Norme Tecniche per le Costruzioni (2008) Eurocodice 1997

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1 ENVIRONMENTAL GEOTECHNICS Norme Tecniche per le Costruzioni (2008) Eurocodice 1997 Prof. Ing. Marco Favaretti University of Padova Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering (DICEA) Via Ognissanti, 39 Padova (Italy) phone: website: 1

2 Evoluzione della normativa geotecnica italiana Periodo Condizioni statiche Condizioni sismiche < 2003 D.M. LL. PP Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce,. D.M. LL.PP : Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche 2003 D.M. LL. PP O.P.C.M. n.3274 ( ) 2005 Ministero Infrastrutture e Trasporti Norme tecniche per le costruzioni O.P.C.M. n.3431 (3.5.05) 2008 EUROPA D.M Norme tecniche per le costruzioni EN : Geotechnical design D.M Norme tecniche per le costruzioni EN : Design provisions for earthquake resistance of structures 2

3 DM Progettazione Geotecnica SLU (fondazione): la sicurezza è inglobata e garantita dal coefficiente globale di sicurezza FS = Q Q lim es 3 Non si applicano Coefficienti di Sicurezza Parziali (CP): su carichi e su azioni su caratteristiche di resistenza del terreno 3

4 Norme Tecniche per le Costruzioni D.M

5 1. Oggetto Le presenti N.T. definiscono i principi per il progetto, l esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità, anche in caso di incendio, e di durabilità. Esse forniscono quindi i criteri generali di sicurezza, precisano le azioni che devono essere utilizzate nel progetto, definiscono le caratteristiche dei materiali e dei prodotti e, più in generale, trattano gli aspetti attinenti alla sicurezza strutturale delle opere. 5

6 .. Circa le indicazioni applicative per l ottenimento delle prescritte prestazioni, per quanto non espressamente specificato nel presente documento, ci si può riferire a normative di comprovata validità e ad altri documenti tecnici elencati nel Cap. 12. In particolare quelle fornite dagli Eurocodici con le relative Appendici Nazionali costituiscono indicazioni di comprovata validità e forniscono il sistematico supporto applicativo delle presenti norme. 6

7 2. Sicurezza e prestazioni attese 2.1. Principi fondamentali Le opere e gli elementi strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle presenti norme. La sicurezza e le prestazioni di un opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli SL che si possono verificare durante la vita nominale. SL è la condizione superata la quale l opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata. 7

8 In particolare, secondo quanto stabilito nei capitoli specifici, le opere e le varie tipologie strutturali devono soddisfare i seguenti requisiti: -sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU): capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l opera; -sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): tutti i requisiti atti a garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio; - robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all entità delle cause innescanti quali incendio, esplosioni, urti. 8

9 Il superamento di uno SLU ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Il superamento di uno SLE può avere carattere reversibile o irreversibile. Per le opere esistenti è possibile fare riferimento a livelli di sicurezza diversi da quelli delle nuove opere ed è anche possibile considerare solo gli SLU. La durabilità, definita come conservazione delle caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali e delle strutture, proprietà essenziale affinché i livelli di sicurezza vengano garantiti durante tutta la vita dell opera, deve essere garantita attraverso una opportuna scelta dei materiali e un opportuno dimensionamento delle strutture, comprese le eventuali misure di protezione e manutenzione. 9

10 I prodotti ed i componenti utilizzati per le opere strutturali devono essere chiaramente identificati in termini di caratteristiche meccanico fisico - chimiche indispensabili alla valutazione della sicurezza e dotati di idonea qualificazione. I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste dalle presenti norme devono essere sottoposti a procedure e prove sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i materiali. La fornitura di componenti, sistemi o prodotti, impiegati per fini strutturali, deve essere accompagnata da un manuale di installazione e di manutenzione da allegare alla documentazione dell opera. 10

11 I componenti, sistemi e prodotti, edili od impiantistici, non facenti parte del complesso strutturale, ma che svolgono funzione statica autonoma, devono essere progettati ed installati nel rispetto dei livelli di sicurezza e delle prestazioni prescritte di seguito prescritti. Le azioni da prendere in conto devono essere assunte in accordo con quanto stabilito nei relativi capitoli delle presenti norme. In mancanza di specifiche indicazioni, si dovrà fare ricorso ad opportune indagini, eventualmente anche sperimentali, o a normative di comprovata validità. 11

12 2.7 VERIFICHE ALLE TENSIONI AMMISSIBILI E d'obbligo il Metodo agli SL di cui al Per costruzioni tipo 1 e 2 e Classe d uso I e II, limitatamente a siti ricadenti in Zona 4 è ammesso il Metodo di verifica alle tensioni ammissibili. Per tali verifiche si deve fare riferimento al D.M. LL.PP , per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL.PP , per le strutture in muratura e al D.M. LL.PP per le opere e i sistemi geotecnici. Le norme dette si debbono in tal caso applicare integralmente, salvo per i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico per i quali valgono le prescrizioni riportate nelle presenti norme tecniche. Le azioni sismiche debbono essere valutate riferendosi ad un grado di sismicità ottenute S = 5, quale definito al B.4 del D.M. LL.PP , ed assumendo le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL.PP. citato, nonché alla Circ. LL. PP , n. 65/AA.GG. e relativi allegati. 12

13 1. Premessa e oggetto Norme Tecniche per le costruzioni Sicurezza e prestazioni attese 3. Azioni sulle costruzioni 4. Costruzioni civili ed industriali 5. Ponti 6. Progettazione geotecnica 7. Progettazione per azioni sismiche 8. Costruzioni esistenti 9. Collaudo statico 10. Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo 11. Materiali e prodotti per uso strutturale 12. Riferimenti tecnici 13

14 2.2.1 STATI LIMITE ULTIMI (SLU) Norme Tecniche per le costruzioni a) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte; b) spostamenti o deformazioni eccessive; c) raggiungimento della massima capacità di resistenza di parti di strutture, collegamenti, fondazioni; d) raggiungimento della massima capacità di resistenza della struttura nel suo insieme; e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni; f) rottura di membrature e collegamenti per fatica; g) rottura di membrature e collegamenti per altri effetti dipendenti dal tempo; h) instabilità di parti della struttura o del suo insieme; 14

