Giornata Tecnica da Piave Servizi, 11 aprile 2024 | SERRA Giorgio
La Resistenza al Fuoco nelle Strutture e iter procedurale con i Vigili del Fuoco
1. 1
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi
Anno Accademico 2019-2020
9 novembre 2019
Ing. Marcello Mangione, PhD
ing.mangione@libero.it
La Resistenza al Fuoco nelle Strutture
e iter procedurale con i Vigili del Fuoco
Assistente:
Ing. Marcello Mangione, PhD
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi
Anno Accademico 2019-2020
9 novembre 2019
Ing. Marcello Mangione, PhD
ing.mangione@libero.it
La Resistenza al Fuoco nelle Strutture
e iter procedurale con i Vigili del Fuoco
• Introduzione alla resistenza al fuoco;
• Metodi tabellari;
• Metodi analitici semplificati;
• Metodi sperimentali;
• Calcolo della resistenza al fuoco di un telaio e solaio;
• Procedure per la certificazione della resistenza al fuoco
2. 2
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Introduzione alla
resistenza al fuoco
nelle strutture
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
Nuovo Codice prevenzione incendi: dal 20 ottobre è entrata in vigore
l’eliminazione del doppio binario per la progettazione antincendio per
le ex attività non normate. Le circolari CNI e VV.FF
3. 3
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Ing. Marcello Mangione
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Al fine di continuare l’azione di semplificazione e
razionalizzazione dell’attuale corpo normativo relativo alla
prevenzione degli incendi, mediante l’utilizzo di un nuovo
approccio metodologico più aderente al progresso tecnologico e
agli standard internazionali, sono state approvate delle modifiche
al Codice prevenzione incendi con la pubblicazione in Gazzetta
Ufficiale n. 95/2019 del decreto del 12 aprile 2019, con oggetto:
Modifiche al decreto 3 agosto 2015, recante l’approvazione di
norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell’articolo 15
del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139.
In merito, il 15 ottobre 2019, i Vigili del Fuoco hanno diramato
una circolare esplicativa che analizza l’art.2 e 3 del dm 12 aprile
2019.
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Eliminazione del doppio binario
Si tratta del decreto che apporta modifiche al dm 3 agosto 2015 e
sancisce, in parte, l’eliminazione del cosiddetto “doppio binario“ per
la progettazione antincendio delle ex attività non normate, ossia
soggette al controllo da parte dei Vigili del Fuoco, come evidenziato
dal Consiglio Nazionale degli Ingegneri nelle recenti circolari:
• circolare CNI n. 378 del 3 maggio/2019
• circolare CNI n. 361 del 13 marzo/2019
Tale norma è entrata in vigore il 20 ottobre 2019, 180 giorni dopo la
pubblicazione del decreto in Gazzetta, ponendo fine al periodo
transitorio (durato circa quattro anni) di applicazione volontaria del
Codice di prevenzione incendi per la sola progettazione delle attività
che non erano dotate di specifica regola tecnica.
4. 4
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Le modifiche introdotte al Codice prevenzione incendi
Le modifiche riguardano 41 attività, comprese nell’Allegato 1 del dpr n.
151/2011; per tali attività (ex non normate), la Regola Tecnica
Orizzontale (RTO) del Codice diventa così l’unico riferimento
progettuale.
Attività soggette al nuovo codice
L’obbligo riguarda sia le attività di nuova realizzazione sia le modifiche,
anche parziali, alle attività esistenti qualora le misure di sicurezza
antincendio presenti nella parte di attività non interessata
dall’intervento siano compatibili con gli interventi da realizzare.
Le nuove modifiche precisano altresì che le disposizioni contenute nel
Codice possono costituire un utile riferimento sia per le attività non
soggette, che per le attività soggette non rientranti nei limiti di
assoggettabilità dell’Allegato 1 al dpr n. 151/2011.
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Attività escluse
Invece saranno per ora escluse, così come riportato all’art. 3 del
decreto, da tale obbligo le RTV attuali:
66 – strutture turistico-ricettive all’aria aperta e dei rifugi alpini;
67 – asili nido;
69 – attività commerciali ove sia prevista la vendita e l’esposizione di
beni;
71 – aziende ed uffici con oltre 300 persone presenti;
75 – depositi di mezzi rotabili e dei locali adibiti al ricovero di natanti
ed aeromobili;
per le quali l’uso del Codice resterà un’opzione volontaria, in
alternativa alle vecchie regole tecniche prescrittive.
