Norme Tecniche 2008

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Norme Tecniche 2008 Angelo Biondi

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Norme Tecniche 2008

  1. 2. RISCHIO SISMICO S. Giuliano di Puglia (CB), 31 ottobre 2002
  2. 3. RISCHIO SISMICO S. Giuliano di Puglia (CB), 31 ottobre 2002
  3. 4. RISCHIO SISMICO Terremoti storici nell’area interessata Epicentro del 31 ottobre 2002
  4. 5. RISCHIO SISMICO Mappa sismica nuova Mappa sismica precedente
  5. 6. NORMATIVA ITALIANA - Decreto Ministeriale, 9 gennaio 1996: “ Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche ”. - Ordinanza n.3274, 20 marzo 2003: “ Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l’adeguamento sismico degli edifici”. (18 mesi di allineamento tecnico) - 8 novembre 2004 - Ordinanza n.3379, 5 novembre 2004: “ Disposizioni urgenti di protezione civile.” (Proroga di 6 mesi) - 8 maggio 2005 - Ordinanza n.3431, 10 maggio 2005: (Proroga di 3 mesi) - 8 agosto 2005 - Ordinanza n.3452, 1 agosto 2005: (Proroga di 2 mesi) - 8 ottobre 2005 - Decreto Ministeriale 14 settembre 2005, su Gazzetta Ufficiale n.222, 23 settembre 2005 (30 gg per l’applicazione): “Norme Tecniche per le Costruzioni” : (18 mesi di allineamento tecnico) - 23 aprile 2007 - Ordinanza n.3467, 13 ottobre 2005: (Proroga di 15 giorni) - 23 ottobre 2005 - Conversione in Legge del Decreto Milleproroghe, 26 febbraio 2007: “Proposta Revisione Norme” : - 31 dicembre 2007 - Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008, su Gazzetta Ufficiale n.29, 4 febbraio 2008 (30 gg per l’applicazione): “Norme Tecniche per le Costruzioni” : (18 mesi di allineamento tecnico) - 30 giugno 2009 - Conversione in Legge del Decreto Milleproroghe, 30 dicembre 2008: “Proroga termini previsti” : - 30 giugno 2010
  6. 7. NORMATIVA ITALIANA - Norme valide fino al 30 giugno 2009 - - Decreto Ministeriale 20 novembre 1987 - “ Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento ”. - Decreto Ministeriale 3 dicembre 1987 - “ Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni prefabbricate ”. - Decreto Ministeriale 11 marzo 1988 - “ Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. Istruzioni per l'applicazione ”. - Decreto Ministeriale 9 gennaio 1996 - “ Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche ”. - Decreto Ministeriale 14 settembre 2005 - “Norme Tecniche per le Costruzioni” : - Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008 - “Norme Tecniche per le Costruzioni” : - Decreto Ministeriale 4 maggio 1990 - “ Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo dei ponti stradali ”.
  7. 8. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Comma 3 - Per le costruzioni e le opere infrastrutturali iniziate , nonché per quelle per le quali le amministrazioni aggiudicatrici abbiano affidato lavori o avviato progetti definitivi o esecutivi prima dell'entrata in vigore della revisione generale delle Norme tecniche per le costruzioni approvate con decreto del Ministro delle infrastrutture e dei trasporti 14 settembre 2005, continua ad applicarsi la normativa tecnica utilizzata per la redazione dei progetti, fino all'ultimazione dei lavori e all'eventuale collaudo. Comma 4 - Con l'entrata in vigore della revisione generale di cui al comma 2, il differimento del termine di cui al comma 1 non opera per le verifiche tecniche e le nuove progettazioni degli interventi relativi agli edifici di interesse strategico e alle opere infrastrutturali la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo fondamentale per le finalità di protezione civile, nonché relativi agli edifici ed alle opere infrastrutturali che possono assumere rilevanza in relazione alle conseguenze di un loro eventuale collasso […]
  8. 9. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Prescrizioni Prestazionali Generali Istruzioni del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici; Eurocodici approvati dal Comitato Europeo di Normazione in forma Euro Norma (EN) Altri codici riconosciuti a purché sia dimostrato che garantiscano livelli di sicurezza non inferiori a quelli delle presenti Norme tecniche. Norme UNI EN Linee Guida del Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale e successive modificazioni del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, come licenziate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e ss. mm. ii. Istruzioni e documenti tecnici del Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.)
  9. 10. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Mappa Sismica 1984 Mappa Sismica 2003
  10. 11. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Mappa Sismica 2006
  11. 12. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Mappa Sismica 2008 – Reticolo di riferimento
  12. 13. NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Mappa Sismica 2008 – Reticolo di riferimento
  13. 14. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI - Tensioni Ammissibili - Stati Limite - Eurocodici D.M. 9 gennaio ‘96 - Stati Limite - Eurocodici Norme Tecniche per le Costruzioni
  14. 15. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI Metodo delle Tensioni Ammissibili
  15. 16. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI Metodo degli Stati Limite
  16. 17. DUTTILITA’ DELL’ELEMENTO STRUTTURALE Legame costitutivo del calcestruzzo Parabola-rettangolo triangolo-rettangolo rettangolo (stress block)  c2 = 0.20%  c3 = 0.175%  c4 = 0.07%  cu = 0.35%
  17. 18. DUTTILITA’ DELL’ELEMENTO STRUTTURALE Legame costitutivo dell’acciaio Bilineare con incrudimento elastico perfettamente plastico
  18. 19. STATI LIMITE DI ESERCIZIO (S.L.E.) <ul><li>verifiche di deformabilità </li></ul><ul><li>verifiche di vibrazione </li></ul><ul><li>verifiche di fessurazione </li></ul><ul><li>verifiche delle tensioni di esercizio </li></ul><ul><li>verifiche a fatica per quanto riguarda eventuali danni che possano compromettere la durabilità </li></ul>STATO LIMITE ULTIMO (S.L.U.) <ul><li>verifiche di resistenza </li></ul>
  19. 20. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI (D.M. 14/09/05) Capitolo 2.8 - VERIFICHE ALLE TENSIONI Nel caso di opere di Classe 1, ovvero di materiali con modesto comportamento plastico, e di azioni che decrescono linearmente, le grandezze rappresentative delle resistenze R e degli effetti delle azioni E possono essere le tensioni e le deformazioni. La verifica di sicurezza si esprime allora in termini di tensioni normali o tangenziali o loro combinazioni. È un coefficiente che tiene conto dell’affidabilità del metodo Relativamente ai metodi di calcolo, è d’obbligo il metodo di calcolo agli stati limite. Per le sole opere di Classe 1 e con l’esclusione delle azioni sismiche, urti, esplosioni ed incendi, è ammesso l’uso del metodo di verifica tensionale di cui al punto 2.8. Capitolo 5 - NORME SULLE COSTRUZIONI
  20. 21. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI Capitolo 2.7 - VERIFICHE ALLE TENSIONI AMMISSIBILI Relativamente ai metodi di calcolo, è d'obbligo il metodo agli stati limite. Per le costruzioni di tipo 1 (VN ≤10 anni) e tipo 2 (50 anni ≤VN <100 anni) 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 alle norme tecniche di cui al D.M. LL. PP. 14.02.92, per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL. PP. 20.11.87, per le strutture in muratura e al D.M. LL. PP. 11.03.88 per le opere e i sistemi geotecnici. Le azioni sismiche debbono essere valutate assumendo pari a 5 il grado di sismicità S, quale definito al § B. 4 del D.M. LL. PP. 16.01.1996, ed assumendo le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL. PP. citato, nonché alla Circ. LL. PP. 10.04.97 , n. 65/AA.GG. e relativi allegati.