15 2.2.2 STATI LIMITE DI ESERCIZIO (SLE) Norme Tecniche per le costruzioni a) danneggiamenti locali (ad es. eccessiva fessurazione del calcestruzzo) che possano ridurre la durabilità della struttura, la sua efficienza o il suo aspetto; b) spostamenti e deformazioni che possano limitare l uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto; c) spostamenti e deformazioni che possano compromettere l efficienza e l aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari; d) vibrazioni che possano compromettere l uso della costruzione; e) danni per fatica che possano compromettere la durabilità; f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali in funzione dell ambiente di esposizione; 15

16 2.2.3 VERIFICHE Norme Tecniche per le costruzioni Le opere strutturali devono essere verificate: a) per gli SLU che possono verificarsi, in conseguenza alle diverse combinazioni delle azioni; b) per gli SLE definiti in relazione alle prestazioni attese. Le verifiche di sicurezza delle opere devono essere contenute nei documenti di progetto, con riferimento alle prescritte caratteristiche meccaniche dei materiali e alla caratterizzazione geotecnica del terreno, dedotta in base a specifiche indagini. La struttura deve essere verificata nelle fasi intermedie, tenuto conto del processo costruttivo; le verifiche per queste situazioni transitorie sono generalmente condotte nei confronti dei soli stati limite ultimi. Per le opere per le quali nel corso dei lavori si manifestino situazioni significativamente difformi da quelle di progetto occorre effettuare le relative necessarie verifiche. 16

17 2.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA Norme Tecniche per le costruzioni Per la valutazione della sicurezza delle costruzioni si devono adottare criteri probabilistici scientificamente comprovati. Nel seguito sono normati i criteri del metodo semiprobabilistico agli SL basati sull impiego dei coefficienti parziali di sicurezza, che sono applicabili nella generalità dei casi. Per opere di particolare importanza si potranno adottare metodi di livello superiore tratti da documentazione tecnica di comprovata validità. Secondo il metodo semiprobabilistico agli SL, la sicurezza strutturale deve essere verificata tramite il confronto tra la resistenza e l effetto delle azioni. Per la sicurezza strutturale, la resistenza dei materiali e le azioni sono rappresentate dai valori caratteristici, R ki e F kj definiti, rispettivamente, come il frattile inferiore delle resistenze e il frattile (superiore o inferiore) delle azioni che minimizzano la sicurezza. 17

18 Norme Tecniche per le costruzioni In genere, i frattili sono assunti pari al 5%. Per le grandezze con piccoli coefficienti di variazione, ovvero per grandezze che non riguardino univocamente resistenze o azioni, si possono considerare frattili al 50% (valori mediani). Per la sicurezza di opere e sistemi geotecnici, i valori caratteristici dei parametri fisico-meccanici dei terreni sono definiti nel La verifica della sicurezza nei riguardi degli SLU di resistenza si ottiene con il metodo dei coefficienti parziali di sicurezza espresso come: R d E d (2.2.1) R d è la resistenza di progetto, valutata in base ai valori di progetto R di = R ki / γ Mi della resistenza dei materiali ed ai valori nominali delle grandezze geometriche interessate; E d è il valore di progetto dell effetto delle azioni, valutato in base ai valori di progetto F dj = F kj γ Fj delle azioni combinate ( 2.5.3) ed ai valori nominali delle grandezze geometriche interessate. 18

19 ... Norme Tecniche per le costruzioni I coefficienti parziali di sicurezza, γ Mi e γ Fj, associati rispettivamente al materiale i-esimo e all azione j-esima, coprono la variabilità delle rispettive grandezze e le incertezze relative alle tolleranze geometriche e alla affidabilità del modello di calcolo. La verifica della sicurezza nei riguardi degli SLE si esprime controllando aspetti di funzionalità e stato tensionale. 19

20 2.4.1 VITA NOMINALE Norme Tecniche per le costruzioni La vita nominale di un opera strutturale V N è intesa come il numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata. La vita nominale dei diversi tipi di opere deve essere precisata nei documenti di progetto TIPI DI COSTRUZIONE Opere provvisorie Opere provvisionali Strutture in fase costruttiva (*) Opere ordinarie, Ponti, Opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o importanza normale Grandi opere, Ponti, Opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica V N (anni) (*) Le verifiche sismiche di strutture provvisorie o in fase costruttiva possono 20 omettersi quando le relative durate previste in progetto siano inferiori a 2 anni

21 2.4.2 CLASSI D USO Norme Tecniche per le costruzioni In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d uso così definite: Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli. 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 CU III o IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti. 21

22 Norme Tecniche per le costruzioni Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in CU IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso. Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M , n.6792, Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica. 22

23 2.4.3 PERIODO DI RIFERIMENTO PER L AZIONE SISMICA Norme Tecniche per le costruzioni Le azioni sismiche su ciascuna costruzione vengono valutate in relazione ad un periodo di riferimento V R che si ricava, per ciascun tipo di costruzione, moltiplicandone la vita nominale V N per il coefficiente d uso C U : V R = V N C U (2.4.1) Il valore del coefficiente d uso C U è definito, al variare della classe d uso, come mostrato in Tab.2.4.II. CLASSE D USO I II III IV COEFFICIENTE C U 0,7 1,0 1,5 2,0 Se V R 35 anni si pone comunque V R = 35 anni. 23

24 8.3. Valutazione della sicurezza Norme Tecniche per le costruzioni La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU; nel caso in cui si effettui la verifica degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal Progettista di concerto con il Committente. 12. Riferimenti tecnici Possono essere utilizzati anche altri codici internazionali, purché sia dimostrato che garantiscano livelli di sicurezza non inferiori a quelli delle presenti N.T. 24

