30 Marzo 2012 SETTORE ASSETTO DEL TERRITORIO Servizio LL. PP. - Patrimonio Arch. Francesco Aurelio Loiacono PROGETTO DELLE STRUTTURE elaborato: Progettista architettonico: Provincia di Bari PROGETTO ESECUTIVO DI UN CENTRO APERTO POLIVALENTE PER DIVERSAMENTE ABILI art. 105 Regolamento Regionale 4/07 s.m.i. oggetto: tav. data: COMUNE di TRIGGIANO Ing. Giovanni Nitti Progettisti delle strutture: Ing. Boris Squiccimarro Ing. Vito Valenzano RELAZIONE DI CALCOLO DELLE STRUTTURE SECONDARIE (SOLAI, SCALA) RST.04
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SETTORE ASSETTO DEL TERRITORIO
Servizio LL. PP. - Patrimonio
Arch. Francesco Aurelio Loiacono
PROGETTO DELLE STRUTTURE
Provincia di Bari
PROGETTO ESECUTIVO DI UN CENTRO APERTO POLIVALENTE PER DIVERSAMENTE ABILI
art. 105 Regolamento Regionale 4/07 s.m.i.
tav.
COMUNE di TRIGGIANO
RELAZIONE DI CALCOLO DELLE STRUTTURE IN C.A.
E LEGNO
RST.03
30 Marzo 2012
SETTORE ASSETTO DEL TERRITORIO
Servizio LL. PP. - Patrimonio
Arch. Francesco Aurelio Loiacono
PROGETTO DELLE STRUTTURE
elaborato:
Progettista
architettonico:
Provincia di Bari
PROGETTO ESECUTIVO DI UN CENTRO APERTO POLIVALENTE PER DIVERSAMENTE ABILI
art. 105 Regolamento Regionale 4/07 s.m.i.
oggetto:
tav.
data:
COMUNE di TRIGGIANO
Ing. Giovanni Nitti
Progettisti
delle
strutture:
Ing. Boris Squiccimarro
Ing. Vito Valenzano
RELAZIONE DI CALCOLO DELLE STRUTTURE
SECONDARIE (SOLAI, SCALA)
RST.04
Comune di Triggiano - Progetto esecutivo di Centro polivalente per diversamente abili – art. 105 Regolamento regionale 4/07 s.m.i.
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RELAZIONE DI CALCOLO SOLAI E SCALA IN C.A.
Sommario
RELAZIONE DI CALCOLO SOLAI IN C.A......................................................................................................................................................................... 2 1 Rappresentazione generale dell'edificio ......................................................................................................................................................................... 2 2 Descrizione del software ................................................................................................................................................................................................ 2
DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA SISMICAD ........................................................................................................................................................ 2 SPECIFICHE TECNICHE .......................................................................................................................................................................................... 2 SCHEMATIZZAZIONE STRUTTURALE E CRITERI DI CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI .................................................................................. 2 VERIFICHE DELLE MEMBRATURE IN CEMENTO ARMATO................................................................................................................................... 3 VERIFICHE DELLE MEMBRATURE IN LEGNO ........................................................................................................................................................ 3
3 Dati generali ................................................................................................................................................................................................................... 3 3.1 Materiali ................................................................................................................................................................................................................... 3
3.2 Solai ........................................................................................................................................................................................................................ 4 3.2.1 Solai a nervatura ............................................................................................................................................................................................... 4
4 Dati di definizione ........................................................................................................................................................................................................... 4 4.1 Azioni e carichi ........................................................................................................................................................................................................ 4
5.1 Verifiche solai .......................................................................................................................................................................................................... 4 RELAZIONE DI CALCOLO SCALA IN C.A. .................................................................................................................................................................... 15 1. Concezione strutturale ................................................................................................................................................................................................ 15 2. Unità di misura e simbologia ....................................................................................................................................................................................... 16 3. Misura della sicurezza ................................................................................................................................................................................................. 16
3.1. Criteri di calcolo .................................................................................................................................................................................................... 16 3.2. Coefficienti parziali dei carichi ............................................................................................................................................................................... 16