  21. 22. METODI DI VERIFICA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI R ck = 250 kg/cm 2 (Tensioni Ammissibili) f ck = 200 kg/cm 2 (Stati Limite) C20/25 (Eurocodici) C28/35 Per strutture precompresse C16/20 Per strutture semplicemente armate C8/10 Per strutture non armate o a bassa percentuale di armatura CLASSE DI RESISTENZA MINIMA STRUTTURE DI DESTINAZIONE
  22. 23. VITA NOMINALE DELLE STRUTTURE 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. Nelle previsioni progettuali dunque, se le condizioni ambientali e d’uso sono rimaste nei limiti previsti, non prima della fine di detto periodo saranno necessari interventi di manutenzione straordinaria per ripristinare le capacità di durata della costruzione. Di fatto, la grande maggioranza delle costruzioni ha avuto ed ha, anche attraverso successivi interventi di ripristino manutentivo, una durata effettiva molto maggiore della vita nominale quantificata nelle NTC. Le verifiche sismiche di opere provvisorie o strutture in fase costruttiva possono omettersi quando le relative V N previste in progetto siano inferiori a 2 anni . ≥ 100 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica ≥ 50 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale ≤ 10 Opere provvisorie, opere provvisionali e strutture in fase costruttiva Vita Nominale V N (anni) TIPI DI COSTRUZIONE
  23. 24. CLASSI D’USO DELLE STRUTTURE (Classificazione D.M. ‘05) • Classe 1: vita utile 50 anni, periodo di ritorno da considerare per i fenomeni naturali coinvolti 500 anni. Riguarda le costruzioni il cui uso prevede normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose, reti viarie e ferroviarie la cui interruzione non provoca situazioni di emergenza. • Classe 2: vita utile 100 anni, periodo di ritorno da considerare per i fenomeni naturali coinvolti 1000 anni. Riguarda le costruzioni il cui uso prevede affollamenti significativi, industrie con attività pericolose per l’ambiente, reti viarie e ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza e costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, sociali essenziali. La scelta di appartenenza ad una classe è compito del Committente di concerto con il Progettista, e deve essere espressamente dichiarata in progetto.
  24. 25. CLASSI D’USO DELLE STRUTTURE 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, 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.
  25. 26. 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 Tabella. 1.0 II 1.5 III 0.7 I 2.0 COEFFICIENTE C U IV CLASSE D’USO
  26. 27. VERIFICHE STRUTTURALI AGLI STATI LIMTE STATO LIMITE ULTIMO (S.L.U.) - Sotto l’effetto dell’azione sismica di progetto per un sisma avente un periodo di ritorno di circa 500 anni, caratterizzata da una probabilità di superamento non maggiore del 10% in 50 anni, l’edificio pur subendo danni di grave entità agli elementi strutturali e non strutturali, deve mantenere una residua resistenza e rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali e l’intera capacità portante per carichi verticali. STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) - Sotto l’effetto di un sisma con basso periodo di ritorno (frequente), e di intensità non maggiore del 50% in 50 anni, avente quindi una significativa probabilità di verificarsi più di una volta nel corso della durata utile dell'opera, gli edifici non devono riportare danni (gravi) significativi né alle strutture né alle parti non strutturali, in particolare agli impianti.
  27. 28. VERIFICHE STRUTTURALI AGLI STATI LIMTE STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) - A seguito del terremoto la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali; la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali; STATO LIMITE DI OPERATIVITA’ (S.L.O.) - A seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi. STATO LIMITE DI DANNO (S.L.D.) - A seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature. STATO LIMITE DI PREVENZIONE DEL COLLASSO (S.L.C.) - A seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali. STATI LIMITE DI ESERCIZIO (Comportamento strutturale non dissipativo) STATI LIMITE ULTIMI (Comportamento strutturale dissipativo)
  28. 29. VERIFICHE STRUTTURALI AGLI STATI LIMTE Strutture di Classe 1 STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti. STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) – Verifica di Resistenza. Strutture di Classe 2 STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti. STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) – Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI OPERATIVITA’ (S.L.O.) – Controllo degli spostamenti. Strutture di Classe 3 STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti. STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti + Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) – Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI OPERATIVITA’ (S.L.O.) – Controllo degli spostamenti. Strutture di Classe 4 STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti. STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti + Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) – Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI OPERATIVITA’ (S.L.O.) – Controllo degli spostamenti. Strutture Isolate STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti. STATO LIMITE DEL DANNO (S.L.D.) – Controllo degli spostamenti + Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (S.L.V.) – Verifica di Resistenza. STATO LIMITE DI COLLASSO (S.L.C.) – Controllo degli spostamenti.
  29. 30. PROGETTAZIONE SECONDO IL D.M. 04/02/2008 Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento P V R , cui riferirsi per individuare l’azione sismica agente in ciascuno degli stati limite considerati, sono riportate nella seguente Tabella. Qualora la protezione nei confronti degli stati limite di esercizio sia di prioritaria importanza, i valori di P V R forniti in tabella devono essere ridotti in funzione del grado di protezione che si vuole raggiungere. 10% S.L.V. Stati Limite Ultimi Stati Limite di Esercizio Stato Limite 5% S.L.C. 63% S.L.D. 81% S.L.O. P V R - Probabilità di superamento nel periodo di riferimento V R
  30. 31. CATEGORIA DEL SUOLO Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti , con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da valori di V S,30 compresi tra 180 e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < C u , 30 < 250 kPa nei terreni a grana fina). C Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o terreni a grana fina scarsamente consistenti, caratterizzati da valori di V S,30 inferiori a 180 m/s (ovvero N SPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e C u , 30 < 70 kPa nei terreni a grana fina). D Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con V S > 800 m/s). E Depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti , con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V S,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e C u , 30 > 250 kPa nei terreni a grana fina). B Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di V S,30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione della formazione in posto, con spessore massimo pari a 3 m. A Descrizione Categoria del suolo
  31. 32. CATEGORIA DEL SUOLO Per sottosuoli appartenenti alle ulteriori categorie S1 ed S2 di seguito indicate, è necessario predisporre specifiche analisi per la definizione delle azioni sismiche, particolarmente nei casi in cui la presenza di terreni suscettibili di liquefazione e/o di argille d’elevata sensitività possa comportare fenomeni di collasso del terreno. Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti. S2 Depositi di terreni caratterizzati da valori di V S,30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10 < C u , 30 < 20 kPa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche. S1 Descrizione Categoria del suolo
  32. 33. CATEGORIA DEL SUOLO
  33. 34. CATEGORIA DEL SUOLO La misura diretta della velocità di propagazione delle onde di taglio è FORTEMENTE RACCOMANDATA . Nei casi in cui tale determinazione non sia disponibile, la classificazione può essere effettuata in base ai valori del numero equivalente di colpi della prova penetrometrica dinamica (Standard Penetration Test) N SPT,30 (definito successivamente) nei terreni prevalentemente a grana grossa e della resistenza non drenata equivalente C u , 30 (definita successivamente) nei terreni prevalentemente a grana fina. Per le fondazioni superficiali, la profondità di riferimento è riferita al piano di imposta delle stesse, mentre per le fondazioni su pali è riferita alla testa dei pali. Nel caso di opere di sostegno di terreni naturali, la profondità è riferita alla testa dell’opera. Per muri di sostegno di terrapieni, la profondità è riferita al piano di imposta della fondazione.