25 6 PROGETTAZIONE GEOTECNICA Norme Tecniche per le costruzioni DISPOSIZIONI GENERALI OGGETTO DELLE NORME Il presente capitolo riguarda il progetto e la realizzazione: delle opere di fondazione; delle opere di sostegno; delle opere in sotterraneo; delle opere e manufatti di materiali sciolti naturali; dei fronti di scavo; del miglioramento e rinforzo dei terreni e degli ammassi rocciosi; del consolidamento dei terreni interessanti opere esistenti, non-ché la valutazione della sicurezza dei pendii e la fattibilità di opere che hanno riflessi su grandi aree. 25

26 6.1.2 PRESCRIZIONI GENERALI Norme Tecniche per le costruzioni Le scelte progettuali devono tener conto: delle prestazioni attese delle opere dei caratteri geologici del sito delle condizioni ambientali. I risultati dello studio rivolto alla caratterizzazione e modellazione geologica ( ) devono essere esposti in una specifica relazione geologica. 26

27 Le analisi di progetto devono essere basate su Norme Tecniche per le costruzioni modelli geotecnici dedotti da specifiche indagini prove che il progettista deve definire in base alle scelte tipologiche dell opera o dell intervento e alle previste modalità esecutive. Le scelte progettuali, il programma e i risultati delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica ( 6.2.2), unitamente ai calcoli per il dimensionamento geotecnico delle opere e alla descrizione delle fasi e modalità costruttive, devono essere illustrati in una specifica relazione geotecnica. 27

28 6.2 ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO Norme Tecniche per le costruzioni Il progetto delle opere e dei sistemi geotecnici deve articolarsi nelle seguenti fasi: caratterizzazione e modellazione geologica del sito; scelta del tipo di opera o d intervento e programmazione delle indagini geotecniche; caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce e definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo; descrizione delle fasi e delle modalità costruttive; verifiche della sicurezza e delle prestazioni; piani di controllo e monitoraggio. 28

29 Norme Tecniche per le costruzioni CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO La caratterizzazione e la modellazione geologica del sito consiste nella ricostruzione dei caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di pericolosità geologica del territorio. In funzione del tipo di opera o di intervento e della complessità del contesto geologico, specifiche indagini saranno finalizzate alla documentata ricostruzione del modello geologico. Esso deve essere sviluppato in modo da costituire utile elemento di riferimento per il progettista per inquadrare i problemi geotecnici e per definire il programma delle indagini geotecniche. Metodi e risultati delle indagini devono essere esaurientemente esposti e commentati in una relazione geologica. 29

30 Norme Tecniche per le costruzioni INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOTECNICA Le indagini geotecniche devono essere programmate in funzione del tipo di opera e/o di intervento e devono riguardare il volume significativo di cui al 3.2.2, e devono permettere la definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo necessari alla progettazione. I valori caratteristici delle grandezze fisiche e meccaniche da attribuire ai terreni devono essere ottenuti mediante specifiche prove di laboratorio su campioni indisturbati di terreno e attraverso l interpretazione dei risultati di prove e misure in sito. Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato. 30

31 ... Norme Tecniche per le costruzioni Per modello geotecnico si intende uno schema rappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regime delle pressioni interstiziali e della caratterizzazione fisicomeccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volume significativo, finalizzato all analisi quantitativa di uno specifico problema geotecnico. È responsabilità del progettista la definizione del piano delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica. 31

32 ... Norme Tecniche per le costruzioni Le indagini e le prove devono essere eseguite e certificate dai laboratori di cui all art.59 del DPR , n.380. I laboratori su indicati fanno parte dell elenco depositato presso il Servizio Tecnico Centrale del Ministero delle Infrastrutture. Nel caso di costruzioni o di interventi di modesta rilevanza, che ricadano in zone ben conosciute dal punto di vista geotecnico, la progettazione può essere basata sulla esperienza e sulle conoscenze disponibili, ferma restando la piena responsabilità del progettista su ipotesi e scelte progettuali. 32

33 Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU) Norme Tecniche per le costruzioni Per ogni SLU deve essere rispettata la condizione Ed R d E d è il valore di progetto dell azione o dell effetto dell azione E d X = E γ k F Fk ; ; ad γm R d è il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico R d 1 X = R γ k F Fk ; ; ad γr γm 33

34 Norme Tecniche per le costruzioni Effetto delle azioni e resistenza sono espresse in funzione delle - azioni di progetto - parametri geotecnici di progetto - geometria di progetto a d γ F F k Xk / Nella formulazione della resistenza R d, compare esplicitamente un coefficiente γ R che opera direttamente sulla resistenza del sistema. La verifica della suddetta condizione deve essere effettuata impiegando diverse combinazioni di gruppidi CP, rispettivamente definiti per le azioni (A1 e A2), i parametri geotecnici (M1 e M2) le resistenze (R1, R2 e R3). γ M 34

35 Norme Tecniche per le costruzioni Azioni I CP γ F relativi alle azioni sono indicati in Tab. 6.2.I. Si deve comunque intendere che il terreno e l acqua costituiscono carichi permanenti (strutturali) quando, nella modellazione utilizzata, contribuiscono al comportamento della opera con le loro caratteristiche di peso, resistenza e rigidezza. Nella valutazione della combinazione delle azioni i coefficienti di combinazione ψ ij devono essere assunti come specificato nel Cap

36 Tabella 6.2.I Coefficienti parziali per le azioni Norme Tecniche per le costruzioni CARICHI Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili EFFETTO Favorevole COEFFICIENTE PARZIALE γ F γ G1 (A1) STR (A2) GEO 1,0 1,0 Sfavorevole 1,3 1,0 Favorevole γ G2 0,0 0,0 Sfavorevole 1,5 1,3 Favorevole γ Qi 0,0 0,0 Sfavorevole 1,5 1,3 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. 36

37 Resistenze Norme Tecniche per le costruzioni Il valore di progetto della resistenza R d può essere determinato: a) in modo analitico, con riferimento al valore caratteristico dei parametri geotecnici del terreno, diviso per il CP γ m specificato nella successiva Tab. 6.2.II e tenendo conto, ove necessario, dei CP γ R specificati nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera; b) in modo analitico, con riferimento a correlazioni con i risultati di prove in sito, tenendo conto dei CP γ R riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera; c) sulla base di misure dirette su prototipi, tenendo conto dei CP γ R riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera. 37