3.3. Coefficienti di combinazione dei carichi permanenti, variabili .......................................................................................................................................... 17 4. Schematizzazione della struttura ................................................................................................................................................................................. 17
4.1. Il modello della struttura ........................................................................................................................................................................................ 17 4.2. Azioni ................................................................................................................................................................................................................... 17
4.2.1. Carichi permanenti e variabili ........................................................................................................................................................................ 17 4.3. Tipizzazione di carichi........................................................................................................................................................................................... 18 4.4. Condizioni di carico .............................................................................................................................................................................................. 18
5. Rappresentatività del modello ..................................................................................................................................................................................... 19 6. Analisi condotta con ausilio di elaboratore ................................................................................................................................................................... 19
6.1. tipo di analisi svolta .............................................................................................................................................................................................. 20 7. Origine e caratterisitiche dei codici di calcolo .............................................................................................................................................................. 20 8. Affidabilità dei codici utilizzati ...................................................................................................................................................................................... 20 9. Validazione dei codici .................................................................................................................................................................................................. 20 10. Presentazione dei risultati delle analisi ...................................................................................................................................................................... 20
10.1. Risultati della analisi statica ................................................................................................................................................................................ 20 11. Progetto degli elementi piani in cemento armato ....................................................................................................................................................... 20
11.1. Generalità ........................................................................................................................................................................................................... 20 11.2. Nota su EasyWall ............................................................................................................................................................................................... 21 11.3. Criteri di calcolo .................................................................................................................................................................................................. 21
12. Sicurezza degli elementi piani ................................................................................................................................................................................... 22 12.1. Verifiche per lo stato limite ultimo ....................................................................................................................................................................... 22 12.2. Verifiche per lo stato limite di esercizio ............................................................................................................................................................... 22
12.2.1. Fessurazione ............................................................................................................................................................................................... 22 13. Valutazione dei risultati e giudizio motivato sulla loro accettabilità ............................................................................................................................. 24
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RELAZIONE DI CALCOLO SOLAI IN C.A. 1 Rappresentazione generale dell'edificio
Struttura
Vista assonometrica dell'edificio nella sua interezza
2 Descrizione del software
DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA SISMICAD Si tratta di un programma di calcolo strutturale che nella versione più estesa è dedicato al progetto e verifica degli elementi in cemento armato, acciaio, muratura e legno di opere civili. Il programma utilizza come analizzatore e solutore del modello strutturale un proprio solutore agli elementi finiti tridimensionale fornito col pacchetto. Il programma è sostanzialmente diviso in tre moduli: un pre processore che consente l'introduzione della geometria e dei carichi e crea il file dati di input al solutore; il solutore agli elementi finiti; un post processore che a soluzione avvenuta elabora i risultati eseguendo il progetto e la verifica delle membrature e producendo i grafici ed i tabulati di output.