  34. 35. CATEGORIA DEL SUOLO Velocità di trasmissione delle onde sismiche V S
  35. 36. CATEGORIA DEL SUOLO Coefficiente N SPT Maglio = 140 lb (63.5 Kg) Altezza caduta = 30 in (76 cm) Frequenza = 10-25 colpi/min Aste = D ≥ 50mm - 7 Kg/m Avviamento =15 cm N2=15cm N3=15cm
  36. 37. CATEGORIA DEL SUOLO Coesione Non Drenata Cu
  37. 38. CONDIZIONI TOPOGRAFICHE Per condizioni topografiche complesse è necessario predisporre specifiche analisi di risposta sismica locale. Per configurazioni superficiali semplici si può adottare la seguente classificazione Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i > 30° T4 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media 15° ≤ i ≤ 30° T3 Pendii con inclinazione media i > 15° T2 Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i ≤ 15° T1 Caratteristiche della superficie topografica Categoria topografica
  38. 39. CATEGORIA DEL SUOLO Effetti stratigrafici: Risonanza dovuta a coltri sedimentarie
  39. 40. CATEGORIA DEL SUOLO Effetti Topografici: Risonanza dovuta a rilievi topografici
  40. 41. AZIONE SISMICA L’azione sismica può essere descritta tramite accelerogrammi o spettro di risposta . Gli spettri potranno essere utilizzati per strutture con periodo fondamentale minore o uguale a 4,0 s. Per strutture con periodi fondamentali superiori lo spettro dovrà essere definito da appositi studi ovvero l’azione sismica andrà descritta mediante accelerogrammi. In eguale modo si opererà in presenza di sottosuoli di categoria S1 o S2. In generale non si tiene conto della variabilità spaziale del moto sismico e si adotta per esso una rappresentazione di tipo “puntuale”, quale è quella che prevede l’utilizzo degli spettri di risposta e adotta un unico valore di accelerazione del suolo per tutti i punti di contatto con la struttura. Quando l’estensione del sistema di fondazione non garantisce che l’intera costruzione sia soggetta ad una eccitazione sismica uniforme, è necessario considerare la variabilità spaziale del moto (ad es. impiego di accelerogrammi o di spettri di risposta diversi).
  41. 42. CATEGORIA DEL SUOLO Oscillatori differenti reagiscono in modo diverso ad uno stesso terremoto Tolmezzo, Friuli, 1976
  42. 43. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  43. 44. SPETTRI DI RISPOSTA Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma
  44. 45. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  45. 46. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  46. 47. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  47. 48. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  48. 49. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA
  49. 50. Si può diagrammare il valore della massima accelerazione ottenendo lo spettro di risposta dell’accelerogramma SPETTRI DI RISPOSTA Si può quindi definire una curva che inviluppa tutti gli spettri di risposta, o che viene superata solo occasionalmente
  50. 51. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI Se – Accelerazione spettrale orizzontale T – Periodo di vibrazione
  51. 52. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI S S = Coefficiente di amplificazione stratigrafica S T = Coefficiente di amplificazione topografica
  52. 53. S S = Coefficiente di amplificazione stratigrafica S T = Coefficiente di amplificazione topografica  = Coefficiente di smorzamento viscoso espresso in percentuale (comunemente 5) SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI
  53. 54. S S = Coefficiente di amplificazione stratigrafica S T = Coefficiente di amplificazione topografica  = Coefficiente di smorzamento viscoso espresso in percentuale (comunemente 5) C C = Coefficiente legato alla categoria del suolo SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI
  54. 55. S S = Coefficiente di amplificazione stratigrafica S T = Coefficiente di amplificazione topografica  = Coefficiente di smorzamento viscoso espresso in percentuale (comunemente 5) C C = Coefficiente legato alla categoria del suolo SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI Rimangono da determinare
  55. 56. COEFFICIENTI DI AMPLIFICAZIONE STRATIGRAFICA 1.15 (T C *) -0.40 1.00 < 2.00 - 1.10 F O a g /g < 1.60 E 0.90 < 2.40 - 1.50 F O a g /g < 1.80 1.00 < 1.70 - 0.60 F O a g /g < 1.50 1.00 < 1.40 - 0.40 F O a g /g < 1.20 1.0 S S 1.25 (T C *) -0.50 D 1.05 (T C *) -0.33 C 1.10 (T C *) -0.20 B 1.0 A C C Categoria del suolo
  56. 57. COEFFICIENTE DI AMPLIFICAZIONE TOPOGRAFICA In corrispondenza della cresta del rilievo In corrispondenza della cresta del rilievo In corrispondenza della sommità del pendio - Ubicazione dell’opera 1.4 T4 1.2 T3 1.2 T2 1.0 T1 S T Categoria topografica
  57. 58. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI Allegato A : Parametri spettrali di pericolosità sismica
  58. 59. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI T R – Periodo di ritorno del sisma, compreso fra 30 e 2475 anni. a g – Accelerazione orizzontale max del terreno (espressa in g/10). F O – Valore max del fattore di amplificazione dello spettro (adimensionale). T C * – Periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro (espresso in secondi).
  59. 60. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI V R = V N × C U 1.0 II 1.5 III 0.7 I 2.0 COEFFICIENTE CU IV CLASSE D’USO ≥ 100 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica ≥ 50 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale ≤ 10 Opere provvisorie, opere provvisionali e strutture in fase costruttiva Vita Nominale VN (anni) TIPI DI COSTRUZIONE 10% S.L.V. Stati Limite Ultimi Stati Limite di Esercizio Stato Limite 5% S.L.C. 63% S.L.D. 81% S.L.O. PVR - Probabilità di superamento nel periodo di riferimento VR
  60. 61. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI
  61. 62. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI p – Valore del parametro di interesse corrispondente al periodo di ritorno T R desiderato. T R1 , T R2 – Periodi di ritorno più prossimi a T R per i quali si dispone dei valori p 1 e p 2 del generico parametro p.
  62. 63. MAPPA SISMICA INTERATTIVA INGV Reticolo di riferimento (distanza nodi 10 km)
  63. 64. MAPPA SISMICA INTERATTIVA INGV Reticolo di riferimento (distanza nodi 10 km)
  64. 65. MAPPA SISMICA INTERATTIVA INGV Reticolo di riferimento (distanza nodi 10 km)
  65. 66. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI p – Valore del parametro di interesse nel punto in esame. p i – Valore del parametro di interesse nell’i-esimo punto del reticolo di riferimento. d i – Distanza del punto in esame dall’i-esimo punto del reticolo.