38 Tabella 6.2.II CP per i parametri geotecnici del terreno Norme Tecniche per le costruzioni Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) tan φ k γ φ 1,0 1,25 c k γ c 1,0 1,25 c uk γ cu 1,0 1,4 γ γ γ 1,0 1,0 Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale q u deve essere applicato un CP γ qu =1,6. Per ammassi rocciosi e terreni a struttura complessa, nella valutazio-ne della resistenza caratteristica, bisogna considerare natura e carat-teristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali. 38

39 Verifiche nei confronti degli SLU idraulici Norme Tecniche per le costruzioni Le opere geotecniche devono essere verificate nei confronti dei possibili stati limite di sollevamento o di sifonamento. Per la stabilità al sollevamento deve risultare che il valore di progetto dell azione instabilizzante V inst,d, combinazione di azioni permanenti (G inst,d ) e variabili (Q inst,d ), sia della combinazione dei valori di progetto delle azioni stabilizzanti (G stb,d ) e delle resistenze (R d ): V G + inst.d inst.d stb,d instb,d R V = G + d Q inst,d Per le verifiche di stabilità al sollevamento, i relativi CP sulle azioni sono indicati in Tab. 6.2.III. Tali coefficienti devono essere combinati in modo opportuno con quelli relativi ai parametri geotecnici (M2) e alle resistenze (R) definite nel seguito. 39

40 Norme Tecniche per le costruzioni Tabella 6.2.III Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di SL di sollevamento CARICHI Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γ SOLLEVAMENTO (EQU) Favorevole 0,9 γ G1 Sfavorevole 1,1 Favorevole 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 Favorevole 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. 40

41 CARICHI EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γ SOLLEVAMENTO (EQU) Norme Tecniche per le costruzioni Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili Favorevole 0,9 γ G1 Sfavorevole 1,1 Favorevole 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 Favorevole 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 Il controllo della stabilità al sifonamento si esegue verificando che il valore di progetto della pressione interstiziale instabilizzante (u inst,d ) risulti al valore di progetto della tensione totale stabilizzante (σ stb,d ), tenendo conto dei CP della Tab. 6.2.IV: u inst,d σ stb,d In entrambe le verifiche, nella valutazione delle pressioni interstiziali, si devono assumere le condizioni più sfavorevoli, considerando i possibili effetti delle successioni stratigrafiche sul regime di pressione dell acqua. 41

42 Norme Tecniche per le costruzioni Nelle verifiche al sifonamento, in presenza di adeguate conoscenze sul regime delle pressioni interstiziali, i coefficienti di sicurezza minimi sono indicati nella Tab. 6.2.IV. Valori superiori possono essere assunti e giustificati tenendo presente della pericolosità del fenomeno in relazione alla natura del terreno nonché dei possibili effetti della condizione di collasso. CARICHI Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γ F SIFONAMENTO Favorevole 0,9 Sfavorevole γ G1 1,3 Favorevole 0,0 Sfavorevole γ G2 1,5 Favorevole 0,0 Sfavorevole (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno 42 adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. γ Qi 1,5

43 Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE) Norme Tecniche per le costruzioni Le opere e i sistemi geotecnici ( 6.1.1) devono essere verificati nei confronti degli SLE. A tale scopo, il progetto deve esplicitare le prescrizioni relative agli spostamenti compatibili e le prestazioni attese per l'opera stessa. Il grado di approfondimento dell analisi di interazione terreno-struttura è funzione dell importanza dell opera. Per ciascun SLE deve essere rispettata la condizione: E d C d dove E d è il valore di progetto dell effetto delle azioni e C d è il prescritto valore limite dell effetto delle azioni. Quest ultimo deve essere stabilito in funzione del comportamento della struttura in elevazione. 43

44 6.2.4 IMPIEGO DEL METODO OSSERVAZIONALE Norme Tecniche per le costruzioni Nei casi in cui a causa della particolare complessità della situazione geotecnica e dell importanza e impegno dell opera, dopo estese ed approfondite indagini permangano documentate ragioni di incertezza risolvibili solo in fase costruttiva, la progettazione può essere basata sul metodo osservazionale. Nell applicazione di tale metodo si deve seguire il seguente procedimento: 44

45 ... Norme Tecniche per le costruzioni devono essere stabiliti i limiti di accettabilità dei valori di alcune grandezze rappresentative del comportamento del complesso manufattoterreno; si deve dimostrare che la soluzione prescelta è accettabile in rapporto a tali limiti; devono essere previste soluzioni alternative, congruenti con il progetto, e definiti i relativi oneri economici; deve essere istituito un adeguato sistema di monitoraggio in corso d opera, con i relativi piani di controllo, tale da consentire tempestivamente l adozione di una delle soluzioni alternative previste, qualora i limiti indicati siano raggiunti. 45

46 6.2.5 MONITORAGGIO DEL COMPLESSO OPERA -TERRENO Norme Tecniche per le costruzioni Il monitoraggio del complesso opera-terreno e degli interventi consiste nella installazione di un appropriata strumentazione e nella misura di grandezze fisiche significative, quali spostamenti, tensioni, forze e pressioni interstiziali, prima, durante e/o dopo la costruzione del manufatto. Il monitoraggio ha lo scopo di verificare la corrispondenza tra le ipotesi progettuali e i comportamenti osservati e di controllare la funzionalità dei manufatti nel tempo. Nell ambito del metodo osservazionale, il monitoraggio ha lo scopo di confermare la validità della soluzione progettuale adottata o, in caso contrario, di individuare la più idonea tra le altre soluzioni previste in progetto. Se previsto, il programma di monitoraggio deve essere definito e illustrato nella relazione geotecnica. 46

47 Eurocodice 7 EN

48 REQUISITI DI PROGETTO Il requisito più significativo introdotto dall EC7 (EN 1997) è costituito dall impegno alla progettazione agli stati limite: Per ciascuna situazione di progetto dovrà essere verificato che nessuno stato limite rilevante venga superato [EN (1)P] Per la maggior parte degli ingegneri geotecnici europei questa è la variazione più rilevante introdotta nella filosofia progettuale dall EC7, distante dall approccio delle tensioni ammissibili che consideravano un unico fattore di sicurezza globale. 48