SPECIFICHE TECNICHE Denominazione del software: SismiCad 11.12 Produttore del software: Concrete Concrete srl, via della Pieve, 15, 35121 PADOVA - Italy http://www.concrete.it Versione: 11.12 Identificatore licenza: SW-3146426 Versione regolarmente licenziata
SCHEMATIZZAZIONE STRUTTURALE E CRITERI DI CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI Il programma schematizza la struttura attraverso l'introduzione nell'ordine di fondazioni, poste anche a quote diverse, platee, platee nervate, plinti e travi di fondazione poggianti tutte su suolo elastico alla Winkler, di elementi verticali, pilastri e pareti in c.a. anche con fori, di orizzontamenti costituiti da solai orizzontali e inclinati (falde), e relative travi di piano e di falda; è ammessa anche l'introduzione di elementi prismatici in c.a. di interpiano con possibilità di collegamento in inclinato a solai posti a quote diverse. I nodi strutturali possono essere connessi solo a travi, pilastri e pareti, simulando così impalcati infinitamente deformabili nel piano, oppure a elementi lastra di spessore dichiarato dall'utente simulando in tal modo impalcati a rigidezza finita. I nodi appartenenti agli impalcati orizzontali possono essere connessi rigidamente ad uno o più nodi principali giacenti nel piano dell'impalcato; generalmente un nodo principale coincide con il baricentro delle masse. Tale opzione, oltre a ridurre significativamente i tempi di elaborazione, elimina le approssimazioni numeriche connesse all'utilizzo di elementi lastra quando si richiede l'analisi a impalcati infinitamente rigidi. Per quanto concerne i carichi, in fase di immissione dati, vengono definite, in numero a scelta dell'utente, condizioni di carico elementari le quali, in aggiunta alle azioni sismiche e variazioni termiche, vengono combinate attraverso coefficienti moltiplicativi per fornire le combinazioni richieste per le verifiche successive. L'effetto di disassamento delle forze orizzontali, indotto ad esempio dai torcenti di piano per costruzioni in zona sismica, viene simulato attraverso l'introduzione di eccentricità planari aggiuntive le quali costituiscono ulteriori condizioni elementari di carico da cumulare e combinare secondo i criteri del paragrafo precedente. Tipologicamente sono ammessi sulle travi e sulle pareti carichi uniformemente distribuiti e carichi trapezoidali; lungo le aste e
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nei nodi di incrocio delle membrature sono anche definibili componenti di forze e coppie concentrate comunque dirette nello spazio. Sono previste distribuzioni di temperatura, di intensità a scelta dell'utente, agenti anche su singole porzioni di struttura. Il calcolo delle sollecitazioni si basa sulle seguenti ipotesi e modalità: - travi e pilastri deformabili a sforzo normale, flessione deviata, taglio deviato e momento torcente. Sono previsti coefficienti riduttivi dei momenti di inerzia a scelta dell'utente per considerare la riduzione della rigidezza flessionale e torsionale per effetto della fessurazione del conglomerato cementizio. E' previsto un moltiplicatore della rigidezza assiale dei pilastri per considerare, se pure in modo approssimato, l'accorciamento dei pilastri per sforzo normale durante la costruzione. - le travi di fondazione su suolo alla Winkler sono risolte in forma chiusa tramite uno specifico elemento finito; - le pareti in c.a. sono analizzate schematizzandole come elementi lastra-piastra discretizzati con passo massimo assegnato in fase di immissione dati; - le pareti in muratura possono essere schematizzate con elementi lastra-piastra con spessore flessionale ridotto rispetto allo spessore membranale.- I plinti su suolo alla Winkler sono modellati con la introduzione di molle verticali elastoplastiche. La traslazione orizzontale a scelta dell'utente è bloccata o gestita da molle orizzontali di modulo di reazione proporzionale al verticale. - I pali sono modellati suddividendo l'asta in più aste immerse in terreni di stratigrafia definita dall'utente. Nei nodi di divisione tra le aste vengono inserite molle assialsimmetriche elastoplastiche precaricate dalla spinta a riposo che hanno come pressione limite minima la spinta attiva e come pressione limite massima la spinta passiva modificabile attraverso opportuni coefficienti. - i plinti su pali sono modellati attraverso aste di di rigidezza elevata che collegano un punto della struttura in elevazione con le aste che simulano la presenza dei pali;- le piastre sono discretizzate in un numero finito di elementi lastra-piastra con passo massimo assegnato in fase di immissione dati; nel caso di platee di fondazione i nodi sono collegati al suolo da molle aventi rigidezze alla traslazione verticale ed richiesta anche orizzontale.- La deformabilità nel proprio piano di piani dichiarati non infinitamente rigidi e di falde (piani inclinati) può essere controllata attraverso la introduzione di elementi membranali nelle zone di solaio. - I disassamenti tra elementi asta sono gestiti automaticamente dal programma attraverso la introduzione di collegamenti rigidi locali.- Alle estremità di elementi asta è possibile inserire svincolamenti tradizionali così come cerniere parziali (che trasmettono una quota di ciò che trasmetterebbero in condizioni di collegamento rigido) o cerniere plastiche.- Alle estremità di elementi bidimensionali è possibile inserire svincolamenti con cerniere parziali del momento flettente avente come asse il bordo dell'elemento.- Il calcolo degli effetti del sisma è condotto, a scelta dell'utente, con analisi statica lineare, con analisi dinamica modale o con analisi statica non lineare, in accordo alle varie normative adottate. Le masse, nel caso di impalcati dichiarati rigidi sono concentrate nei nodi principali di piano altrimenti vengono considerate diffuse nei nodi giacenti sull'impalcato stesso. Nel caso di analisi sismica vengono anche controllati gli spostamenti di interpiano.
