Responsabile del Procedimento Geom. IVAN CADEI Progetto Architettonico Geom. IVAN CADEI Geom. GPIETRO MARINONI Arch. ELEONORA MATTAVELLI Progetto Strutture PIOLA ENGINEERING S.R.L. : Ing. Gianmaria Piola STRUTTURE Relazione Tecnica Specialistica Giugno 008
1. INTRODUZIONE 1.1. Caratteri generali del progetto La presente relazione di calcolo è relativa alle opere in calcestruzzo armato non prefabbricato necessarie per la realizzazione di una nuova palazzina ad uso residenziale. La nuova costruzione, realizzata in area bonificata a seguito di demolizione estesa di precedente fabbricato, si sviluppa per 3 piani f.t. ed 1 interrato e per quanto esposto al paragrafo 4.1 del Ordinanza P.C.M. 0 marzo 003 n. 374, normativa guida della presente relazione, il sistema costruttivo utilizzato è quello di edifici con struttura in cemento armato il cui relativo sotto-sistema strutturale è del tipo misto a telai e pareti. Nello specifico, alle pareti a setti è stata affidata la resistenza alle forze orizzontali, mentre ai pilastri è richiesta la capacità portante per i soli carichi verticali. Gli impalcati saranno realizzati con pannelli autoportanti, con inclusa coibentazione, di larghezza pari a cm 60 ed altezza strutturale pari a cm 33. Le fondazioni saranno continue di tipo diretto e superficiale, impostate a -3,00 dal piano campagna per esigenze geotecniche. Ai sensi della ordinanza del PDCM 374/03 e s.m.i. l area ricade in zona 4 e la costruzione essendo ad uso residenziale è compresa in categoria III con fattore di struttura pari a 1,0. 1.. Riferimenti normativi adottati La determinazione dei valori dei carichi e dei pesi degli elementi strutturali e non strutturali costituenti l'edificio è stata fatta seguendo le indicazioni fornite da appositi prontuari e manuali di calcolo. Per quel che riguarda invece i valori dei sovraccarichi da adottare in funzione della tipologia strutturale adottata e della destinazione d'uso dell'opera, è stato fatto riferimento alle Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche (D.M. 9 gennaio 1996). La fase progettuale vera e propria è stata invece organizzata, nelle sue linee generali, nel seguente modo:
il predimensionamento delle parti strutturali è stato eseguito facendo riferimento al metodo classico delle tensioni ammissibili; successivamente sono state eseguite le verifiche agli stati limite (ultimi e di esercizio) secondo la filosofia caratteristica degli Eurocodici. In particolare si è fatto riferimento alle seguenti normative: - Norma Europea ENV 199-1-1 Eurocodice : Progettazione delle strutture di calcestruzzo. - Normativa italiana Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche (D.M. 9 gennaio 1996). - Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.374 del 0/03/003
1.3. Caratteristiche dei materiali utilizzati Come già accennato in precedenza, l'edificio è realizzato in conglomerato cementizio armato gettato in opera. Si fa riferimento ai materiali di seguito indicati: - calcestruzzo: C 5/30 - acciaio da cemento armato: B450C (ex FeB 44K) Le caratteristiche di tali materiali dipendono dalla tipologia delle verifiche considerate. In generale i valori di calcolo per le verifiche allo stato limite ultimo saranno maggiori rispetto ai valori limite per le tensioni di esercizio: in tal caso infatti tensioni di compressione eccessive nel cls, così come deformazioni anelastiche nell acciaio, possono favorire la formazione di fessure ampie e permanentemente aperte, che possono influenzare negativamente il corretto funzionamento di un elemento. Devono quindi essere presi provvedimenti per limitare le tensioni a un livello appropriato. Verifiche allo stato limite di esercizio A) CALCESTRUZZO C5/30 - f ck = 5 N/mm (resistenza caratteristica cilindrica a compressione) -R ck = 30 N/mm (resistenza caratteristica cubica a compressione) c,amm. = 0.45 f ck = 11.5 N/mm (tensione ammissibile in esercizio, EC 4.4.1.1.) c, amm. 0.7 c, amm. 7.875N / mm (tensione ammissibile ridotta per elementi - co = compressi) 4 mm 75 R 150 ck 6Kg / cm 0.6N / (valore limite tensioni tangenziali in assenza di armatura a taglio) R 150 - c1 = 14 ck 18.8Kg / cm 1.83N / mm (valore limite tensioni tangenziali) 35 B) ACCIAIO tipo B450C - s,amm. = 0.7 f yk = 300 N/mm (tensione ammissibile dell acciaio)
- E = 00000 N/mm (modulo di elasticità) Verifiche allo stato limite ultimo A) CALCESTRUZZO C5/30 - f ck = 5 N/mm (resistenza caratteristica cilindrica a compressione) - R ck = 30 N/mm (resistenza caratteristica cubica a compressione) f cd fck c 5 15.65N / mm 1.6 (resistenza di calcolo a compressione) - E = 30500 N/mm (modulo di elasticità) B) ACCIAIO B450C - f yk 430 N/mm (tensione caratteristica di snervamento) fyk - f sd = s 430 1.15 374N / mm (resistenza di calcolo dell acciaio) - E = 00.000 N/mm (modulo di elasticità)
1.4. Cenni preliminari relativi all analisi sismica Per valutare l'entità delle forze che si scaricano sull'edificio per effetto di un sisma di esercizio è stato fatto uso dell'analisi dinamica modale proposta dalla ordinanza. Infatti, l analisi modale, associata allo spettro di risposta di progetto, è da considerarsi il metodo normale per la definizione delle sollecitazioni di progetto ed è stata applicata ad un modello tridimensionale dell edificio attraverso un modello agli elementi finiti. Tale modellazione ha considerato i vari modi di vibrare con partecipazione della massa superiore al 5%, oppure con massa partecipante totale superiore al 85%. Gli effetti torsionali accidentali sono stati considerati in maniera analoga a quanto indicato per il caso di analisi lineare statica.