49 REQUISITI DI PROGETTO La progettazione geotecnica tradizionale, usando il fattore di sicurezza unico globale, ha accumulato numerose esperienze per decenni e su questo approccio ha costruito metodi di calcolo assolutamente soddisfacenti per la pratica professionale. Ciò nonostante l uso del fattore di sicurezza unico che tenga conto di tutte le incertezze dell analisi, sebbene conveniente dal punto di vista del calcolo, non consente un controllo adeguato dei differenti livelli di incertezza che caratterizzano le varie parti dell analisi. 49

50 REQUISITI DI PROGETTO L approccio agli stati limite impone al progettista di pensare con maggiore rigore ai possibili meccanismi di rottura e a quelle parti del procedimento di calcolo che rivestono maggiore incertezza. Questo conduce a definire livelli di affidabilità assai razionali per l intera struttura. I CP dell EC7 sono stati scelti in modo da giungere a soluzioni progettuali similari rispetto a quelle con CP globale unico. Questo per non disperdere il bagaglio di esperienze precedenti che non dovevano essere distrutte dall introduzione del nuovo approccio. 50

51 REQUISITI DI PROGETTO La filosofia degli stati limite è usata da molti decenni nella progettazione di strutture di acciaio, calcestruzzo armato e legno. Laddove la struttura toccava terra in passato sorgevano difficoltà analitiche. Gli EC presentano un approccio unificato per tutti i materiali che costituiscono la struttura e dovrebbero perciò creare minor confusione e ridurre gli errori quando consideriamo il problema dell interazione terreno-struttura. 51

52 REQUISITI DI PROGETTO Gli stati limite dovranno essere verificati mediante: calcolo, misure prescrittive, modelli sperimentali, prove di carico, metodi osservazionali attraverso una combinazione dei vari metodi Non tutti gli stati limite devono essere controllati esplicitamente: quelli che chiaramente governano la progettazione devono essere attentamente considerati, per gli altri è sufficiente un esclusione ragionata. 52

53 Stati limite ultimi e di esercizio SLU: stato limite per cui si giunge alla rottura del terreno o della struttura. Vengono distinti i seguenti SL: GEO/STR/EQU/UPL/HYD SLE: stato limite a cui corrispondono inaccettabili livelli di deformazione, di vibrazione, di rumore, di flusso di acqua o di contaminante 53

54 Stati Limite Ultimi I seguenti SLU devono essere controllati su tutte le opere geotecniche: Perdita di stabilità globale (del terreno e/o della struttura associata): Rottura combinata di terreno e struttura; Rottura della struttura per movimenti del terreno eccessivi 54

55 Stati Limite di Esercizio I seguenti SLE devono essere controllati su tutte le opere geotecniche: Cedimenti eccessivi; Sollevamento eccessivo; Vibrazioni inammissibili. 55

56 56

57 Costituiti da 10 standards inerenti alla progettazione di opere edili e civili. Sono a loro volta divisi in 58 parti e sotto parti, accompagnati dai National Annexes elaborati dagli SM EC STRUTTURALI 57

58 EN 1990: basis of structural design EN 1991: actions on structures EN 1992: design of concrete structures EN 1993: design of steel structures EN 1994: design of composite steel and concrete strutctures EN 1995: design of timber structures EN 1996: design of masonry structures EN 1999: design of aluminium structures EN 1997: geotechnical design (2 parti) EN 1998: design of strctures for earthquake resistance (6 parti) 58

59 Evoluzione della normativa geotecnica italiana Periodo Condizioni statiche Condizioni sismiche < 2003 D.M. LL. PP Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce,. D.M. LL.PP : Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche 2003 D.M. LL. PP O.P.C.M. n.3274 ( ) 2005 Min. Infrastr. Trasporti T.U. Norme tecniche per le costruzioni O.P.C.M. n.3431 (3.5.05) 2008 EUROPA D.M Norme tecniche per le costruzioni EN : Geotechnical design D.M Norme tecniche per le costruzioni EN : Design provisions for earthquake resistance of structures 59

60 Norme tecniche di progetto: gli Eurocodici 1976: CE decide di redigere dei codes of practice per la costruzione delle strutture; 1987: predisposizione della prima bozza di EC7; 1990: coinvolto il CEN; CEN/TC250/SC7 prepara bozza di ENV (ratif. 2003); : pubblicazione di tutti gli Eurocodici EN (58). 60

61 Eurocodici Obiettivi e benefici attesi armonizzazione del mercato per i servizi di ingegneria e per i prodotti da costruzione con funzioni strutturali; leale competizione tra differenti tipi di materiali o tecnologie; garanzia di un livello di sicurezza delle costruzioni minimo e condiviso; 61

62 EC7 - Novità le categorie di opere geotecniche (e il relativo livello di sofisticazione di indagini e analisi geotecniche) i criteri per la scelta dei parametri di progetto secondo un approccio semiprobabilistico i fattori di sicurezza parziali le tipologie di stati limite i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite ultimi (es.: capacità portante delle fondazioni) i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite di servizio (es.: cedimenti delle fondazioni) 62

63 Eurocodici - NDP Parametri definiti a livello nazionale National Determined Parameters NDP. La divergenza dai valori raccomandati è permessa solo per: Particolari condizioni geografiche, geologiche o climatiche Livelli di sicurezza specifici 63

64 EUROCODICI ingegneria geotecnica EC 7 Progettazione Geotecnica UNI ENV :1997 UNI ENV :2002 UNI ENV :2002 EN :2004 EN :2004 Parte 1: Regole generali. Parte 2: Progettazione assistita da prove di laboratorio Parte 3: Progettazione assistita con prove in sito EC 7: Geotechnical design - Part 1: General rules EC 7: Geotechnical design - Part 2: Ground investigation and testing EC 8 Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture UNI ENV :1997 Parte 1-1: Regole generali - Azioni sismiche e requisiti generali per le strutture. UNI ENV :1997 Parte 1-2: Regole generali per gli edifici. UNI ENV :1998 EN :2003 EN :2003 Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici EC 8: Design provisions for earthquake resistance of structures Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings EC 8: Design provisions for earthquake resistance of structures Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects 64