  66. 67. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI ORIZZONTALI
  67. 68. MAPPA SISMICA INTERATTIVA INGV Reticolo di riferimento (distanza nodi 10 km)
  68. 69. PARAMETRI DI PERICOLOSITA’ SISMICA
  69. 70. SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI PER AZIONI ORIZZONTALI
  70. 71. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI VERTICALI Sve – Accelerazione spettrale verticale T – Periodo di vibrazione
  71. 72. SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO PER AZIONI VERTICALI 0.05 s T B 1.0 S S 0.15 s T C 1.0 s T D A, B, C, D, E Categoria del suolo
  72. 73. VERIFICHE ALLO S.L.O. E ALLO S.L.D. Verifiche di Danno degli Elementi non Strutturali Verifiche di Resistenza Verifiche di Danno degli Elementi non Strutturali Verifiche di Funzionalità degli Impianti VERIFICHE ALLO S.L.O. VERIFICHE ALLO S.L.D.
  73. 74. VERIFICHE ALLO S.L.D. Per costruzioni di Classe III e IV, se si vogliono limitare i danneggiamenti strutturali, per tutti gli elementi strutturali, inclusi nodi e connessioni tra elementi, deve essere verificato che il valore di progetto di ciascuna sollecitazione (E d ) calcolato in presenza delle azioni sismiche corrispondenti allo S.L.D. ed attribuendo ad  il valore di 2/3, sia inferiore al corrispondente valore della resistenza di progetto (R d ). Verifiche di Resistenza
  74. 75. VERIFICHE ALLO S.L.O. E ALLO S.L.D. Per le costruzioni ricadenti in classe d’uso I e II si deve verificare che l’azione sismica di progetto non produca agli elementi costruttivi senza funzione strutturale danni tali da rendere la costruzione temporaneamente inagibile. Nel caso delle costruzioni civili e industriali, qualora la temporanea inagibilità sia dovuta a spostamenti eccessivi interpiano, questa condizione si può ritenere soddisfatta quando gli spostamenti interpiano ottenuti dall’analisi in presenza dell’azione sismica di progetto relativa allo SLD siano inferiori ai limiti indicati nel seguito. Verifiche di Danno degli Elementi non Strutturali d r - Spostamento interpiano, ovvero differenza tra gli spostamenti al solaio superiore ed inferiore. h – Altezza di interpiano Per le costruzioni ricadenti in classe d’uso III e IV si deve verificare che l’azione sismica di progetto non produca danni agli elementi costruttivi senza funzione strutturale tali da rendere temporaneamente non operativa la costruzione. Nel caso delle costruzioni civili e industriali questa condizione si può ritenere soddisfatta quando gli spostamenti interpiano ottenuti dall’analisi in presenza dell’azione sismica di progetto relativa allo S.L.O. siano inferiori ai 2/3 dei limiti in precedenza indicati. per costruzioni con struttura portante in muratura armata d r < 0,004 h per costruzioni con struttura portante in muratura ordinaria d r < 0,003 h per tamponamenti progettati in modo da non subire danni a seguito di spostamenti di interpiano d rp , per effetto della loro deformabilità intrinseca ovvero dei collegamenti alla struttura d r < d rp < 0,01 h Edifici con tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la deformabilità della stessa d r < 0,005 h Tipologia strutturale
  75. 76. VERIFICHE ALLO S.L.D. Per le costruzioni ricadenti in classe d’uso III e IV, si deve verificare che gli spostamenti strutturali o le accelerazioni (a seconda che gli impianti siano più vulnerabili per effetto dei primi o delle seconde) prodotti dalle azioni relative allo SLO non siano tali da produrre interruzioni d’uso degli impianti stessi. Verifiche di Funzionalità degli Impianti
  76. 77. SPETTRI DI RISPOSTA Spettro di Progetto - Stati Limite Ultimi S.L.V. e S.L.C. Spettro Elastico - Stati Limite di Esercizio S.L.O. e S.L.D.
  77. 78. SPETTRO DI PROGETTO PER LA VERIFICA AGLI S.L.U. Rispetto alle formule relative allo spettro elastico, si sostituisce  con 1/q
  78. 79. FATTORE DI STRUTTURA PER STRUTTURE IN C.A. q 0 = parametro funzione della tipologia strutturale e del livello di duttilità attesa K R = parametro funzione della regolarità dell’edificio q 0 1.5 2.0 3.0 3.0  u /  1 CD “B” Strutture a pendolo inverso Strutture deformabili torsionalmente Strutture a pareti non accoppiate Strutture a telaio, a pareti accoppiate, miste Tipologia Strutturale 2.0 3.0 4.0  u /  1 4.5  u /  1 CD “A” Strutture a telaio o miste equivalenti a telaio 1.2 Strutture a pareti accoppiate o miste equivalenti a pareti 1.1 Altre strutture a pareti non accoppiate 1.0 Strutture con solo due pareti non accoppiate per direzione orizzontale Strutture a pareti o miste equivalenti a pareti 1.3 Strutture a telaio multipiano a più campate 1.2 Strutture a telaio multipiano ad una campata 1.1 Strutture a telaio di un piano  u /  1 Tipologia Edificio Edifici Non Regolari in Altezza 0.8 Edifici Regolari in Altezza 1.0 Tipologia Strutturale K R
  79. 80. TIPOLOGIE STRUTTURALI SISMO-RESISTENTI PER EDIFICI IN C.A. <ul><li>Strutture a telaio: nelle quali la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali è affidata principalmente a telai spaziali, aventi resistenza a taglio alla base ≥ 65% della resistenza a taglio totale. </li></ul><ul><li>Strutture a pareti: nelle quali la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali è affidata principalmente a pareti, singole o accoppiate, aventi resistenza a taglio alla base ≥ 65% della resistenza a taglio totale. </li></ul><ul><li>Strutture miste telaio-pareti : nelle quali la resistenza alle azioni verticali è affidata prevalentemente ai telai, la resistenza alle azioni orizzontali è affidata in parte ai telai ed in parte alle pareti, singole o accoppiate; se più del 50% dell’azione orizzontale è assorbita dai telai si parla di strutture miste equivalenti a telai , altrimenti si parla di strutture miste equivalenti a pareti . </li></ul><ul><li>strutture deformabili torsionalmente: composte da telai e/o pareti, la cui rigidezza torsionale non soddisfa ad ogni piano la condizione r/l s > 0,8, nella quale: r 2 = rapporto tra rigidezza torsionale e flessionale di piano l s 2 = (L 2 + B 2 )/12 (L e B dimensioni in pianta del piano) </li></ul><ul><li>Strutture a pendolo inverso: nelle quali almeno il 50% della massa è nel terzo superiore dell’altezza della costruzione o nelle quali la dissipazione d’energia avviene alla base di un singolo elemento strutturale. </li></ul>
