Il metodo Semi Probabilistico agli Stati Limite Azioni: tipi e combinazioni

Il metodo Semi Probabilistico agli Stati Limite Azioni: tipi e combinazioni Prof. Fabrizio Mollaioli Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica

Azioni di calcolo Le combinazioni delle azioni da considerare per tutte le verifiche agli SL sono specificate nel paragrafo 2.5.3 (NTC08). Le verifiche debbono essere condotte nei riguardi degli stati limite di esercizio (SLE) e degli stati limite ultimi (SLU) SLU: danno strutturale accentuato che prelude al collasso superato il quale viene messa a rischio l incolumità delle persone SLE: danno agli elementi non strutturali superato il quale viene messa a rischio la funzionalità della costruzione 2/35

Gli Stati Limite Ultimi Sono gli Stati Limite che riguardano: La sicurezza delle persone La sicurezza del contenuto La sicurezza della struttura Gli SL da verificare riguardano: Perdita di equilibrio della struttura o di parte di essa, come corpo rigido Rottura, deformazione eccessiva, trasformazione in meccanismo, perdita di stabilità Rottura per fatica 3/35

Gli Stati Limite di Esercizio Sono gli Stati Limite che riguardano: Il funzionamento della struttura Il comfort delle persone L apparenza del costruito (deformazioni, fessure) Gli SL da verificare riguardano: Deformazioni eccessive Fessurazioni premature o eccessive Degrado o corrosione Vibrazioni eccessive 4/35

Progetto agli SL Il progetto si basa sull uso di modelli della struttura dei carichi Nessuno SL è superato quando si usano in questi modelli i valori opportuni di: Azioni Proprietà dei materiali e dei prodotti 5/35

Soddisfacimento dei requisiti I requisiti vengono soddisfatti attraverso l uso del metodo dei coefficienti parziali g Il metodo prevede L introduzione dei «valori caratteristici» La trasformazione dei valori caratteristici in «valori di calcolo» adeguati allo SL considerato, mediante l'applicazione di coefficienti parziali g m o g f 6/35

I coefficienti parziali Le resistenze di calcolo dei materiali si ottengono dividendo le resistenze caratteristiche per i coefficienti g m (>1) Le azioni di calcolo si ottengono moltiplicando le azioni caratteristiche per i coefficienti g f >1 o 1 a seconda che il contributo dell'azione diminuisca o aumenti la sicurezza 7/35

Vita utile di progetto 2.4.1. Vita Nominale 8/35

2.5.1 Classificazione delle azioni: in base al modo di esplicarsi (cap. 2.5.1.1) Dirette (forze) Carichi permanenti (peso proprio e carichi fissi) Carichi variabili (carichi di servizio, neve, vento, sisma, spinta delle terre, forze dinamiche, ecc.) Indirette (deformazioni impresse) variazioni termiche, ritiro, pre-tensione, spostamenti di vincoli, difetti di montaggio, ecc. Chimico-fisiche Agenti aggressivi, umidità, gelo, materiali nocivi 9/35

2.5.1 Classificazione delle azioni: secondo la risposta strutturale (2.5.1.2) Statiche azioni applicate alla struttura che non provocano accelerazioni significative della stessa o di alcune sue parti Pseudo statiche azioni dinamiche rappresentabili mediante un azione statica equivalente Dinamiche azioni che causano significative accelerazioni della struttura o dei suoi componenti 10/35

2.5.1 Classificazione delle azioni: secondo la variazione della loro intensità nel tempo (2.5.1.3) Permanenti (G) G1: strutturali G2: non strutturali (permanenti portati) Variabili (Q) Carichi ai piani degli edifici, vento, neve Eccezionali (A) Uragani, urti di veicoli, esplosioni Sismiche (E) Derivanti da terremoti 11/35

2.5.2 Caratterizzazione delle azioni (riferimento alle distribuzioni) 12/35

Coefficienti di combinazione 13/35

2.5.3 Combinazioni delle azioni Per gli SLU si adotta la combinazione: G1 G 1 G2 G 2 P P Q1 Q k1 Q2 02 Q k2 Q3 03 Q k3 essendo: G1, G2 il valore nominale delle azioni permanenti P il valore nominale della forza di precompressione Qik i valori caratteristici delle azioni variabili tra loro indipendenti gi = coefficienti parziali di sicurezza Y0i = coefficiente di combinazione allo SLU. 14/35

2.5.3 Combinazioni delle azioni 15/35

2.5.3 Azioni: Coefficienti di combinazione (tab. 2.5.I) 16/35

2.6 Azioni Verifiche agli S.L.U 17/35

2.6 Azioni: Coefficienti parziali di sicurezza 18/35

3.1 Carichi variabili per edifici (1 di 2) (cap 3.1) 19/35

3.1 Carichi variabili per edifici (2 di 2) (NTC2008, cap 3.1) 20/35

3.1.3.1 Elementi divisori interni 21/35

Esempio: 3.1.3.1 Elementi divisori interni Analisi dei carichi: -intonaco 2 x 0.015 x 20 = 0.60 kn/m 2 - muratura 0.08 x 11 = 0.88 kn/m 2 Totale: 1.48 kn/m 2 p.p. per unità di lunghezza G 2k = 1.48 x H interp = 1.48 x 2.70 = 3.996 kn/m Dalla figura in alto, si ricava quindi : g 2k = 1.60 kn/m 2 22/35