65 EC 7 - Indice 1. Generalità 2. Principi base per la progettazione 3. Dati geotecnici 4. Costruzione, monitoraggio e manutenzione 5. Riempimenti di terreno, drenaggio, miglioramenti e rinforzi 6. Fondazioni dirette 7. Fondazioni su pali 8. Ancoraggi 9. Opere di sostegno 10. Instabilità di tipo idraulico 11. Stabilità generale 12. Rilevati 65

66 EC7 - Contenuti le categorie di opere geotecniche (e il relativo livello di sofisticazione di indagini e analisi geotecniche) i criteri per la scelta dei parametri di progetto secondo un approccio semiprobabilistico i fattori di sicurezza parziali le tipologie di stati limite i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite ultimi (es.: capacità portante delle fondazioni) i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite di servizio (es.: cedimenti delle fondazioni) 66

67 EC 7 Non è un manuale di progettazione. Illustra i principi generali di un progetto geotecnico e i diversi approcci alla progettazione. Illustra problematiche e verifiche da eseguire per le principali opere geotecniche. Alcuni metodi di calcolo sono riportati negli allegati informativi che però non hanno valore cogente. 67

68 EC 7 - ALLEGATI A (normativo) Valori raccomandati dei CP di sicurezza per i vari SL e dei coefficienti di correlazione per la interpretazione dei risultati delle prove in sito; B (informativo) Significato del metodo dei CP e degli approcci di progetto; C (i) Calcolo delle spinte delle terre sulle opere di sostegno verticali; 68

69 EC 7 - ALLEGATI D (i) Calcolo della portata limite delle fondazioni dirette; E (i) Calcolo della portata limite da prove pressiometriche; F (i) Valutazione dei cedimenti G (i) Portata limite di fondazioni dirette su roccia 69

70 EC 7 - ALLEGATI H (i) Valori limite di deformazioni strutturali e spostamenti in fondazione J (i) Controlli per la supervisione in fase di costruzione ed il monitoraggio del comportamento dell opera finita. 70

71 EC 7 PRINCIPI (lettera (P)) (1) affermazioni di carattere generale e definizioni inderogabili (2) requisiti e modelli analitici inderogabili, a meno di specifiche concessioni previste dalla norma ESEMPIO Design situations (1)P Both short-term and long-term design situations shall be considered La progettazione geotecnica deve essere condotta considerando la condizione sia a breve termine, sia a lungo termine 71

72 EC 7 Regole di applicazione Contrassegnate solo con nr. tra parentesi [es. : (1)] sono esempi di regole e procedure, generalmente accettate, che soddisfano i principi ed i relativi requisiti. 72

73 EC 7 Approccio semi-probabilistico Opera geotecnica: nell'arco della sua vita deve risultare sicura rispetto alla possibilità che si verifichino situazioni di stato limite ultimo (SLU) e di servizio (SLS). Non è possibile progettare a rischio zero ma solo in modo che il rischio di fallimento sia inferiore ad un determinato valore. 73

74 EC 7 Approccio semi-probabilistico Prefissare una probabilità di fallimento equivale ad individuare per ogni SL, i CP da assegnare alle grandezze che influenzano quel particolare SL. Il significato dei CP, come grandezze statistiche, è quello di quantificare il peso γ i con cui ogni singolo parametro contribuisce a fare in modo che la probabilità di fallimento dell opera non superi il prefissato valore di progetto. 74

75 EC 7 Approccio semi-probabilistico I coefficienti di sicurezza dell EC7 (relativi a azioni e parametri del terreno) corrispondono, in linea di massima, alle seguenti probabilità di fallimento: P f 10-3 P f 10-4 opere in terra e opere di sostegno opere di fondazione. 75

76 EC 7 - DEFINIZIONI Azione geotecnica Azione (forza o deformazione imposta) applicata alla struttura da terreno, acqua libera e sotterranea quando le azioni derivano da un unica origine devono essere fattorizzate allo stesso modo sia che il loro effetto sia favorevole o sfavorevole (analisi di stabilità o progetto di opere di sostegno: il peso del terreno può dare origine ad azioni favorevoli e sfavorevoli. 76

77 EC 7 - DEFINIZIONI Esperienza comparabile EC7 consente di considerare informazioni già a disposizione, relative al sottosuolo, se: sono sufficientemente documentate, viene coinvolto lo stesso tipo di terreno o di roccia, per questo ci si aspetta un comportamento meccanico simile da un punto di vista geotecnico sono coinvolte strutture analoghe. 77

78 EC 7 - DEFINIZIONI Terreno (ground) Terra, roccia, riporto nella posizione precedente l esecuzione dei lavori di costruzione Valore derivato (derived value) Parametro geotecnico ottenuto attraverso teorie e correlazioni (anche empiriche) dai risultati di prove sperimentali 78

79 EC 7 - DEFINIZIONI Resistenza (Resistance) Capacità di sopportare le azioni senza giungere a rottura. (es.: il termine viene usato in EC7 anche per esprimere la capacità portante, la resistenza allo scorrimento, ecc.) Dato geometrico (a) quota e pendenza di una superficie, livelli dell acqua, livelli delle superfici di separazione tra litotipi differenti, quote di scavo, dimensioni delle strutture geotecniche. 79

80 EC 7 Categoria Geotecnica n.1 Opere civili relativamente semplici e di modeste dimensioni che vengono progettate sulla base della esperienza e di indagini geotecniche di tipo qualitativo, essendo il rischio per la vita umana trascurabile. si impiegano metodi ordinari per il progetto e la costruzione della struttura; non devono essere previsti scavi sotto il livello di falda (eccetto nel caso l esperienza locale indichi che lo scavo sia eseguibile senza difficoltà). 80

81 ENV 7 Categoria Geotecnica n.1 Esempi di opera di catg.1 (versione ENV): edifici semplici ad 1 o 2 piani, caratterizzati da un carico per pilastro 250 kn e di 100 kn/m di parete, i muri di sostegno di altezza 2 m scavi modesti (non armati) 2 m destinati ad opere di drenaggio o per la posa in opera di tubazioni interrate. 81