VERIFICHE DELLE MEMBRATURE IN CEMENTO ARMATO Nel caso più generale le verifiche degli elementi in c.a. possono essere condotte col metodo delle tensioni ammissibili (D.M. 14-1-92) o agli stati limite in accordo al D.M. 09-01-96, al D.M. 14-01-08 o secondo Eurocodice 2. Le travi sono progettate e verificate a flessione retta e taglio; a richiesta è possibile la verifica per le sei componenti della sollecitazione. I pilastri ed i pali sono verificati per le sei componenti della sollecitazione. Per gli elementi bidimensionali giacenti in un medesimo piano è disponibile la modalità di verifica che consente di analizzare lo stato di verifica nei singoli nodi degli elementi. Nelle verifiche (a presso flessione e punzonamento) è ammessa la introduzione dei momenti di calcolo modificati in base alle direttive dell'EC2, Appendice A.2.8. I plinti superficiali sono verificati assumendo lo schema statico di mensole con incastri posti a filo o in asse pilastro. Gli ancoraggi delle armature delle membrature in c.a. sono calcolati sulla base della effettiva tensione normale che ogni barra assume nella sezione di verifica distinguendo le zone di ancoraggio in zone di buona o cattiva aderenza. In particolare il programma valuta la tensione normale che ciascuna barra può assumere in una sezione sviluppando l'aderenza sulla superficie cilindrica posta a sinistra o a destra della sezione considerata; se in una sezione una barra assume per effetto dell'aderenza una tensione normale minore di quella ammissibile, il suo contributo all'area complessiva viene ridotto dal programma nel rapporto tra la tensione normale che la barra può assumere per effetto dell'aderenza e quella ammissibile. Le verifiche sono effettuate a partire dalle aree di acciaio equivalenti così calcolate che vengono evidenziate in relazione.A seguito di analisi inelastiche eseguite in accordo a OPCM 3431 o D.M. 14-01-08 vengono condotte verifiche di resistenza per i meccanismi fragili (nodi e taglio) e verifiche di deformabilità per i meccanismi duttili.
VERIFICHE DELLE MEMBRATURE IN LEGNO Le verifiche delle aste in legno possono essere condotte con il metodo alle tensioni ammissibili nello spirito delle DIN 1052 o con il metodo agli stati limiti secondo D.M. 14-01-08 o Eurocodice 5.
3 Dati generali 3.1 Materiali
3.1.1 Materiali c.a.
Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. Rck: Resistenza caratteristica cubica; valore medio nel caso di edificio esistente. [daN/cm2] E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [daN/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [daN/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [daN/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [°C-1]
Descrizione Rck E Gamma Poisson G Alfa C25/30 300 314472 0.0025 0.1 142941.64 0.00001
C28/35 350 325881 0.0025 0.1 148127.76 0.00001
3.1.2 Armature Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. fyk: Resistenza caratteristica. [daN/cm2] Sigma amm.: Tensione ammissibile. [daN/cm2] Tipo: Tipo di barra. E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [daN/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [daN/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [daN/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [°C-1] Livello di conoscenza: Indica se il materiale è nuovo o esistente, e in tal caso il livello di conoscenza secondo Circ. 02/02/09 n. 617 §C8A. Informazione impiegata solo in analisi D.M. 14-01-08 (N.T.C.).
Descrizione fyk Sigma amm. Tipo E Gamma Poisson G Alfa Livello di
conoscenza
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Descrizione fyk Sigma amm. Tipo E Gamma Poisson G Alfa Livello di conoscenza
B450C 4500 2550 Aderenza
migliorata
2060000 0.00785 0.3 792307.69 0.000012 Nuovo
3.2 Solai 3.2.1 Solai a nervatura Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. Peso proprio: Peso proprio per unità di superficie. [daN/cm2] Int.: Interasse tra le nervature. [cm] B anima: Larghezza anima. [cm] H: Altezza totale. [cm] H cappa: Altezza cappa. [cm] c.s.: Copriferro superiore. [cm] c.i.: Copriferro inferiore. [cm] n° tondi: Numero tondi di confezionamento. Diam. tondi: Diametro tondi di confezionamento. [mm] Passo rete: Passo rete cappa. [cm] Diam. rete: Diametro rete cappa. [mm]
Descrizione Peso proprio Int. B anima H H cappa c.s. c.i. n° tondi Diam. tondi Passo rete Diam. rete
Plastbau 4+25+5 0.027 60 12 30 5 2 2 2 12 20 8
4 Dati di definizione 4.1 Azioni e carichi
4.1.1 Definizioni di carichi superficiali Nome: Nome identificativo della definizione di carico. Valori: Valori associati alle condizioni di carico.
Condizione: Condizione di carico a cui sono associati i valori. Descrizione: Nome assegnato alla condizione elementare.
Valore: Modulo del carico superficiale applicato alla superficie. [daN/cm2] Applicazione: Modalità con cui il carico è applicato alla superficie.