  80. 81. TIPOLOGIE STRUTTURALI SISMO-RESISTENTI PER EDIFICI IN C.A. Strutture a pareti Strutture a pendolo inverso Strutture miste telaio-pareti Strutture a telaio
  81. 82. FATTORE DI STRUTTURA PER STRUTTURE IN ACCIAIO q 0 = parametro funzione della tipologia strutturale e del livello di duttilità attesa K R = parametro funzione della regolarità dell’edificio 2.0 2.0 f) Strutture intelaiate con tamponature in muratura q 0 4.0 2.0 4.0 2.0 4.0 CD “B” e) Strutture intelaiate con controventi concentrici d) Strutture a mensola o a pendolo inverso b1) Controventi concentrici a diagonale tesa attiva b2) Controventi concentrici a V a) Strutture intelaiate b) Strutture con controventi eccentrici Tipologia Strutturale 4.0  u /  1 2.0  u /  1 4.0 2.5 5  u /  1 CD “A” 1.0 Edifici con strutture a mensola o a pendolo inverso 1.2 Edifici con controventi eccentrici a più piani 1.3 Edifici a telaio multipiano a più campate 1.2 Edifici a telaio multipiano ad una campata 1.1 Edifici a un piano  u /  1 Tipologia Edificio Edifici Non Regolari in Altezza 0.8 Edifici Regolari in Altezza 1.0 Tipologia Strutturale K R
  82. 83. TIPOLOGIE STRUTTURALI SISMO-RESISTENTI PER EDIFICI IN ACCIAIO <ul><li>Strutture intelaiate: composte da telai che resistono alle forze orizzontali con un comportamento prevalentemente flessionale. In queste strutture le zone dissipative sono principalmente collocate alle estremità delle travi in prossimità dei collegamenti trave-colonna, dove si possono formare le cerniere plastiche e l’energia viene dissipata per mezzo della flessione ciclica plastica. </li></ul><ul><li>Strutture con controventi concentrici: nei quali le forze orizzontali sono assorbite principalmente da membrature soggette a forze assiali. In queste strutture le zone dissipative sono principalmente collocate nelle diagonali tese. Pertanto possono essere considerati in questa tipologia solo quei controventi per cui lo snervamento delle diagonali tese precede il raggiungimento della resistenza delle aste strettamente necessarie ad equilibrare i carichi esterni. I controventi reticolari concentrici possono essere distinti nelle seguenti tre categorie: b1) controventi con diagonale tesa attiva , in cui la resistenza alle forze orizzontali e le capacità dissipative sono affidate alle aste diagonali soggette a trazione. b2) controventi a V , in cui le forze orizzontali devono essere assorbite considerando sia le diagonali tese che quelle compresse. Il punto d’intersezione di queste diagonali giace su di una membratura orizzontale che deve essere continua. b3) controventi a K , in cui il punto d’intersezione delle diagonali giace su una colonna. Questa categoria non deve essere considerata dissipativa in quanto il meccanismo di collasso coinvolge la colonna. </li></ul><ul><li>Strutture con controventi eccentrici : nei quali le forze orizzontali sono principalmente assorbite da membrature caricate assialmente, ma la presenza di eccentricità di schema permette la dissipazione di energia nei traversi per mezzo del comportamento ciclico a flessione e/o taglio. I controventi eccentrici possono essere classificati come dissipativi quando la plasticizzazione dei traversi dovuta alla flessione e/o al taglio precede il raggiungimento della resistenza ultima delle altre parti strutturali. </li></ul><ul><li>strutture a mensola o a pendolo inverso : costituite da membrature pressoinflesse in cui le zone dissipative sono collocate alla base. </li></ul><ul><li>Strutture intelaiate con controventi concentrici : nelle quali le azioni orizzontali sono assorbite sia da telai che da controventi agenti nel medesimo piano. </li></ul><ul><li>Strutture intelaiate con tamponature: costituite da tamponature in muratura o calcestruzzo non collegate ma in contatto con le strutture intelaiate. </li></ul>
  83. 84. TIPOLOGIE STRUTTURALI SISMO-RESISTENTI PER EDIFICI IN ACCIAIO Strutture con controventi concentrici a diagonale tesa attiva Strutture con controventi concentrici a V Strutture con controventi concentrici a K Strutture con controventi eccentrici Strutture intelaiate con controventi concentrici Strutture intelaiate Strutture a pendolo inverso
  84. 85. FATTORE DI STRUTTURA PER STRUTTURE IN MURATURA q 0 = parametro funzione della tipologia strutturale e del livello di duttilità attesa K R = parametro funzione della regolarità dell’edificio q 0 Costruzioni in muratura armata progettati secondo GR Costruzioni in muratura armata Costruzioni in muratura ordinaria Tipologia Strutturale 3.0  u /  1 2.5  u /  1 2.0  u /  1 1.3 Costruzioni in muratura armata progettate secondo GR 1.5 Costruzioni in muratura armata a due o più piani 1.3 Costruzioni in muratura armata ad un piano 1.8 Costruzioni in muratura ordinaria a due o più piani 1.4 Costruzioni in muratura ordinaria ad un piano  u /  1 Tipologia Edificio Edifici Non Regolari in Altezza 0.8 Edifici Regolari in Altezza 1.0 Tipologia Strutturale K R
  85. 86. FATTORE DI STRUTTURA q x – Fattore di struttura in direzione X q y – Fattore di struttura in direzione Y q z – Fattore di struttura in direzione Z = 1,5 (per sisma verticale)
  86. 87. SPETTRI DI RISPOSTA 1 - Spettro elastico per la verifica allo S.L.O. 2 - Spettro elastico per la verifica allo S.L.D. 3 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.V. per azioni orizzontali in direzione X 4 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.V. per azioni orizzontali in direzione Y 5 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.C. per azioni orizzontali in direzione X 6 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.C. per azioni orizzontali in direzione Y 7 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.V. per azioni verticali 8 - Spettro di progetto per la verifica allo S.L.C. per azioni verticali