82 EC 7 Categoria Geotecnica n.2 opere civili ordinarie: (opere di sostegno, pile e spalle di ponti, costruzioni di terra, tiranti ed ancoraggi, gallerie in roccia di elevata resistenza non fratturata) fondazioni tradizionali: (superficiali, a platea, su pali), senza che sussistano rischi notevoli dovuti a situazioni geotecniche particolari o a carichi applicati elevati; 82

83 EC 7 Categoria Geotecnica n.3 Le opere civili, o parte di esse, non contemplate dalle due categorie precedenti. Opere non usuali o, comunque, di notevoli dimensioni, oppure di strutture che debbano sorgere su terreni di caratteristiche particolarmente difficili o in zone altamente sismiche (dighe, scavi a molti livelli, edifici con carichi eccezionali, grandi ponti, gallerie, ecc.). 83

84 EC 7 Principi base EC7 considera in particolare le opere di Catg. n.2. i valori caratteristici pedice k i valori di progetto pedice d 84

85 EC 7 Valore caratteristico Considerando la variabilità di una grandezza, il valore caratteristico è quello che, nell'arco di vita dell'opera, corrisponde ad una prefissata (generalmente piccola) probabilità per la grandezza di presentarsi con un valore più sfavorevole. 85

86 EC 7 Valore caratteristico progetto strutturale i parametri caratteristici dei materiali vengono determinati conducendo un analisi probabilistica sui risultati di numerose prove ben definite e codificate progetto geotecnico considerazioni esclusivamente di tipo statistico non sono sufficienti per la determinazione dei valori caratteristici dei parametri geotecnici. Il numero di prove geotecniche a disposizione è generalmente ridotto 86

87 EC 7 Valore caratteristico Il valore caratteristico ( (2)P) è definito: A cautious estimate of the value affecting the occurrence of the limit state, i valori caratteristici delle proprietà fisiche e meccaniche dei terreni coincidono con quelli che usualmente utilizziamo nella progettazione tradizionale 87

88 EC 7 Valore caratteristico Il valore caratteristico va scelto anche in base al particolare SL da analizzare, tenendo conto del volume di terreno coinvolto e del modo in cui il terreno viene sollecitato per uno specifico SL. A parità di terreno possiamo quindi avere differenti valori caratteristici del parametro geotecnico (es.: φ' al variare del meccanismo di collasso considerato) 88

89 EC 7 Valore caratteristico Si definiscono i valori caratteristici - delle azioni (F), - dei parametri geotecnici (X) - dei parametri geometrici (a) ed i corrispondenti valori di progetto ottenuti applicando un CP al valore caratteristico 89

90 EC 7 Valore caratteristico 1. AZIONI (normativa) 2. RESISTENZE STRUTTURALI (statistica) 3. PROPRIETA GEOTECNICHE TERRENI (???) (3) i valori caratteristici delle proprietà fisiche e meccaniche coincidono con quelli che usualmente utilizziamo nella progettazione tradizionale Abbiamo fin qui utilizzato inconsapevolmente i valori caratteristici dei parametri geotecnici!!! 90

91 EC 7 Valore caratteristico e di progetto Valori caratteristici e valori di progetto entrano in gioco nel calcolo: - delle resistenze R - degli effetti delle azioni E R = R(F, X, a) E = E(F, X, a) 91

92 EC 7 AZIONI si considera il valore rappresentativo per tenere conto della possibilità che queste siano di tipo: - permanente (pedice G) - variabile o accidentale (pedice Q) Il valore rappresentativo di un'azione è solo un particolare valore caratteristico che tiene conto del modo in cui le azioni si manifestano. 92

93 Definizioni grandezze EN Basis of Design Valore rappresentativo Fattore di combinazione Simbologia F rep = ψ F k ψ 1 Note Si ottiene combinando fra loro le azioni caratteristiche F k permanenti, variabili e accidentali Valore di progetto F d = γ F F rep γ F coefficiente di sicurezza parziale Geotecnici Valore caratteristico Valore di progetto X k X d Stima cautelativa di un parametro geotecnico Si ricava alternativamente: 1) X d = X k /γ M 2) Scelta diretta Geometrici Valore nominale a nom Dato geometrico Valore di progetto a d = a nom +/- a a tolleranza ammessa da EC7 93

94 EC 7 Verifiche agli SLU EQU: Perdita di equilibrio generale della struttura o del terreno, considerata come un corpo rigido, nel quale le resistenze delle componenti strutturali e del terreno sono irrilevanti nel fornire resistenza STR: Rottura interna o deformazione eccessiva della struttura o di elementi strutturali, compresi fondazioni, pali, dove la resistenza delle componenti strutturali risulta significativa nel fornire resistenza. GEO: Rottura o eccessiva deformazione del terreno dove la resistenza del terreno o roccia è significativa nel fornire resistenza. UPL: Perdita di equilibrio della struttura o del terreno a causa del sollevamento per sottopressioni idrauliche o galleggiamento. HYD: Collasso del terreno causato da sifonamento o erosione interna (gradienti idraulici eccessivi) 94

95 EN Basis of structural design SLU 95

96 EC 7 EQU Gli effetti delle azioni di progetto instabilizzanti E dstb,d (es.: momento ribaltante) e quelli delle azioni stabilizzanti E stb,d (es.: momento stabilizzante) devono soddisfare la relazione: E dstb,d E stb,d 96

97 EC 7 EQU E dstb,d = E (γ F F rep, X k /γ M, a d ) dstb E stb,d = E (γ F F rep, X k /γ M, a d ) stb γ F CP di sicurezza riferiti alle azioni permanenti (G) e variabili (Q) AZIONE SIMBOLO VALORE Permanente Non favorevole 1 γ G;dst 1,10 Favorevole 2 γ G;stb 0,90 Variabile Non favorevole 1 γ Q;dst 1,50 Favorevole 2 γ Q;stb 0 1 destabilizzante stabilizzante 97

