INDICE 1. Premesse e schema di calcolo della struttura pag. 2 2. Regime normativo pag. 5 3. Vita nominale, classi d uso e periodo di riferimento pag. 6 4. Determinazione dell azione sismica secondo pag. 8 il punto 3.2 del D.M. 14/01/2008 4.1 Categoria di suolo di fondazione pag. 10 4.2 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali pag. 11 4.3 Amplificazione stratigrafica pag. 12 4.4 Amplificazione topografica pag. 13 4.5 Spettri di progetto per gli stati limite di esercizio pag. 14 4.6 Spettri di progetto per gli stati limite ultimi pag. 14 4.7 Combinazione dell azione sismica con le altre azioni pag. 15 5. Materiali, modello, ipotesi di calcolo e di carico della struttura pag. 16 6. Verifiche degli elementi in acciaio pag. 17 7. Verifica unioni pag. 24 7.1 Unione correnti superiori ed inferiori pag. 24 7.2 Unione correnti aste di parete diagonali pag. 25 7.3 Unione aste nel piano orizzontale pag. 25 8. Verifica delle passerelle esistenti pag. 26
1. Premesse e schema di calcolo della struttura La presente relazione è redatta secondo le prescrizioni e le indicazioni delle nuove norme tecniche D.M. 14/01/2008, in particolare nel rispetto delle prescrizioni del cap.10 del D.M. 14/01/2008 e descrive i calcoli e le verifiche necessari per il corretto dimensionamento dei corpi denominati D in figura 1, previsti nei Lavori di realizzazione di un sistema di accosto ed ormeggio per l attracco di navi Ro-Rox Pax al molo di sottoflutto del porto commerciale di Salerno. Fig. 1 Planimetria di progetto 2
Si tratta di passerelle di collegamento tra le briccole di nuova realizzazione denominati corpi C in figura 1 e la banchina esistente. E previsto la realizzazione di 5 passerelle. Queste presentano uguali dimensioni, e stesse condizioni di utilizzo, di conseguenza il calcolo e le verifiche saranno affrontate la passerella tipo. Planimetricamente presenta una lunghezza di 28340 mm ed un larghezza di 1500 mm Fig. 2 Modellazione passerella In figura 2 è stata riportata una schematizzazione della passerella tipo. I correnti superiori ed inferiori sono realizzati con profili L120x13. Le diagonali di irrigidimento dell impalcato, in blu in figura 2, sono realizzati con profili L50x5, mentre sia diagonali delle 2 travi reticolari laterali che gli altri elementi di irrigidimento colorati in rosso in figura 2 sono realizzati con profili L70x7. Il piano di calpestio della passerella è realizzato con un grigliato elettrofuso tipo Orsogrill serie Potissimum. I nodi che schematizzano l appoggio sulla testata della briccola sono tali da impedire tutti i 6 gradi di libertà tranne la rotazione attorno l asse orizzontale 3
perpendicolare all asse longitudinale della passerella. Mentre i nodi che schematizzano l appogio sulla banchina sono tali da permettere la traslazione lungo l asse longitudinale della passerella, la rotazione attorno l asse orizzontale perpendicolare all asse longitudinale della passerella e impedire i restanti 4 gradi di libertà. Per ogni approfondimento relativo alla geometria di tali passerelle si rimanda agli elaborati grafici di progetto. Ai fini della caratterizzazione meccanica del terreno di fondazione si fa riferimento alla relazione geologica redatta da Geonet Italia che costituisce parte integrante della documentazione di progetto. La relazione geotecnica del progetto è stata redatta in modo da soddisfare le prescrizioni del capitolo 6 del D.M. 14/01/08 e del punto 3.1 della OPCM n 3274. I calcoli sono stati eseguiti utilizzando il programma Nolian della Softing di Roma, mentre le verifiche sono state effettuate con il programma EasySteel prodotto dalla stessa softwarehouse per cui si dispone di Licenza d uso N 25653 intestata alla De Cola Associati. 4
2. Regime normativo Nella redazione della presente relazione sono state tenute in conto le normative vigenti ed in particolare: D.M. 14/01/2008 Norme tecniche per le costruzioni ; OPCM 3431 del 03/05/2005; Legge n. 1086 del 5/11/1971 "norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato e precompresso ed a struttura metallica"; Legge n. 64 del 2/2/1974 "provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche". 5
3. Vita nominale, classi d uso e periodo di riferimento 3.1 Vita nominale 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 è quella riportata nella Tab. 2.4.I. 3.2 Classi d uso 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 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. Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d uso 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. 5 novembre 2001, 6