  87. 88. MASSE SISMICHE G 1 = peso proprio elementi strutturali + carico permanente G 2 = peso proprio elementi non strutturali Q kj = carico variabile 0,0 Variazioni termiche 0,2 Neve (a quota > 1000 m s.l.m.) 0,0 Neve (a quota ≤ 1000 m s.l.m.) 0,0 Vento 0,0 Coperture 0,3 Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso > 30 kN) 0,6 Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso ≤ 30 kN) 0,8 Biblioteche, archivi, magazzini e ambienti ad uso industriale 0,6 Ambienti ad uso commerciale 0,6 Ambienti suscettibili di affollamento 0,3 Uffici 0,3 Ambienti ad uso residenziale  2j Destinazione d’uso
  88. 89. CARICHI VARIABILI Coperture e sottotetti Cat. H1 Coperture e sottotetti accessibili per sola manutenzione Cat. H2 Coperture praticabili Cat. H3 Coperture speciali (impianti, eliporti, altri) da valutarsi caso per caso Rimesse e parcheggi Cat. F Rimesse e parcheggi per il transito di automezzi di peso a pieno carico fino a 30 kN Cat. G Rimesse e parcheggi per transito di automezzi di peso a pieno carico superiore a 30 kN: da valutarsi caso per caso Biblioteche, archivi, magazzini e ambienti ad uso industriale Cat. E1 Biblioteche, archivi, magazzini, depositi, laboratori manifatturieri Cat. E2 Ambienti ad uso industriale, da valutarsi caso per caso Ambienti ad uso commerciale Cat. D1 Negozi Cat. D2 Centri commerciali, mercati, grandi magazzini, librerie… Ambienti suscettibili di affollamento Cat. C1 Ospedali, ristoranti, caffè, banche, scuole Cat. C2 Balconi, ballatoi e scale comuni, sale convegni, cinema, teatri, chiese, tribune con posti fissi Cat. C3 Ambienti privi di ostacoli per il libero movimento delle persone, quali musei, sale per esposizioni, stazioni ferroviarie, sale da ballo, palestre, tribune libere, edifici per eventi pubblici, sale da concerto, palazzetti per lo sport e relative tribune Uffici Cat. B1 Uffici non aperti al pubblico Cat. B2 Uffici aperti al pubblico Ambienti ad uso residenziale Sono compresi in questa categoria i locali di abitazione e relativi servizi, gli alberghi. (ad esclusione delle aree suscettibili di affollamento) Ambiente 0,50 - - H 2,50 - F – G > 6,00 - E 4,00 5,00 D 3,00 4,00 5,00 C 2,00 3,00 B 2,00 A Q k [Kn] Cat
  89. 90. COMBINAZIONE DELL’AZIONE SISMICA CON LE ALTRE AZIONI E = Azione sismica per lo stato limite e la classe in esame G 1 = Peso proprio elementi strutturali + carico permanente P = Eventuale forza di precompressione Q ki = Valori caratteristici delle azioni variabili tra loro indipendenti  2j = C oefficiente di combinazione che fornisce il valore quasi-permanente della azione variabile Q j G 2 = Peso proprio elementi non strutturali
  90. 91. REGOLARITA’ DELLE STRUTTURE Raddoppio dell’eccentricità di piano gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi verticali e sufficientemente resistenti nessuna dimensione di eventuali rientri o sporgenze supera il 25 % della dimensione totale della costruzione nella corrispondente direzione il rapporto tra i lati di un rettangolo in cui la costruzione risulta inscritta è inferiore a 4 la configurazione in pianta è compatta e approssimativamente simmetrica rispetto a due direzioni ortogonali, in relazione alla distribuzione di masse e rigidezze Regolarità in pianta
  91. 92. REGOLARITA’ DELLE STRUTTURE Incremento del 40% delle azioni di calcolo sugli elementi verticali (pilastri e pareti) dei piani soffici. eventuali restringimenti della sezione orizzontale della costruzione avvengono in modo graduale da un orizzontamento al successivo, rispettando i seguenti limiti: ad ogni orizzontamento il rientro non supera il 30% della dimensione corrispondente al primo orizzontamento, né il 20% della dimensione corrispondente all’ orizzontamento immediatamente sottostante. Fa eccezione l’ultimo orizzontamento di costruzioni di almeno quattro piani per il quale non sono previste limitazioni di restringimento. nelle strutture intelaiate progettate in CD “B” il rapporto tra resistenza effettiva e resistenza richiesta dal calcolo non è significativamente diverso per orizzontamenti diversi (il rapporto fra la resistenza effettiva e quella richiesta, calcolata ad un generico orizzontamento, non deve differire più del 20% dall’analogo rapporto determinato per l’orizzontamento adiacente); può fare eccezione l’ultimo orizzontamento di strutture intelaiate di almeno tre orizzontamenti massa e rigidezza rimangono costanti o variano gradualmente, senza bruschi cambiamenti, dalla base alla sommità della costruzione (le variazioni di massa da un orizzontamento all’altro non superano il 25 %, la rigidezza non si riduce da un orizzontamento a quello sovrastante più del 30% e non aumenta più del 10%); ai fini della rigidezza si possono considerare regolari in altezza strutture dotate di pareti o nuclei in c.a. o pareti e nuclei in muratura di sezione costante sull’altezza o di telai controventati in acciaio, ai quali sia affidato almeno il 50% dell’azione sismica alla base tutti i sistemi resistenti verticali (quali telai e pareti) si estendono per tutta l’altezza della costruzione Regolarità in altezza
  92. 93. PIANO SOFFICE
  93. 94. PIANO SOFFICE
  94. 95. COMBINAZIONI SISMICHE
  95. 96. COMBINAZIONI SISMICHE D.M. ‘96 D.M. ‘08
  96. 97. SISMA VERTICALE - presenza di elementi pressoché orizzontali con luce superiore a 20 m - presenza di elementi precompressi (eccetto solai con luce < 8m) - presenza di elementi a mensola (con luce > 4m) - presenza di strutture di tipo spingente - presenza di pilastri in falso - edifici con piani sospesi Nel caso di analisi non lineare statica (ad es, pushover analisys) non si applica la combinazione delle due componenti orizzontali dell’azione sismica: l’analisi della risposta strutturale è svolta considerando l’azione sismica applicata separatamente secondo ciascuna delle due direzioni orizzontali. - ponti - edifici isolati (con rapporto tra la rigidezza verticale del sistema di isolamento K v e la rigidezza equivalente orizzontale K esi inferiore a 800)
  97. 98. CORREZIONE TORSIONALE VECCHIA NORMA - D.M. ‘96 A/B > 2.5 Analisi Sismica Statica
  98. 99. CORREZIONE TORSIONALE Metodo dell’incremento dell’eccentricità (5% di “ d ”)
  99. 100. CORREZIONE TORSIONALE Metodo del coefficiente  Per edifici aventi massa e rigidezza distribuite in modo simmetrico in pianta.