98 Tabella 6.2.I Coefficienti parziali per le azioni Norme Tecniche per le costruzioni CARICHI Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γ (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati, tamponature, tramezzi, intonaci, isolanti, controsoffitti ecc.) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. SOLLEVAMENTO (EQU) Favorevole 0,9 γ G1 Sfavorevole 1,1 Favorevole 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 Favorevole 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 98

99 EC 7 EQU E dstb,d = E (γ F F rep, X k /γ M, a d ) dstb E stb,d = E (γ F F rep, X k /γ M, a d ) stb γ M CP riferiti ai parametri geotecnici. PARAMETRI TERRENO SIMBOLO VALORE Angolo resistenza taglio 1 γ φ 1,25 Coesione efficace γ c 1,25 Resistenza non drenata γ cu 1,40 Resistenza non confinata γ qu 1,40 Peso di volume γ γ 1,00 1 fattore applicato a tan φ 99

100 Norme Tecniche per le costruzioni Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) tan φ k γ φ 1,0 1,25 c k γ c 1,0 1,25 c uk γ cu 1,0 1,4 γ γ γ 1,0 1,0 Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale q u deve essere applicato un CP γ qu =1,6. Per ammassi rocciosi e terreni a struttura complessa, nella valutazione della resistenza caratteristica, bisogna considerare natura e caratteristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali. 100

101 EC 7 Verifiche agli SLU EQU: Perdita di equilibrio generale della struttura o del terreno, considerata come un corpo rigido, nel quale le resistenze delle componenti strutturali e del terreno sono irrilevanti nel fornire resistenza UPL: Perdita di equilibrio della struttura o del terreno a causa del sollevamento per sottopressioni idrauliche o galleggiamento. HYD: Collasso del terreno causato da sifonamento o erosione interna (gradienti idraulici eccessivi) STR: Rottura interna o deformazione eccessiva della struttura o di elementi strutturali, compresi fondazioni, pali, dove la resistenza delle componenti strutturali risulta significativa nel fornire resistenza. GEO: Rottura o eccessiva deformazione del terreno dove la resistenza del terreno o roccia è significativa nel fornire resistenza. 101

102 UPL rottura per sollevamento di struttura interrata per l azione della sottospinta idraulica (1) 1 piano di falda 2 superficie impermeabilizzata 102

103 UPL rottura per sollevamento di rilevato arginale alleggerito durante una piena (2) 1 piano dell acqua 2 - superficie impermeabilizzata 3 materiale di alleggerimento 103

104 ULP rottura per sollevamento del fondo scavo (3) 4 superficie originaria del terreno 5 sabbia 6 argilla 7 - ghiaia 104

105 UPL rottura di platea eseguita sotto falda (4) 1 - piano di falda; 2 - superficie impermeabilizzata; 5 - sabbia 6 - sabbia; 8 - sabbia iniettata 105

106 UPL - rottura per sollevamento di struttura ancorata (5) 1 - piano campagna (falda); 5 - sabbia; 9 - ancoraggio 106

107 UPL - Sollevamento della costruzione o del terreno per sottopressioni idrauliche Il valore di progetto V dst,d della combinazione delle azioni verticali destabilizzanti permanenti e variabili deve soddisfare la seguente condizione: V dst,d G stb,d V dst,d = G dst,d + Q dst,d G stb,d G dst;d, Q dst;d, G stb,d = azioni verticali - valori di progetto G dst;d permanenti destabilizzanti, Q dst;d variabili destabilizzanti, G stb,d permanenti stabilizzanti per la verifica al sollevamento. 107

108 UPL V dst,d = G dst,d + Q dst,d G stb,d AZIONE SIMBOLO VALORE Permanente Non favorevole 1 γ G;dst 1,0 Favorevole 2 γ G;stb 0,9 Variabile Non favorevole 1 γ Q;dst 1,5 1 destabilizzante stabilizzante NT08 1,1 FS 7 1,0 EC = = 0,9 1,1 FS NT 2008 = = 0,9 1,11 1,22 PARAMETRI TERRENO SIMBOLO VALORE Angolo resistenza taglio 1 γ φ 1,25 Coesione efficace γ c 1,25 Resistenza non drenata γ cu 1,40 Resistenza a trazione del palo γ s;t 1,40 Ancoraggio γ R 1,40 1 fattore applicato a tan φ 108

109 Norme Tecniche per le costruzioni Tabella 6.2.III Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di SL di sollevamento CARICHI Permanenti (strutturali) Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γ SOLLEVAMENTO (EQU) Favorevole 0,9 γ G1 Sfavorevole 1,1 Favorevole 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 Favorevole 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. 109

110 UPL -1 m Livello iniziale ed esterno dell acqua Argilla γ sat = 20 kn/m 3-4 m Fondo scavo e livello interno dell acqua Argilla γ sat = 20 kn/m 3-10 m Sabbia G dst,d G stb,d 10 kn/m 3 * (10-1) m * 1,1 20 kn/m 3 * (10-4) m *0, OK! 110

111 EC 7 Verifiche agli SLU EQU: Perdita di equilibrio generale della struttura o del terreno, considerata come un corpo rigido, nel quale le resistenze delle componenti strutturali e del terreno sono irrilevanti nel fornire resistenza UPL: Perdita di equilibrio della struttura o del terreno a causa del sollevamento per sottopressioni idrauliche o galleggiamento. HYD: Collasso del terreno causato da sifonamento o erosione interna (gradienti idraulici eccessivi) STR: Rottura interna o deformazione eccessiva della struttura o di elementi strutturali, compresi fondazioni, pali, dove la resistenza delle componenti strutturali risulta significativa nel fornire resistenza. GEO: Rottura o eccessiva deformazione del terreno dove la resistenza del terreno o roccia è significativa nel fornire resistenza. 111

112 HYD rottura per sifonamento (1) heaving = sollevamento piping = sifonamento 1 - quota di scavo (sx); quota dell acqua (dx) 2 - acqua 3 - sabbia 112

113 HYD rottura per sifonamento (2) 1 - falda freatica 2 - livello piezometrico nel sottosuolo permeabile 3 - terreno di bassa permeabilità 4 - sottosuolo permeabile 5 - pozzo punto di innesco del sifonamento 6 - fascia di possibile sifonamento 113