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. 3.3 Periodo di riferimento per l azione sismica 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 Il valore del coefficiente d uso C U è definito, al variare della classe d uso, come mostrato in Tab.2.4.II. Se V R 35 anni si pone comunque V R = 35 anni. Nel caso in esame si ricava: V N = 50 anni, Classe d uso = II, quindi il periodo di riferimento risulta: V R = 50*1,0 = 50 anni. 7
4. Determinazione dell azione sismica secondo il punto 3.2 del D.M. 14/01/2008 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. Il D.M. 14/01/2008 definisce le forme spettrali, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale: a g accelerazione orizzontale massima al sito; F o valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale. T * C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR, cui riferirsi per individuare l azione sismica agente in ciascuno degli stati limite considerati, sono riportate nella successiva Tab. 3.2.I. del punto 3.2.1 del D.M.14/01/2008 8
I valori di a g, F o, T * C sono funzione del sito e dello stato limite considerato Nel caso in esame, ovvero Salerno si ha: Lat. 39,37; Long. 16,40; Il periodo di ritorno associato allo stato limite di salvaguardia della vita (SLV) risulta essere T R = 475 anni, di conseguenza: a g = 0,276 g F o = 2,438 T * C = 0,373 In figura 5 si riporta una rappresentazione degli spettri di risposta elastici in funzione dello stato limite considerato. 9
Fig. 7 Spettri di risposta elastici 4.1 Categoria di suolo di fondazione Ai fini della definizione dell azione sismica di progetto è necessario definire la categoria del profilo stratigrafico del suolo di fondazione. Per i terreni di sedime interessati dal progetto, come riportato nello studio geologico tecnico redatto dalla Geonet Italia si hanno terreni di sedime appartenenti alla categoria geosismica C. 10
Di seguito si riporta la tabella 3.2.II del D.M.14/01/08 dove vengono definite le categorie di sottosuolo. 4.2 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali Quale che sia la probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR considerata, lo spettro di risposta elastico della componente orizzontale è definito dalle espressioni seguenti: nelle quali T ed S e sono, rispettivamente, periodo di vibrazione ed accelerazione spettrale orizzontale. Inoltre: 11
S è il coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche mediante la relazione seguente S = S S S T, essendo S S il coefficiente di amplificazione stratigrafica (vedi Tab. 3.2.V) e S T il coefficiente di amplificazione topografica (vedi Tab. 3.2.VI); h è il fattore che altera lo spettro elastico per coefficienti di smorzamento viscosi convenzionali x diversi dal 5%, mediante la relazione seguente: h = ((10/(5 + x))^0,5) 0,55 dove x (espresso in percentuale) è valutato sulla base di materiali, tipologia strutturale e terreno di fondazione; F o è il fattore che quantifica l amplificazione spettrale massima, su sito di riferimento rigido orizzontale, ed ha valore minimo pari a 2,2; T C è il periodo corrispondente all inizio del tratto a velocità costante dello spettro, dato da T C = C C T * C, dove T * C è funzione del sito in esame, mentre C C un coefficiente funzione della categoria di sottosuolo (vedi Tab. 3.2.V); T B è il periodo corrispondente all inizio del tratto dello spettro ad accelerazione costante, T B = T C /3 T D è il periodo corrispondente all inizio del tratto a spostamento costante dello spettro, espresso in secondi mediante la relazione: T D = 4,0 (a g /g)+1,6. 4.3 Amplificazione stratigrafica Per sottosuolo di categoria A i coefficienti S S e C C valgono 1. Per le categorie di sottosuolo B, C, D ed E i coefficienti S S e C C possono essere * calcolati, in funzione dei valori di F O e T C relativi al sottosuolo di categoria A, mediante le espressioni fornite nella Tab. 3.2.V, nelle quali g è l accelerazione di gravità ed il tempo è espresso in secondi. 12
4.4 Amplificazione topografica Per tener conto delle condizioni topografiche e in assenza di specifiche analisi di risposta sismica locale, si utilizzano i valori del coefficiente topografico S T riportati nella Tab. 3.2.VI, in funzione delle categorie topografiche definite al punto 4.2 e dell ubicazione dell opera o dell intervento. 13