Nome Valori
Condizione Valore Applicazione
Descrizione Copertura in c.a. Pesi strutturali 0.0205 Verticale
Permanenti portati 0.01 Verticale
Neve 0.008 Verticale
Vento -0.003 Normale alla superficie
Variabile B 0 Verticale
Variabile C 0 Verticale
Variabile H 0.005 Verticale
Copertura in legno Pesi strutturali 0.006 Verticale
Permanenti portati 0.003 Verticale
Neve 0.008 Verticale
Vento -0.003 Normale alla superficie
Variabile B 0 Verticale
Variabile C 0 Verticale
Variabile H 0.005 Verticale
Piano terra Pesi strutturali 0.023 Verticale
Permanenti portati 0.016 Verticale
Neve 0 Verticale
Vento 0 Verticale
Variabile B 0.03 Verticale
Variabile C 0 Verticale
Variabile H 0 Verticale
5 Verifiche 5.1 Verifiche solai
x: distanza da sinistra della sezione di verifica Asup: area di acciaio efficace superiore cs: distanza tra baricentro delle armature superiori e bordo della sezione Ainf: area di acciaio efficace inferiore ci: distanza tra baricentro delle armature inferiori e bordo della sezione Mela: momento flettente derivante dal calcolo elastico lineare MEd: momento di calcolo (a seguito di traslazione ed eventuale ridistribuzione) Mrd: momento ultimo x/d: rapporto tra altezza dell'asse neutro ed altezza utile Ast: area di staffatura (cmq/cm) Afp+: area di staffatura equivalente per taglio positivo fornita dai sagomati Afp-: area di staffatura equivalente per taglio negativo fornita dai sagomati VRcd: taglio che produce la rottura delle bielle compresse di calcestruzzo Vod: taglio di verifica della sezione (per travi con sezione di altezza variabile in campata) VEd: taglio di calcolo (comprende l'effetto della variabilità della sezione) VEd.rid: taglio di calcolo ridotto (della sezione a distanza d dal filo appoggio diretto) VRd: resistenza a taglio della sezione priva di armatura a taglio
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VRsd: resistenza a taglio della sezione con armatura a taglio Mese.R: momento di esercizio in condizione rara sc.R: tensione di compressione nel calcestruzzo in condizione rara Mese.QP: momento di esercizio in condizione quasi permanente sc.Qp: tensione di compressione nel calcestruzzo in condizione quasi permanente srmi: intervallo tra le fessure al lembo inferiore wkiR: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo inferiore in condizione rara wkiF: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo inferiore in condizione frequente wkiQP: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo inferiore in condizione quasi permanente wkiQP: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo inferiore in condizione quasi permanente srms: intervallo tra le fessure al lembo superiore wksR: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo superiore in condizione rara wksF: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo superiore in condizione frequente wksQP: ampiezza caratteristica delle fessure al lembo superiore in condizione quasi permanente fg.R: freccia con calcestruzzo interamente reagente in condizione rara ff.R: freccia con calcestruzzo fessurato in condizione rara fg.QP: freccia con calcestruzzo interamente reagente in condizione quasi permanente f.QPcreep: freccia con calcestruzzo fessurato in condizione quasi permanente a viscosità esaurita f.max: cedimento massimo (per suolo elastico positivo se di abbassamento) st.max: pressione massima sul terreno (per suolo elastico positiva se di pressione) f.min: cedimento minimo (per suolo elastico positivo se di abbassamento) st.min: pressione minima sul terreno (per suolo elastico positiva se di pressione) Sez A solaio 'Piano Copertura' SOLAIO
Metodo di calcolo: DM 14-01-08. Valori in daN cm.
FATTORI DI SICUREZZA PARZIALI PER LE PROPRIETA' DEI MATERIALI
Gamma s (fattore di sicurezza parziale dell'acciaio da armatura) 1.15
Gamma c (fattore di sicurezza parziale del calcestruzzo) 1.60
appoggio n. nome massima minima massima minima massima minima massima minima
1 1805 632 1288 645 1084 651 1002 653
2 4175 1558 2991 1558 2523 1558 2337 1558
3 803 -333 497 -125 377 -42 329 -10
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RELAZIONE DI CALCOLO SCALA IN C.A.
1. Concezione strutturale
Vista anteriore
Vista posteriore
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2. Unità di misura e simbologia Nei calcoli della relazione si farà uso di unità di misura congruenti con le untà di misura utilizzate nei programmi di calcolo e verifica utilizzati, nella fattispecie quelle utilizzate nel programma Nòlian:
per i carichi: kg/cm per i momenti: kgxcm
per i tagli e sforzi normali: kg
per le tensioni: kg/cm2
per gli spostamenti cm
3. Misura della sicurezza 3.1. Criteri di calcolo I calcoli e le verifiche sono condotti con il criterio semiprobabilistico degli stati limite secondo i metodi indicati nelle norme indicate nel capitolo Normative Applicate.