Analisi dei carichi 23/284

Gli elementi base 24/35

Analisi dei carchi, al mq Oggetto Densità Spessore Pavimento 24 kn / m 3 2cm 20cm Pavimento Massetto Caldana o soletta Travetti (2/m) Alleggerimento Intonaco 1m Massetto Caldana o soletta Travetti (2/m) Alleggerimento Intonaco 16 kn / m 25 kn / m 3 25 kn / m 11 kn / m 18 kn / m 3 3 3 3 3cm 5cm 8x20cm 42x20cm 1,5cm 1m Densità al m spessore Densità al m 3 2 kn kn m 3 2 m m + quota tramezzi, supposti uniformemente distribuiti: cap. 3.1.3.1 25/284

Analisi dei carchi: pesi propri dei solai 26/35

I solai laterocementizi 27/35

L inizio della posa in opera 28/35

La posa in opera dei blocchi 29/35

Il posizionamento delle armature 30/35

Il getto di completamento 31/35

Altri tipi di solaio 32/35

Altri tipi di alleggerimento 33/35

Analisi dei carchi: pesi propri di travi e divisori TRAVI: ogni metro lineare pesa: b x h x 25 kn/mc Ogni metro lineare di tamponatura pesa: spessore x (interpiano-htrave) x densità kn/mc 37/284 37/35

I carichi permanenti, come dice il nome stesso, sono presenti sempre durante tutta la vita utile della struttura, mentre i variabili possono essere presenti tutti insieme o soltanto in parte. Non è detto, infatti, che la condizione di carico per la quale è presente tutto il carico variabile sia quella che produce le sollecitazioni più elevate in tutte le sezioni. La normativa italiana afferma che i valori caratteristici dei carichi variabili devono essere cumulati in modo da ottenere sempre la condizione più svantaggiosa. Esempio: Trave continua su due campate uguali. Sia q il carico variabile, alle condizioni 1 e 2 corrispondono i valori più alti dei momenti positivi in campata, mentre alla condizione 3 corrisponde il massimo momento negativo sull appoggio. Quindi, per progettare correttamente questa trave, bisogna necessariamente prendere in considerazione tutte e tre le eventualità. 38/35

Occorre considerare il caso in cui il variabile manca su parte della struttura o alcuni permanenti non strutturali potrebbero essere ridotti da modifiche all'edificio travi continue: schemi di carico più gravosi momento negativo su un appoggio caricate al massimo le due campate che insistono sull'appoggio tutte le altre alternate (senza variabile, con variabile, ecc) momento positivo in campata carichi alternati (sulle campate pari o le dispari) 39/35

Solaio a due campate con mensola (balcone): combinazioni di carico e diagrammi dei momenti flettenti. 40/35

Diagramma di inviluppo finale necessario al progetto delle armature a flessione sarà quello che individua sezione per sezione la massima sollecitazione possibile. Un diagramma analogo può essere ottenuto per la sollecitazione di taglio Il progetto agli Stati Limite 41/35

Esempio per un telaio 42/35

SOLAIO A SOLETTA PIENA SOLAIO A GRATICCIO (NERVATO CON PIGNATTE) SOLAIO LATERO-CEMENTIZIO GETTATO IN OPERA SOLAIO SEMIPREFABBRICATO CON TRAVETTI IN C.A.P.

SOLAIO SEMIPREFABBRICATO CON LASTRE TRALICCIATE SOLAIO SEMIPREFABBRICATO CON TRAVETTI TRALICCIATI

SOLAIO PREFABBRICATO A PANNELLI ALVEOLARI SOLAIO GETTATO IN OPERA CON ELEMENTI IN MATERIALE PLASTICO SOLAIO SEMIPREFABBRICATO A PANNELLI IN LATERO-CEMENTO E SUOLA IN C.A.P.

La fascia piena è la zona di solaio ai lati di una trave, nella quale una o più file di pignatte vengono sostituite completamente dal getto di calcestruzzo. La funzione strutturale consiste nell aumentare la larghezza e quindi la sezione resistente del solaio incrementando (lievemente) la resistenza a flessione e (fortemente) quella a taglio; La funzione tecnologica consiste nell evitare il diretto contatto dei laterizi con le travi per impedirne la fessurazione. Il travetto rompitratta è un elemento monodimensionale inserito in mezzeria del solaio. Dove necessario il travetto rompitratta garantisce un parziale funzionamento a doppia via del solaio aumentando la funzione di ripartizione fornita dalla soletta.

1. Eccessiva lunghezza dei travetti IL TRAVETTO ROMPITRATTA 2. Forti carichi concentrati 3. Irregolarità planimetrica

PREDIMENSIONAMENTO RAPPORTI DI FORMA