4.5 Spettri di progetto per gli stati limite di esercizio Per gli stati limite di esercizio lo spettro di progetto Sd(T) da utilizzare, sia per le componenti orizzontali che per la componente verticale, è lo spettro elastico corrispondente, riferito alla probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR considerata. 4.6 Spettri di progetto per gli stati limite ultimi Qualora le verifiche agli stati limite ultimi non vengano effettuate tramite l uso di opportuni accelerogrammi ed analisi dinamiche al passo, ai fini del progetto o della verifica delle strutture le capacità dissipative delle strutture possono essere messe in conto attraverso una riduzione delle forze elastiche, che tiene conto in modo semplificato della capacità dissipativa anelastica della struttura, della sua sovraresistenza, dell incremento del suo periodo proprio a seguito delle plasticizzazioni. In tal caso, lo spettro di progetto Sd(T) da utilizzare, sia per le componenti orizzontali, sia per la componente verticale, è lo spettro elastico corrispondente riferito alla probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR considerata, con le ordinate ridotte sostituendo nelle formule riportate al punto 4.3 η con 1/q, dove q. Il coefficiente q, cui si fa riferimento nelle espressioni dello spettro di progetto, è chiamato coefficiente di struttura e tiene conto delle capacità dissipative della struttura. Nel caso in esame si assumerà, q = 4.80, questo valore è stato determinato automaticamente dal programma di calcolo e soddisfa le indicazioni di normativa. Per una migliore comprensione dell entità dell azione sismica utilizzata in fase di analisi, per il caso in esame, si riporta in figura 6, una rappresentazione grafica dello spettro di progetto per lo stato limite di salvaguardia della vita (SLV). 14
Fig. 8 Spettro di progetto per lo stato limite SLV. 4.7 Combinazione dell azione sismica con le altre azioni Nel caso delle costruzioni civili e industriali le verifiche agli stati limite ultimi o di esercizio devono essere effettuate per la combinazione dell azione sismica con le altre azioni secondo la seguente formula: G + P + E +Σ j ψ 2j Q kj Gli effetti dell'azione sismica saranno valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi gravitazionali: G + Σ j ψ 2j Q kj ψ 2j è definito coefficiente di combinazione. Di seguito si riportano in tabella i valori previsti per il coefficiente ψ 2j 15
5. Materiali, modello, ipotesi di calcolo e di carico della struttura. Materiali utilizzati Gli elementi strutturali delle briccole sono realizzate con profili in acciaio S235 caratterizzato da una tensione di snervamento pari a 2350 kg/cmq. Il piano di calpestio sarà realizzato con un grigliato elettrofuso tipo Orsogrill serie Potissimum maglia 15x76 con longherine portanti 30x2 Modello di calcolo I correnti inferiori e superiori sono modellati con elementi di tipo trave, mentre gli elementi di irrigidimento sia dell impalcato sia delle travi reticolari laterali sono modellati con elementi di tipo asta. Carichi Peso grigliato elettroforgiato 36,7 [kg/mq] Carico variabile 200,0 [kg/mq] Il programma di calcolo assegna in automatico il peso proprio degli elementi, in particolare per gli elementi in acciaio S235 viene considerato un peso specifico di 7850 kg/mc. Il peso proprio è un carico di tipo permanente. Ipotesi di calcolo e combinazione dei carichi agli SLU La struttura è stata calcolata secondo la teoria degli elementi finiti e le verifiche effettuate agli stati limite ultimi e di esercizio, secondo le prescrizioni di normativa. 16
6. Verifiche degli elementi in acciaio. In questo capitolo verranno riportate le verifiche degli elementi strutturali in acciaio quali correnti superiori ed inferiori ed elementi di irrigidimento. Fig. 9 Coefficiente di sfruttamento delle sezioni. In figura 9 è rappresentato il coefficiente di sfruttamento delle sezioni strutturali della passerella. Più il valore di tale coefficiente si avvicina ad 1 (colore rosso) più la sezione risulta impegnata dal punto di vista tensionale. 17