3.2. Coefficienti parziali dei carichi Si riportano i coefficienti di combinazione utilizzati
γ1 è il coefficiente parziale per i carichi permanenti γ2 è il coefficiente parziale per i carichi permanenti in fase di sisma ψ0 è il coefficiente parziale per i carichi variabili in caso di combinazione "rara" ψ1 è il coefficiente parziale per i carichi variabili in caso di combinazione "frequente" ψ2 è il coefficiente parziale per i carichi variabili in caso di combinazione "quasi permanente" ψ3 è il coefficiente parziale per i carichi variabili in caso di combinazione con il sisma I coefficienti parziali del calcestruzzo e dell'acciaio per elementi piani (pareti e muri) sono: Coefficiente di riduzione della resistenza del cls γc = 1.5 Coefficiente di riduzione della resistenza dell’acciaio γs = 1.1
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3.3. Coefficienti di combinazione dei carichi permanenti, variabili
Si riporta la Tab. 2.6.1 delle Norme tecniche delle costruzioni. In essa sono contenuti i coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni nelle verifiche SLU
Coefficiente γF
EQU A1 STR
A2 GEO
Carichi permanenti
favorevoli sfavorevoli
γG1
0,9 1,1
1,0 1,3
1,0 1,0
Carichi permanenti non strutturali(1)
favorevoli sfavorevoli
γG2
0,0 1,5
0,0 1,5
0,0 1,3
Carichi variabili
favorevoli sfavorevoli
γQi
0,0 1,5
0,0 1,5
0,0 1,3
(1)Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti si potranno adottare per essi gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.
Nella Tab. 2.6.I il significato dei simboli è il seguente:
γG1 coefficiente parziale del peso proprio della struttura, nonché del peso proprio del terreno e dell’acqua, quando pertinenti;
γG2 coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturali;
γQi coefficiente parziale delle azioni variabili. Nel caso in cui l’azione sia costituita dalla spinta del terreno, per la scelta dei coefficienti parziali di sicurezza valgono le indicazioni riportate nel Cap. 6.
Il coefficiente parziale della precompressione si assume pari a γP =1,0 .
4. Schematizzazione della struttura 4.1. Il modello della struttura Il modello e' costituto da 140 nodi e da 109 elementi. Nel modello vi sono: 109 elementi piani a quattro nodi Il tipo di elementi impiegati è il seguente: 109 elementi lastra-piastra e 0 elementi solidi I vincoli esterni imposti alla struttura sono riportati nei seguente schema di vincolamento della struttura.
Nella struttura non è stato impiegato il metodo Master-Slave per modellare impalcati rigidi.
4.2. Azioni In questo capitolo vengono definite le azioni di progetto utilizzate nella struttura.
4.2.1. Carichi permanenti e variabili 4.2.1.1. Peso proprio della struttura
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Il peso proprio della struttura viene calcolato automaticamente in funzione dei pesi specifici di ogni singolo materiale utilizzato e delle dimensioni delle sezioni.
I valori dei pesi specifici utilizzati sono in accordo con la tabella 3.1.I del DM 14/01/2008.
4.2.1.2. Carichi permanenti e variabili unitari agenti sui solai (P.to 3.1 DM 14/01/2008) Di seguito vengono riportati i carichi permanenti e variabili unitari agenti sui diversi solai della struttura. I carichi variabili sono in accordo con la tabella 3.1.II e l'incidenza dei divisori interni è valutata in accordo col P.to 3.1.3.1. del DM14/01/2008.
4.3. Tipizzazione di carichi Nella seguente tabella si riporta la associazione delle condizioni di carico ai tipi di carico che sono stati utilizzati nel presente progetto ai fini della generazione delle corrette combinazioni di carico.
4.4. Condizioni di carico I nomi delle condizioni di carico statiche impiegate sono i seguenti: 1) p.p. 2) variabili scale Di seguito si riportano i grafici dei carichi delle condizioni di carico statiche enumerate sopra:
Condizione di carico: p.p.: Grafico dei carichi
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Condizione di carico: variabili scale: Grafico dei carichi
5. Rappresentatività del modello La rappresentatività dei risultati ottenuti è in primo luogo assicurata dal metodo adottato che è il Metodo degli Elementi Finiti che non richiede delle significative semplificazioni del modello strutturale. Tale metodo ha permesso infatti di rappresentare tutte le particolarità strutturali con l'opportuna adeguatezza. Il modello strutturale utilizzato corrisponde inoltre alle concezione e alle esigenze di analisi in quanto il programma di calcolo adottato per trattarlo, consente una completa verifica e diagnosi sul modello stesso di elementi finiti non avendo fasi intermedi di automazione che possano rendere poco identificabile il modello adottato.
