavo in cond. non drenate Instabilità del fondo scavo per sollevamento Sifonamento fondo scavo Combinazione 2: (A2 + M2 + R1) Stabilità Globale Combinazione 2: (A2 + M2 + R2) EQU STR Ribaltamento Verifica resistenza ancoraggi Verifica resistenza puntoni o sistemi di contrasto Verifica resistenza strutturale Paratia Per il calcolo delle spinte si considerano i coefficienti parziali del gruppo M2 Combinazione 2: (A2 + M2 + R1) *Nelle verifiche effettuate con l approccio 2 che siano finalizzate al dimensionamento strutturale il coefficiente γ R non deve essere considerato. *Nel caso di muri di sostegno aventi ancoraggi al terreno, si considera solo l approccio 1 8

9 *La tabella 8.I va considerata solo per la stabilità globale Punto e _ Nella verifica allo scorrimento di muri di sostegno e paratie con fondazioni superficiali, non si deve considerare la resistenza del terreno antistante l opera o si considera un aliquota ( 50%) di tale resistenza, se il contributo del terreno è permanente. Punto _ Per il calcolo dell azione sismica sono ammessi metodi pseudostatici secondo cui: nel caso dei Muri di sostegno l azione sismica è definita da una forza con componente orizzontale e verticale: F h = k h W e F v = k v W Dove: k h = β s a max /g = coeff. sismico orizzontale; k v = ± 0,5 k h = coeff. sismico verticale; Dove: β s = coeff. di riduzione dell accelerazione massima attesa al sito; a max = S a g = S s S T a g = accelerazione orizzontale massima attesa al sito; Dove: S s e S T = coeff. di amplificazione stratigrafica e topografica; a g = accelerazione orizzontale massima attesa su sito di rif. rigido; I valori dei coefficienti β utilizzati nel calcolo, sono riportati in Tab.7.11.II: *per i muri non in grado di subire spostamenti relativi rispetto al terreno si assume β =1 Per i muri di sostegno liberi di traslare o di ruotare intorno al piede, si assume che l incremento di spinta dovuta al sisma agisca nello stesso punto di quella statica. Negli altri casi, si assume che tale incremento sia applicato a metà altezza del muro. 9

10 nel caso delle Paratie (Punto ) l azione sismica è definita mediante un accelerazione equivalente costante nello spazio e nel tempo, con componente orizzontale e verticale: a h = k h g = α β a max e a v = 0 *Se α β 2 deve assumersi k h = 0,2 a max /g Dove: β 1 (capacità dell opera di subire spostamenti senza cadute di resistenza) fig ; α 1 (coeff. di deformabilità dei terreni interagenti con l opera), valutato in fig *H = altezza complessiva della paratia * Per la valutazione della spinta passiva si assume α = 1 *u s = massimo spostamento che l opera tollera senza riduzioni di resistenza (se u s = 0 allora β =1) * deve risultare u s 0,005 H. Se si verifica δ > φ /2 si tiene conto della non planarità delle superfici di scorrimento. δ = angolo di attrito terreno-parete. Stabilità dei Pendii Punto _ Nel caso di pendii con inclinazione maggiore di 15 e altezza maggiore di 30m, è necessario incrementare l azione sismica del coefficiente di amplificazione topografica S T indicato nella Tab.3.2.VI in funzione delle diverse categorie topografiche (Tab.3.2.IV) 10

11 Punto _ Per il calcolo dell azione sismica sono ammessi i metodi pseudostatici sopra enunciati impiegati per i muri di sostegno (punto ), cambiano i valori dei coefficienti β utilizzati nel calcolo, riportati in Tab.7.11.I: Punto _ Nei terreni saturi e nei siti in cui si attende un a max > 0,15gsi deve tener conto di una possibile riduzione della resistenza a taglio: τ f = c + (σ n - u) tanφ (Per terreni saturi) Nei terreni a grana fina in condizioni non drenate la resistenza a taglio è espressa in termini di tensioni totali dalla relazione: τ f = c u,c 11