Di seguito si riportano le caratteristiche dei materiali e le combinazioni di carico utilizzati in fase di verifica. Caratteristiche dei materiali Metodo degli stati limite Resistenza acciaio kg/cm2 2350.00 Coefficiente sicurezza parziale bulloni 1.25 Coefficiente sicurezza parziale 1.10 Coefficiente sicurezza parziale per instab. 1.10 Combinazioni di progetto dei carichi 1 1.00 * (1) Carico Permanente + 1.00 * (1) Peso Proprio + -1.00 * (1) Dinamica 1 2 1.00 * (1) Carico Permanente + 1.00 * (1) Peso Proprio + 1.00 * (1) Dinamica 1 3 1.00 * (1) Carico Permanente + 1.00 * (1) Peso Proprio + -1.00 * (1) Dinamica 2 4 1.00 * (1) Carico Permanente + 1.00 * (1) Peso Proprio + 1.00 * (1) Dinamica 2 5 1.50 * (1) Carico Variabile + 1.30 * (1) Carico Permanente + 1.30 * (1) Peso Proprio 6 1.30 * (1) Carico Permanente + 1.30 * (1) Peso Proprio Verifica 1. Verifica dell'elemento 163 di indice 163. L'elemento e' costituito da un profilo L120x13. E' una trave con asse a quota -113.94 ed estremo sinistro in [1084.03; 150.00] Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per presso-flessione, instabilita' presso-flessionale, taglio. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 218.00 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 218.00cm, 218.00 cm, 218.00 cm. La snellezza dell'elemento e': 59.8531. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.50*Carico Variabile+1.30*Carico Permanente+1.30*Peso Proprio Gli sforzi per la combinazione di carico [5] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento 5365.4kgxcm nel piano locale verticale, -2163.7kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio -322.3kg nel piano locale verticale, 113.7kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28216.7kg. Torsione 23.2kgxcm. Estremo destro: 18
Momento 4595.7kgxcm nel piano locale verticale, 12632.7kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio 315.2kg nel piano locale verticale, 113.7kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28149.7kg. Torsione 23.2kgxcm. La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350kg/cm2. I coefficienti disicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.5850 (combinazione [5]) Instabilità presso-flessionale 0.5850 (combinazione [5]) Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0211 (combinazione [5]) Resistenza a taglio Z 0.0211 (combinazione [5]) Instabilità a taglio 0.0001 (combinazione [5]) Verifica 2. Verifica dell'elemento 154 di indice 154. L'elemento e' costituito da un profilo L120x13. E' una trave con asse a quota -159.51 ed estremo sinistro in [1517.64; 0.00] Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per presso-flessione, instabilita' presso-flessionale, taglio. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 218.00 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 218.00cm, 218.00 cm, 218.00 cm. La snellezza dell'elemento e': 59.8531. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.50*Carico Variabile+1.30*Carico Permanente+1.30*Peso Proprio Gli sforzi per la combinazione di carico [5] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento 4591.9kgxcm nel piano locale verticale, -12575.0kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio -315.0kg nel piano locale verticale, 112.925 kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28042.3kg. Torsione 23.060 kgxcm. Estremo destro: Momento 5407.7kgxcm nel piano locale verticale, 12042.6kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio 322.5kg nel piano locale verticale, 112.9kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -27975.3kg. Torsione 23.0kgxcm. 19
La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350kg/cm2. I coefficienti di sicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.5807 (combinazione [5]) Instabilità presso-flessionale 0.5807 (combinazione [5]) Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0210 (combinazione [5]) Resistenza a taglio Z 0.0210 (combinazione [5]) Instabilità a taglio 0.0001 (combinazione [5]) Verifica 3. Verifica dell'elemento 177 di indice 177. L'elemento e' costituito da un profilo L50x5. E' una trave con asse a quota -22.79 ed estremo sinistro in [216.81; 0.00] Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per instabilita' presso-flessionale. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 264.62 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 264.62cm, 264.62 cm, 264.62 cm. La snellezza dell'elemento e': 174.8025. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.00*Carico Permanente+1.00*Peso Proprio+ -1.00*Dinamica 2 Gli sforzi per la combinazione di carico [3] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Taglio nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Forza assiale 1932.1kg. Torsione nullo. Estremo destro: Momento nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Taglio nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Forza assiale 1932.1kg. Torsione nullo. Gli sforzi per la combinazione di carico [4] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Taglio nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Forza assiale -2034.9kg. Torsione nullo. 20