6. Analisi condotta con ausilio di elaboratore
Comune di Triggiano - Progetto esecutivo di Centro polivalente per diversamente abili – art. 105 Regolamento regionale 4/07 s.m.i.
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L'analisi è stata condotta con l'ausilio dell'elaboratore tramite il programma di calcolo Nòlian prodotto dalla Softing srl. Le caratteristiche identificative di tale programma è le caratteristiche di affidabilità sono raccolte in un apposito documento allegato.
La rappresentatività dei risultati ottenuti è in primo luogo assicurata dal metodo adottato che è il Metodo degli Elementi Finiti che non richiede delle significative semplificazioni del modello strutturale. Inoltre, come si evince dal documento relativo allegato, Nòlian è sottoposto a procedure di validazione e alcuni test di validazione e sono presenti nel documento stesso. Inoltre Nòlian è dotato di procedure automatiche di test che possono essere attivate da chiunque per verificare la corrispondenza dei risultati ai principali benchmark internazionali di validazione.
6.1. tipo di analisi svolta Per la struttrura in esame sono state eseguite: Un analisi statica lineare per i carichi statici verticali ed orizzonali
7. Origine e caratterisitiche dei codici di calcolo
Programma di calcolo e post processori
Nolian
Produttore Softing s.r.l.
Versione EWS 35 (29.02.2012) build 4635
Licenza 25996
Programma di calcolo e post processori
EasyWall
Produttore Softing s.r.l.
Versione EWS 35 (29.02.2012) build 4635
Licenza 25996
8. Affidabilità dei codici utilizzati Le caratteristiche di affidabilità sono raccolte in un apposito documento allegato alla presente relazione di calcolo
9. Validazione dei codici Vista la dimensione contenuta dell'opera, non si ritiene necessaria una validazione indipendente del calcolo strutturale.
La rappresentatività dei risultati ottenuti è in primo luogo assicurata dal metodo adottato che è il Metodo degli Elementi Finiti che non richiede delle significative semplificazioni del modello strutturale. Inoltre, come si evince dal documento relativo alla validazione lineare allegato, Nòlian è sottoposto a procedure di validazione e alcuni test di validazione e sono presenti nel documento stesso. Inoltre Nòlian è dotato di procedure automatiche di test che possono essere attivate da chiunque per verificare la corrispondenza dei risultati ai principali benchmark internazionali di validazione.
10. Presentazione dei risultati delle analisi 10.1. Risultati della analisi statica Sulla struttura in esame è stata eseguita l'analisi statica. Nella tabella seguente si riassumono le informazioni principali:
Larghezza della semibanda della matrice
90.000
Numero di equazioni, o di righe e colonne della matrice
777.000
numero di blocchi in cui la matrice è stata divisa
1.000
numero di equazioni di ogni blocco in cui la matrice è stata divisa
777.000
zero algoritmico 0.000
tempo in secondi impiegato per l'analisi 0.067
11. Progetto degli elementi piani in cemento armato 11.1. Generalità
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Il progetto delle armature degli elementi piani in calcestruzzo di questa struttura e' stato condotta con il programma EasyWall prodotto dalla Softing S.r.l. di Roma. La verifica degli elementi piani in cemento armato sono riportate nell’allegato analitico di calcolo di EW.
11.2. Nota su EasyWall EasyWall è un programma per il progetto delle armature in elementi strutturali bidimensionali in calcestruzzo armato. EasyWall è un post processore di Nòlian che acquisisce direttamente il modello di calcolo e gli stati di sollecitazione da Nòlian. Pertanto EasyWall riceve i dati di un modello ad elementi finiti di una struttura tridimensionale del tutto generale comunque sollecitata. EasyWall gestisce questa situazione del tutto generale senza porvi limitazioni ma gestendo lo stato completo di sollecitazione (sollecitazione flessionale accoppiata alla sollecitazione membranale) in elementi piani. Per far ciò EasyWall impiega una sofisticata funzione di analisi non lineare applicata a molti punti della superficie media dell'elemento per determinare i piani di fessurazione e quindi le direzioni delle sollecitazioni. Queste capacità di EasyWall diminuisicono drasticamente le possibilità di errore di progetto. Nel caso di progetto con il metodo delle tensioni ammissibili viene impiegato un modello lineare sforzi-deformazioni, come previsto dalla normativa, nel caso invece di analisi con il metodo degli stati limite viene impiegata la funzione sforzo-deformazione non lineare, sempre prevista dalla normativa. Nelle stampe analitiche effettuate dal programma, vengono poi eseguite nuovamente le verifiche nei punti richiesti in modo tale da garantire che gli stampati analitici riflettano le vere situazioni progettuali tenendo quindi conto anche delle eventuali modifiche che il progettista abbia ritenuto opportuno praticare.