5. 5
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Le novità del decreto
Con il decreto pubblicato vengono introdotti due elementi:
L’ampliamento del campo di applicazione del dm 3 agosto
2015 e s.m.i. ad alcune attività (da 19 a 26, 69, 72 e 73
dell’Allegato I al dpr n. 151/2011).
Si sottolineano in particolare:
• l’introduzione dell’attività 69: l’emanazione della RTV ha
fornito le disposizioni per i locali adibiti ad esposizione e
vendita, limitando a questi l’applicazione del Codice;
• l’introduzione dell’attività 72, legata all’RTV edifici destinati
a musei, gallerie, biblioteche ecc.;
• l’introduzione dell’attività 73.
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6. 6
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7. 7
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8. 8
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12. 12
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
La resistenza al fuoco
secondo il codice di
Prevenzione Incendi
(DM 3 agosto 2015 e smi)
(Rif. bibliografico Slide Ing. Ponticelli)
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Principale Secondario
Principale
Secondario
Di completamento
Secondario
(portante)
15. 15
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Livelli di prestazione
(I, II, III, IV, V)
Soluzioni conformi
Soluzioni alternative
(Applicazione FSE)
Integrazione con le prescrizioni
della RTV (se prevista)
Verifica diretta del livello di
prestazione
Verifica indiretta del livello di
prestazione
Scelta della
tipologia di soluzione
Individuazione dei
livelli di prestazione
in funzione
dei criteri di attribuzione
(Slide Ing. Ponticelli)
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LIVELLO I
Resistenza al
fuoco:
soluzioni
progettuali per il
livello I
Per il livello I di
resistenza al fuoco,
ad esempio, la
soluzione conforme
prevede un congruo
distanziamento da
altre opere da
costruzione, la
soluzione alternativa
prevede che, con i
metodi F.S.E. indicati
nel Codice, si
dimostri l’assenza di
“effetti domino”.
16. 16
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LIVELLO I : DISTANZIAMENTO
Resistenza al fuoco:
livello I e distanza di separazione
Per la determinazione della distanza di separazione
mediante soluzione conforme, il Codice prevede il metodo delle piastre
radianti.
HMAX d = max {HMAX; dseparazione}HMAX d = max {HMAX; dseparazione}
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17. 17
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LIVELLO I: COLLASSO CONTROLLATO
Resistenza al fuoco:
livello I ed assenza di danneggiamento
Per la verifica dell’assenza di danneggiamento mediante soluzione
alternativa, il Codice richiede la verifica del meccanismo di collasso (guidato
verso l’interno, in caso di costruzioni in aderenza)
Tipico esempio: depositi intensivi automatizzati
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LIVELLO II
Resistenza al fuoco:
soluzioni progettuali per il livello II
Per il livello II di resistenza al fuoco, è ammessa la continuità strutturale, a
condizione che si dimostri l’assenza di conseguenze esterne o verso altre
porzioni di struttura per almeno 30 minuti (sia per incendi nominali nominali o
naturali). In caso di incendi naturali, va comunque garantita una resistenza al
fuoco non inferiore al doppio del tempo massimo di esodo degli occupanti.
18. 18
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LIVELLO II
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LIVELLO II: MARGINE DI SICUREZZA PER L’ESODO
Resistenza al fuoco:
livello II e margine di sicurezza per l’esodo
Per la determinazione della classe minima di resistenza al fuoco della struttura o del
compartimento mediante soluzione alternativa, il Codice prevede la valutazione del
margine di sicurezza per l’esodo degli occupanti.
Vanno comunque garantiti 30 minuti di resistenza dall’innesco.
19. 19
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LIVELLO II: MARGINE DI SICUREZZA PER L’ESODO
IL MARGINE DI SICUREZZA VA CALCOLATO
SIA CON RIFERIMENTO A SCENARI DI
INCENDIO CHE METTANO IN CRISI L’ESODO
CHE CON SCENARI CHE METTANO IN CRISI
LE STRUTTURE.