La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350kg/cm2. I coefficienti di sicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.1873 (combinazione [4]) Instabilità presso-flessionale 0.7962 (combinazione [3]) Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Z 0.0000 (combinazione [0]) Instabilità a taglio 0.1717 (combinazione [3]) Verifica 4. Verifica dell'elemento 181 di indice 181. L'elemento e' costituito da un profilo L50x5. E' una trave con asse a quota 0.00 ed estremo sinistro in [0.00; 150.00]. Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per instabilita' presso-flessionale. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 264.62 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 264.62cm, 264.62 cm, 264.62 cm. La snellezza dell'elemento e': 174.8025. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.00*Carico Permanente+1.00*Peso Proprio+1.00*Dinamica 2 Gli sforzi per la combinazione di carico [4] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Taglio nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Forza assiale 1902.7kg. Torsione nullo. Estremo destro: Momento nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Taglio nullo nel piano locale verticale, nullo nel piano locale orizzontale. Forza assiale 1902.7kg. Torsione nullo. La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350.00 kg/cm2. I coefficienti di sicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.1807 (combinazione [3]) Instabilità presso-flessionale 0.7842 (combinazione [4]) 21
Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Z 0.0000 (combinazione [0]) Instabilità a taglio 0.1691 (combinazione [4]) Verifica 5. Verifica dell'elemento 159 di indice 159. L'elemento e' costituito da un profilo L120x13. E' una trave con asse a quota -136.72 ed estremo sinistro in [1300.83; 0.00] Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per presso-flessione, instabilita' presso-flessionale, taglio. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 218.00 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 218.00cm, 218.00 cm, 218.00 cm. La snellezza dell'elemento e': 59.8531. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.50*Carico Variabile+1.30*Carico Permanente+1.30*Peso Proprio Gli sforzi per la combinazione di carico [5] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento 4850.2kgxcm nel piano locale verticale, 12686.1kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio -318.9kg nel piano locale verticale, -116.2kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28808.1kg. Torsione -23.3kgxcm. Estremo destro: Momento 4822.6kgxcm nel piano locale verticale, -12661.645 kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio 318.7kg nel piano locale verticale, - 116.2kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28741.1kg. Torsione -23.3kgxcm. La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350.00 kg/cm2. I coefficienti di sicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.5939 (combinazione [5]) Instabilità presso-flessionale 0.5939 (combinazione [5]) Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0210 (combinazione [5]) Resistenza a taglio Z 0.0210 (combinazione [5]) Instabilità a taglio 0.0001 (combinazione [5]) 22
Verifica 6. Verifica dell'elemento 160 di indice 160. L'elemento e' costituito da un profilo L120x13. E' una trave con asse a quota -136.72 ed estremo sinistro in [1300.83; 150.00] Questo elemento e' particolarmente indicativo in quanto e' tra gli elementi maggiormente sollecitati per presso-flessione, instabilita' presso-flessionale, taglio. La lunghezza geometrica dell'elemento e' 218.00 cm. Le lunghezze di libera torsione ed inflessione nei piani locali xz e xy sono rispettivamente: 218.00cm, 218.00 cm, 218.00 cm. La snellezza dell'elemento e': 59.8531. Le combinazioni delle condizioni di carico per le verifiche sono come segue: 1.50*Carico Variabile+1.30*Carico Permanente+1.30*Peso Proprio Gli sforzi per la combinazione di carico [5] sono i seguenti: Estremo sinistro: Momento 4797.7kgxcm nel piano locale verticale, 12669.4kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio -318.4kg nel piano locale verticale, - 116.1kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28824.0kg. Torsione -23.3kgxcm. Estremo destro: Momento 4871.5kgxcm nel piano locale verticale, -12641.9kgxcm nel piano locale orizzontale. Taglio 319.1kg nel piano locale verticale, - 116.1kg nel piano locale orizzontale. Forza assiale -28757.0kg. Torsione -23.3kgxcm. La resistenza di calcolo dell'acciaio e' 2350kg/cm2. I coefficienti di sicurezza parziale sono 1.10 e 1.10 per l'instabilita'. Le verifiche sono state eseguite secondo quanto indicato da CNR 10011-85, metodo degli stati limite. Seguono i valori dei criteri delle verifiche. Resistenza assiale-flessionale 0.5935 (combinazione [5]) Instabilità presso-flessionale 0.5935 (combinazione [5]) Instabilità flesso-torsionale 0.0000 (combinazione [0]) Resistenza a taglio Y 0.0210 (combinazione [5]) Resistenza a taglio Z 0.0210 (combinazione [5]) Instabilità a taglio 0.0001 (combinazione [5]) 23
7. Verifica unioni Il dimensionamento delle unioni bullonate è stato effettuato affidando la resistenza delle stesse all attrito tra le superfici a contatto. Si è determinata, per ciascuna tipologia, la forza V f,0 trasmissibile per attrito da ciascun bullone per ogni piano di contatto tra gli elementi da collegare: V f,0 = Ns/ f dove f è il coefficiente di riduzione nei confronti dello slittamento pari 1.25; è coefficiente di attrito pari a 0.3 per superfici non particolarmente trattate e comunque per giunzioni effettuate in opera; Ns forza di trazione del gambo delle viti (prospetto 4-IV CNR-UNI 10011) conseguente il serraggio. 7.1 Unione correnti superiori ed inferiori La sollecitazione di trazione sui correnti superiori ed inferiori costituiti da profili L150x14 assume il valore massimo: N= 30000 kg essendo 4 le superfici a contato N/4= 7500 kg (sforzo per per ogni superficie a contatto) Poichè per bulloni D=16mm foro 17mm classe vite 8.8 e dado 6S: Ts=225N*m (coppia di serraggio) Ns=70KN = 7000 kg (forza normale gambo) si può ricavare la forza V f,0 trasmissibile per attrito: Vf,0= 0.3*7000/1.25= 1680 kg per cui il numero di bulloni necessario perchè sia verificata la giunzione è: nb=(n/4)/vf,0= 4.45 ovvero 6 bulloni 24
7.2 Unione correnti aste di parete diagonali Per le otto diagonali di parete (L70x7), appartenenti alle maglie estreme delle passerelle, la sollecitazione di trazione assume il valore massimo: N= 6200 kg essendo 2 le superfici a contato N/2= 3100 kg Poichè per bulloni D=16mm foro 17mm classe vite 10.9 e dado 8G: Ts=281N*m Ns=88KN = 8800 kg Vf,0= 0.3*8800/1.25= 2120 kg Il numero di bulloni necessario perchè sia verificata la giunzione è: nb=(n/2)/vf,0= 1.46 ovvero 2 bulloni 7.3 Unione aste nel piano orizzontale La sollecitazione massima di trazione sulle aste nel piano orizzontale costituite da profili L50x5 assume il valore: N= 2000 kg essendo 2 le superfici a contato N/2= 1000 kg Poichè per bulloni D=12mm foro 13mm classe vite 8.8 e dado 6S: Ts=90N*m Ns=38KN = 3800 kg Vf,0= 0.3*3800/1.25= 912 kg Il numero di bulloni necessario perchè sia verificata la giunzione è: nb=(n/2)/vf,0= 1.10 ovvero 2 bullone. 25
8. Verifiche delle passerelle esistenti. Le passerelle esistenti subiranno degli interventi di adeguamento. In particolare a seguito dell ampliamento della banchina di riva (corpi B) subiranno un accorciamento in modo da adattarli alla nuova situazione di progetto. Risulta evidente che rispetto la situazione originale, questa previsione di progetto risulta più cautelativa per le verifiche delle passerelle. Poichè le passerelle esistenti erano state dimensionate per soddisfare le prescrizioni normative per la situazione originaria ovviamente soddisfano le verifiche per la nuova previsione di progetto. SSi è comunque procedutoad una verifica nella nuova situazione di progeto e di seguito si riporta la rappresentazione del coefficiente di sfruttamento delle sezioni per la passerella esistente che dopo l adeguamento di progetto presenta la lunghezza maggiore. 26
Fig. 10 Coefficiente di sfruttamentodelle sezioni. In figura 10 è stato rappresentato il coefficiente di sfruttamento delle sezioni strutturali della passerella esistente. Più il valore di tale coefficiente si avvicina ad 1 più la sezione risulta impegnata dal punto di vista pensionale. Si evince che lo stato tensionale delle sezioni è, come ovvio per questo caso, molto lontano dal valore limite, di conseguenza le sezioni risultano verificate. 27