  100. 101. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ (D.M. 2005)
  101. 102. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ (D.M. 2008)
  102. 103. Secondo il D.M. 2008 la differenza tra le due classi risiede nella entità delle plasticizzazioni cui ci si riconduce in fase di progettazione; per ambedue le classi , onde assicurare alla struttura un comportamento dissipativo e duttile evitando rotture fragili e la formazione di meccanismi instabili imprevisti, si fa ricorso ai procedimenti tipici della GERARCHIA DELLE RESISTENZE . Si localizzano dunque le dissipazioni di energia per isteresi in zone a tal fine individuate e progettate, dette “dissipative” o “critiche”, effettuando il dimensionamento degli elementi non dissipativi nel rispetto del criterio di gerarchia delle resistenze; l’individuazione delle zone dissipative deve essere congruente con lo schema strutturale adottato. Poiché il comportamento sismico della struttura è largamente dipendente dal comportamento delle sue zone critiche, esse debbono formarsi ove previsto e mantenere, in presenza di azioni cicliche, la capacità di trasmettere le necessarie sollecitazioni e di dissipare energia. Tali fini possono ritenersi conseguiti qualora le parti non dissipative ed i collegamenti delle parti dissipative al resto della struttura possiedano, nei confronti delle zone dissipative, una sovraresistenza sufficiente a consentire lo sviluppo in esse della plasticizzazione ciclica. La sovraresistenza è valutata moltiplicando la resistenza nominale di calcolo delle zone dissipative per un opportuno COEFFICIENTE DI SOVRARESISTENZA  Rd , assunto pari, ove non diversamente specificato, ad 1,3 per CD”A” e ad 1,1 per CD”B”. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’
  103. 104. FATTORE DI STRUTTURA PER STRUTTURE IN C.A. (D.M. 14/09/2005) K D = parametro funzione della classe di duttilità CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Classe di Duttilità Bassa 0.7 Classe di Duttilità Alta 1.0 Tipologia Strutturale K D
  104. 105. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ q 0 = parametro funzione della tipologia strutturale e del livello di duttilità attesa FATTORE DI STRUTTURA PER STRUTTURE IN C.A. (D.M. 14/01/2008) q 0 1.5 2.0 3.0 3.0  u /  1 CD “B” Strutture a pendolo inverso Strutture deformabili torsionalmente Strutture a pareti non accoppiate Strutture a telaio, a pareti accoppiate, miste Tipologia Strutturale 2.0 3.0 4.0  u /  1 4.5  u /  1 CD “A”
  105. 106. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Verifica a taglio del la trave  Rd = 1,20 per strutture in CD “A”; 1,00 per strutture in CD “B” M 1 b,Rd = momento resistente della sezione di estremità iniziale della trave l t = lunghezza della trave M 2 b,Rd = momento resistente della sezione di estremità finale della trave
  106. 107. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Verifica a flessione del pilastro  Rd = 1,30 per strutture in CD “A”; 1,10 per strutture in CD “B” M C,Rd = momento resistente del generico pilastro convergente nel nodo, calcolato per i livelli di sollecitazione assiale presenti nelle combinazioni sismiche delle azioni M b,Rd = momento resistente della generica trave convergente nel nodo
  107. 108. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Verifica a taglio del pilastro  Rd = 1,30 per strutture in CD “A”; 1,10 per strutture in CD “B” M s C,Rd = momento resistente della sezione di estremità superiore del pilastro l p = lunghezza del pilastro M i C,Rd = momento resistente della sezione di estremità inferiore del pilastro
  108. 109. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione STEP 1
  109. 110. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione STEP 2
  110. 111. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura longitudinale dei pilastri STEP 3
  111. 112. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura a taglio dei pilastri STEP 4
  112. 113. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di fondazione STEP 5
  113. 114. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di fondazione STEP 6
  114. 115. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Gli elementi strutturali delle fondazioni, che devono essere dimensionati sulla base delle sollecitazioni ad essi trasmesse dalla struttura sovrastante, devono avere comportamento non dissipativo , indipendentemente dal comportamento strutturale attribuito alla struttura su di esse gravante.
  115. 116. CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ Schema corretto Schema errato
  116. 117. Al fine di conseguire un comportamento duttile, i telai devono essere progettati in modo che le cerniere plastiche si formino nelle travi piuttosto che nelle colonne. Questo requisito non è richiesto per le sezioni delle colonne alla base ed alla sommità dei telai multipiano e per tutte le sezioni degli edifici monopiano. Per assicurare lo sviluppo del meccanismo globale dissipativo è necessario rispettare la seguente gerarchia delle resistenze tra la trave e la colonna dove, oltre ad aver rispettato tutte le regole di dettaglio previste nella presente norma, si assicuri per ogni nodo trave-colonna del telaio che: CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ PER LE STRUTTURE IN ACCIAIO  RD = 1,3 per strutture in classe CD”A” e 1,1 per CD”B” M C,pl,Rd = Momento resistente della colonna calcolato per i livelli di sollecitazione assiale presenti nella colonna nelle combinazioni sismiche delle azioni M b,pl,Rd = Momento resistente delle travi che convergono nel nodo trave-colonna.
  117. 118. I collegamenti trave-colonna devono essere progettati in modo da possedere una adeguata sovraresistenza per consentire la formazione delle cerniere plastiche alle estremità delle travi secondo le indicazioni di cui al § 7.5.3.3. In particolare deve essere soddisfatta la seguente relazione:  RD = Fattore di sovraresistenza M b,pl,Rd = Momento resistente della trave collegata M j,Rd = Momento flettente resistente del collegamento trave-colonna CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ PER LE STRUTTURE IN ACCIAIO
  118. 119. Il collegamento colonna-fondazione deve essere progettato in modo tale da risultare sovra-resistente rispetto alla colonna ad esso collegata. In particolare si dovrà avere:  RD = Fattore di sovraresistenza M c,pl,Rd = Momento resistente plastico di progetto della colonna, calcolato per lo sforzo normale di progetto N Ed M C,Rd = Momento resistente plastico del collegamento colonna-fondazione CONCETTO DI ALTA E BASSA DUTTILITA’ PER LE STRUTTURE IN ACCIAIO
  119. 120. VERIFICHE DI RESISTENZA (IL NODO TRAVE-PILASTRO)
  120. 121. VERIFICHE DI RESISTENZA (IL NODO TRAVE-PILASTRO CONFINATO O NON CONFINATO) - su ognuna delle quattro facce verticali del pilastro si deve innestare una trave - su ogni faccia la sezione della trave si sovrappone per almeno i 3/4 della larghezza del pilastro - su entrambe le coppie di facce opposte del nodo le sezioni delle travi si ricoprono per almeno i 3/4 dell'altezza
  121. 122. VERIFICHE DI RESISTENZA (IL NODO TRAVE-PILASTRO CONFINATO O NON CONFINATO) n st = numero di braccia di ciascuna delle staffe orizzontali presenti lungo l'altezza del nodo A st = area di ciascuna barra i = interasse delle staffe b j = larghezza utile del nodo.
  122. 123. VERIFICHE DI RESISTENZA (IL NODO TRAVE-PILASTRO CONFINATO O NON CONFINATO)
  123. 124. VERIFICHE DI RESISTENZA (IL NODO TRAVE-PILASTRO CONFINATO O NON CONFINATO)
  124. 125. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO)
  125. 126. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO IN C.A.)
  126. 127. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO IN C.A.)
  127. 128. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO IN C.A.)
  128. 129. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO IN C.A.)
  129. 130. VERIFICHE DI RESISTENZA (LA TRAVE DI ACCOPPIAMENTO IN C.A.)
  130. 131. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - LIMITI GEOMETRICI (TRAVI) E comunque: Essendo:
  131. 132. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - LIMITI GEOMETRICI (PILASTRI) - La dimensione minima della sezione trasversale non deve essere inferiore a 25 cm A  25 cm; B   25 cm
  132. 133. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - LIMITI GEOMETRICI (NODI TRAVE-PILASTRO) Sono da evitare per quanto possibile eccentricità tra l'asse della trave e l'asse del pilastro concorrenti in un nodo. Nel caso che tale eccentricità superi 1/4 della larghezza del pilastro la trasmissione degli sforzi deve essere assicurata da armature adeguatamente dimensionate allo scopo
  133. 134. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - LIMITI GEOMETRICI (PARETI) - Lo spessore minimo della parete non deve essere inferiore al max fra 15 cm e 1/20 della altezza libera di piano
  134. 135. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - ARMATURE (TRAVI) Armature longitudinali  = rapporto geometrico di armatura Armature trasversali Nelle zone critiche devono essere previste staffe di contenimento. La prima staffa di contenimento deve distare non più di 5 cm dalla sezione a filo pilastro; le successive devono essere disposte ad un passo non superiore alla minore tra le grandezze seguenti: - un quarto dell’altezza utile della sezione trasversale - 6 volte e 8 volte il diametro minimo delle barre longitudinali considerate ai fini delle verifiche, rispettivamente per CD”A” e CD “B” - 24 volte il diametro delle armature trasversali  comp = rapporto geometrico relativo all’armatura compressa - 175 mm e 225 mm, rispettivamente per CD”A” e CD “B”
  135. 136. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - ARMATURE (PILASTRI) Armature longitudinali Armature trasversali Nelle zone critiche devono essere rispettate le condizioni seguenti: le barre disposte sugli angoli della sezione devono essere contenute dalle staffe; almeno una barra ogni due, di quelle disposte sui lati, deve essere trattenuta da staffe interne o da legature; le barre non fissate devono trovarsi a meno di 15 cm e 20 cm da una barra fissata, rispettivamente per CD”A” e CD”B”. Il diametro delle staffe di contenimento e legature deve essere non inferiore a 6 mm ed il loro passo deve essere non superiore alla più piccola delle quantità seguenti: - 1/3 e 1/2 del lato minore della sezione trasversale, rispettivamente per CD”A” e CD”B”; - 125 mm e 175 mm, rispettivamente per CD”A” e CD”B”; - 6 e 8 volte il diametro delle barre longitudinali che collegano, rispettivamente per CD”A” e CD”B”. In ogni caso, per tutta la lunghezza dell’elemento, l’interasse tra le barre non deve mai superare i 25 cm.