11.3. Criteri di calcolo Per le verifiche di resistenza si è adottato il criterio degli stati limite seguendo i dettami imposti dalla legge n.1086 del 5/11/71 ed i successivi aggiornamenti.
Per il calcolo delle armature si sono adottati per il calcestruzzo di classe Rck = 300.000 kg/cm2 i seguenti parametri: coefficiente di sicurezza parziale calcestruzzo 1.500 coefficiente di sicurezza addizionale calcestruzzo 0.850 accorciamento unitario massimo nel calcestruzzo 0.004 e per l'acciao tipo B450C:
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12. Sicurezza degli elementi piani 12.1. Verifiche per lo stato limite ultimo La verifica degli elementi piani sono riportate nell’allegato analitico di calcolo di EW.
Nella immagine che segue vengono riportati i risultati delle verifiche degli elementi visualizzate globalmente cioè sull’intera struttura con esplicitato il valori massimo delle diverse grandezze caratteristiche in gioco.
Coefficiente di sfruttamento
Tale coefficiente va inteso come rapporto tra azioni agenti agente e resistenza ultima ed è quindi l'inverso del coefficiente di sicurezza. Valori pertanto superiori ad 1 indicano che la sezione non è verificata. I valori superiori ad 1 sono sempre rappresentati in colore rosso. Il colore rosso indica anche un eventuale errore nel calcolo.
Il fattore di sicurezza viene valutato costruendo la funzione del dominio di rottura e verificando il fattore di sicurezza per tutte le combinazioni di carico di progetto. Il valore minimo del fattore di sicurezza (massimo del fattore di sfruttamento) viene espresso in colore.
Il calcolo del fattore di sicurezza avviene considerando il punto di carico. La misura del fattore di sicurezza avviene lungo la retta che congiunge questo punto con l'origine nello spazio delle sollecitazioni. L'intersezione di tale retta con il confine del dominio di rottura determina il punto limite. Il rapporto tra la distanza di tale punto dall'origine e la distanza del punto di carico, determina il fattore di sicurezza.
Questa verifica è la più sofisticata e accurata possibile in quanto fornisce in una visione sintetica della reale sicurezza dell'elemento. Infatti la verifica avviene sul dominio di rottura considerando tutte le componenti di sforzo.
12.2. Verifiche per lo stato limite di esercizio
12.2.1. Fessurazione Secondi quanto dettato dal DM 14/01/2008 si considera per la struttura in esame le seguenti esigenze:
Ambiente: Ordinario Gruppo esigenze: A
Sensibilità armatura: Poco sensibile queste comportano il controllo dei seguenti stati limite:
combinazione di carico: Stato limite: apertura fessure Frequente £ w3=0.4mm Quasi permanente ≤ w3=0.3mm
Le figure seguenti riassumono quanto su riportato.
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Facce visibili
Facce nascoste
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13. Valutazione dei risultati e giudizio motivato sulla loro accettabilità Il software utilizzato permette di modellare analiticamente il comportamento fisico della struttura utilizzando la libreria disponibile di elementi finiti.
Le funzioni di visualizzazione ed interrogazione sul modello permettono di controllare sia la coerenza geometrica che le azioni applicate rispetto alla realtà fisica.
Inoltre la visualizzazione ed interrogazione dei risultati ottenuti dall’analisi quali sollecitazioni, tensioni, deformazioni, spostamenti, reazioni vincolari hanno permesso un immediato controllo con i risultati ottenuti mediante schemi semplificati di cui è nota la soluzione in forma chiusa nell’ambito della Scienza delle Costruzioni.
Si è inoltre controllato che le reazioni vincolari diano valori in equilibrio con i carichi applicati, in particolare per i valori dei taglianti di base delle azioni sismiche si è provveduto a confrontarli con valori ottenuti da modelli semplificati.
Le sollecitazioni ottenute sulle travi per i carichi verticali direttamente agenti sono stati confrontati con semplici schemi a trave continua.
Per gli elementi inflessi di tipo bidimensionale si è provveduto a confrontare i valori ottenuti dall’analisi con i valori di momento flettente ottenuti con gli schemi semplificati della Tecnica delle Costruzioni.
Si è inoltre verificato che tutte le funzioni di controllo ed autodiagnostica del software abbiano dato esito positivo.