. ANALISI DEI CARICHI Si procede innanzitutto all'analisi dei carichi, al fine di determinare il valore delle azioni, in condizioni normali di esercizio o allo stato limite ultimo, sulle quali dimensionare la struttura. Inoltre si ricorda come la valutazione dell'entità delle azioni sismiche che si scaricano sull'edificio in corrispondenza di ciascun impalcato presuppone la conoscenza del peso dell'edificio (inteso come peso proprio, sovraccarico permanente e parte di quello variabile) in corrispondenza di ogni piano, nonchè la posizione del centro delle masse per l'impalcato stesso: è in tale punto infatti che si considera concentrata la forza sismica agente nel piano..1. Carichi permanenti A) SOLAIO TIPO AI VARI ORIZZONTAMENTI Il solaio tipo dell edificio è a pannelli coibentati autoportanti tipo plastbau. Il peso dei muri divisori interni, realizzati con laterizio forato, viene supposto uniformemente ripartito sul solaio per un valore di 1,60 kn/m. Peso (kn/m ) Intonaco cm 0,40 Solaio,75 Sottofondo e rasatura 1,10 Pavimentazione 0,40 Tramezze ripartite 1,60 Totale 6,30 kn/m B) SOLAIO DI COPERTURA Il solaio tipo per la copertura è in legno lamellare e parte a muricci. La copertura a falda sarà di tipo non spingente.
SOLAIO IN LEGNO LAMELLARE Peso (kn/m ) Carpenteria e assito 1,0 Impermeabilizzazione+guaina + isolante 1,50 Manto di copertura 0,80 Totale 3,50 kn/m SOLAIO A MURICCI Peso (kn/m ) Solaio,75 Intonaco cm 0,40 Impermeabilizzazione+guaina 0,10 Manto di copertura 0,80 Sovrastruttura a murici e pannelli,00 Totale 6,30 kn/m C) MURI DI TAMPONAMENTO I muri di tamponamento dell'edificio sono realizzati in blocchi di cls autoclavato. Totale per metro lineare in pianta 8,5 kn/m.. Sovraccarichi variabili I valori dei sovraccarichi variabili gravanti sull'edificio vengono desunti dal D.M. 16 gennaio 1996, e sono funzione sia della destinazione d'uso dell'edificio stesso che dell'ambiente dell'edificio considerato: Ambienti non suscettibili di affollamento (locali di abitazione,alberghi ) e relative terrazze a livello praticabile,00 kn/m Balconi, ballatoi e scale comuni 4,00 kn/m Coperture a livello non praticabile 0.50 kn/m.3. Carico neve
Il carico sulla copertura esercitato dalla neve viene invece valutato secondo la seguente formula (D.M 16 gennaio 1996, paragrafo 6) CARICO NEVE qs = i qsk CE Ct = 1,0539 KN/mq qs = carico neve sulla copertura i = coefficiente forma = 0,8 qsk = valore caratteristico di riferimento = 1,506548 CE = coeff. di esposizione = 1 Ct = coeff. termico = 1 ZONA: I Mediterranea qsk = 1,35 [1+(as/60 )^] = 1,506548 KN/mq as = quota sul livello del mare = 05 m Pertanto il sovraccarico variabile da applicarsi in copertura, dovuto alla neve, si assume pari a: q s = 10 dan/mq
3.1. ANALISI SISMICA Vista la non regolarità in alzato dell edificio in esame e soprattutto per il corpo centrale anche l assimmetria in pianta, per la stima delle forze sismiche di progetto, è stata adottata l analisi dinamica modale secondo quanto prescritto dalla Ordinanza n. 374. Seguono i valori di input per la determinazione del modello. Per quanto esposto nell Ordinanza P.C.M. 0 marzo 003 n. 374, normativa guida della presente relazione, si evidenziano i valori utilizzati in input per l elaborazione del modello strutturale: P.to 3.1 Categoria del Suolo: D P.to 3..1 Zona Sismica: 4 P.to 4.1 Sistema Costruttivo e Sotto-Sistema: C.A. / Telaio pareti P.to 4.5. Valori Analisi Statica Lineare: Coeff. C 1 0,050 H edificio 13,0 m Coeff. 0,85 T 1 0,3465 S d (T) 0,0677 P.to 4.7 Fattori di Importanza Categoria III edificio ordinario Fattore di importanza 1,0 P.to 4.11. Stato Limite di Danno Coefficiente di spostamento di interpiano 0,005 H P.to 5 Edifici con Struttura in C.A. Classe di duttilità CDB Fattore di struttura [ q =q 0 *K D * K R ],69 In fede Ing. Gianmaria Piola