  136. 137. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - ARMATURE (PARETI) Le armature, sia orizzontali che verticali, devono avere diametro non superiore ad 1/10 dello spessore della parete, devono essere disposte su entrambe le facce della parete, ad un passo non superiore a 30 cm, devono essere collegate con legature, in ragione di almeno nove ogni metro quadrato. Nella zona critica si individuano alle estremità della parete due zone confinate aventi per lati lo spessore della parete e una lunghezza “confinata” lc pari al 20% della lunghezza in pianta l della parete stessa e comunque non inferiore a 1,5 volte lo spessore della parete. In tale zona il rapporto geometrico  dell’armatura totale verticale, riferito all’area confinata, deve essere compreso entro i seguenti limiti: Nelle zone confinate l’armatura trasversale deve essere costituita da barre di diametro non inferiore a 6 mm, disposti in modo da fermare una barra verticale ogni due con un passo non superiore a 8 volte il diametro della barra o a 10 cm. Le barre non fissate devono trovarsi a meno di 15 cm da una barra fissata. Le armature inclinate che attraversano potenziali superfici di scorrimento devono essere efficacemente ancorate al di sopra e al di sotto della superficie di scorrimento ed attraversare tutte le sezioni della parete poste al di sopra di essa e distanti da essa meno della minore tra ½ altezza ed ½ larghezza della parete. Nella rimanente parte della parete, in pianta ed in altezza, vanno seguite le regole delle condizioni non sismiche, con un’armatura minima orizzontale e verticale pari allo 0,2%, per controllare la fessurazione da taglio. 1%  4 %  = rapporto geometrico di armatura totale verticale
  137. 138. PARTICOLARI COSTRUTTIVI - ARMATURE (PARETI – TRAVI DI ACCOPPIAMENTO) Nel caso di armatura ad X, ciascuno dei due fasci di armatura deve essere racchiuso da armatura a spirale o da staffe di contenimento con passo non superiore a 100 mm. In questo caso, in aggiunta all’armatura diagonale deve essere disposta nella trave armatura di diametro almeno 10 mm distribuita a passo 10 cm in direzione sia longitudinale che trasversale ed armatura corrente di 2 barre da 16 mm ai bordi superiore ed inferiore. Gli ancoraggi delle armature nelle pareti devono essere del 50% più lunghi di quanto previsto per il dimensionamento in condizioni non sismiche.
  138. 139. PARTICOLARI COSTRUTTIVI REQUISITI ADDIZIONALI PER EDIFICI CON TAMPONAMENTI IN MURATURA Nel caso in cui i tamponamenti non si estendano per l’intera altezza dei pilastri adiacenti, gli sforzi di taglio da considerare per la parte del pilastro priva di tamponamento dovranno essere calcolati utilizzando la relazione seguente:  Rd = 1,20 M Rp s = momento resistente nella sezione di estremità superiore M Rp i = momento resistente nella sezione di estremità inferiore l p = altezza della parte di pilastro priva di tamponamento
  139. 140. NORME PER LA REDAZIONE DEI PROGETTI ESECUTIVI LA RELAZIONE DI CALCOLO I progetti esecutivi riguardanti le strutture devono essere informati a caratteri di chiarezza espositiva e di completezza nei contenuti e devono inoltre definire compiutamente l’intervento da realizzare. Restano esclusi i piani operativi di cantiere ed i piani di approvvigionamento. Il progetto deve comprendere i seguenti elaborati: - Relazione di calcolo strutturale, comprensiva di una descrizione generale dell’opera e dei criteri generali di analisi e verifica; - Relazione sui materiali; - Elaborati grafici, particolari costruttivi; - Piano di manutenzione della parte strutturale dell’opera; - Relazione sui risultati sperimentali corrispondenti alle indagini specialistiche ritenute necessarie alla realizzazione dell’opera. Particolare cura andrà posta nello sviluppare le relazioni di calcolo, con riferimento alle analisi svolte con l’ausilio del calcolo automatico, sia ai fini di facilitare l’interpretazione e la verifica dei calcoli, sia ai fini di consentire elaborazioni indipendenti da parte di soggetti diversi dal redattore del documento. II progettista resta comunque responsabile dell’intera progettazione strutturale. Nel caso di analisi e verifica svolte con l’ausilio di codici di calcolo, oltre a quanto sopra specificato, e in particolare oltre alla Relazione generale strutturale, si dovranno seguire le indicazioni fornite in § 10.2.
  140. 141. NORME PER LA REDAZIONE DEI PROGETTI ESECUTIVI IMPIEGO DI SOFTWARE DI CALCOLO Qualora l’analisi strutturale e le relative verifiche siano condotte con l’ausilio di codici di calcolo automatico, il progettista dovrà controllare l’affidabilità dei codici utilizzati e verificare l’attendibilità dei risultati ottenuti, curando nel contempo che la presentazione dei risultati stessi sia tale da garantirne la leggibilità, la corretta interpretazione e la riproducibilità. In particolare nella Relazione di calcolo si devono fornire le seguenti indicazioni: - Tipo di analisi svolta (statica, dinamica, lineare, non lineare, …) - Origine e caratteristiche del codice di calcolo (titolo, autore, distributore, versione, licenza d’uso, …) - Affidabilità dei codici utilizzati (documentazione sulla metodologia di calcolo e sulla sua traduzione numerica) - Validazione dei codici (i calcoli più importanti devono essere eseguiti nuovamente da soggetto diverso da quello originario mediante programmi di calcolo diversi da quelli usati originariamente) - Modalità di presentazione dei risultati di calcolo (completezza dei risultati, presenza di grafici e diagrammi, …) - Informazioni generali sull’elaborazione (informazioni sull’elaboratore utilizzato, controlli svolti sui risultati, …) - Giudizio motivato di accettabilità dei risultati (valutazione dell’affidabilità dei risultati tramite calcoli semplificati, verifiche parziali, …)

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