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LIVELLO II: SCENARI PER L’ESODO
Resistenza al fuoco:
livello II e margine di sicurezza per l’esodo
Il progettista deve ben individuare gli scenari di incendio
(Slide Ing. Ponticelli)
20. 20
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LIVELLO II: ASSENZA DI DANNEGGIAMENTO
Resistenza al fuoco:
livello II ed assenza di
danneggiamento
Possono beneficiare del livello II anche
compartimenti di opere da costruzione a
condizione che il collasso strutturale
non danneggi la rimanente opera.
La verifica è subordinata ad adozione di
soluzioni alternative e quindi metodi
F.S.E.
Protezioneparziale
(Slide Ing. Ponticelli)
21. 21
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LIVELLO III
Resistenza al fuoco:
soluzioni progettuali per il livello III
Per il livello III di resistenza al fuoco non sono presenti novità significative, salvo
la ridefinizione delle classi tabellari “basse” ed il perfezionamento del metodo di
calcolo del carico di incendio specifico di progetto (legno).
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LIVELLO III
22. 22
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LIVELLO IV
Resistenza al
fuoco:
soluzioni
progettuali per il
livello IV
Il livello IV di
resistenza al
fuoco non è
obbligatorio. Il
Codice prevede,
comunque,
soluzioni conformi
finalizzate a
limitare
significativamente
il danneggiamento
strutturale al
compartimento di
primo innesco.
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LIVELLO IV
23. 23
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LIVELLO IV: SOLUZIONI PROGETTUALI
Resistenza al fuoco:
soluzioni progettuali per il livello IV
Per il livello IV di resistenza al fuoco la soluzione conforme del Codice impone il
controllo di parametri di danneggiamento (1/100, al fronte di 1/250 per lo SLE
delle NTC ‘08), l’adozione di giunti strutturali elastici ed a tenuta (se presenti),
l’impiego di partizioni con requisito M e di porte a tenuta di fuoco e fumo.
Requisito M
EN 1363-2
Requisiti Sa E S200
EN 1634-3
Verifica d/L
(Slide Ing. Ponticelli)
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LIVELLO V
Resistenza al fuoco:
soluzioni progettuali
per il livello V
Per il livello V di
resistenza al fuoco,
non obbligatorio, il
Codice non fornisce
soluzioni conformi o
alternative ma
sottolinea che il
progettista deve
garantire anche la
piena funzionalità
degli impianti
strategici, ai fini
dell’opera, durante e
dopo l’incendio.
24. 24
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
STRUTTURE VULNERABILI
Resistenza al
fuoco:
strutture
“vulnerabili”
Il Codice non vieta
le strutture
vulnerabili:
fornisce dei
warning ai
progettisti.
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
CONTROVENTI Resistenza al fuoco:
controventi verticali
A meno di verifica
strutturale ad hoc, i
controventi verticali vanno
protetti dall’incendio anche
se, in condizioni di incendio
e con approccio
prescrittivo, sono
sostanzialmente scarichi.
. . .
da N.T.C. 2008
(Slide Ing. Ponticelli)
25. 25
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CARICO DI INCENDIO SPECIFICO DI PROGETTO
Come nel DM 9/3/2007, ma riassociati
Primo tentativo almeno
15 minuti
Possibilità di legno protetto
qf per attività (frattile 80%), per oggetto, per materiale
Si passa da Cla.Raf 2.0 a Cla.Raf 3.0
(Slide Ing. Ponticelli)
26. 1
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi per il calcolo della
resistenza al fuoco nelle
strutture
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Structural
Fire
Investigation
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27. 2
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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28. 3
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Sapienza University of Rome
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Fire
Investigation
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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29. 4
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Fire
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Fire
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30. 5
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi tabellari
Pareti non portanti, murature, solai, travi
Cls armato: metodo A e B
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Fire
Investigation
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31. 6
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Structural
Fire
Investigation
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Structural
Fire
Investigation
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32. 7
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Structural
Fire
Investigation
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Structural
Fire
Investigation
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33. 8
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Fire
Investigation
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Fire
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34. 9
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Fire
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Structural
Fire
Investigation
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35. 10
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi tabellari
Cls armato: metodo A e B
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Fire
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36. 11
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Fire
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Fire
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37. 12
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Fire
Investigation
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38. 13
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Structural
Fire
Investigation
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Fire
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39. 14
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40. 15
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41. 16
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42. 1
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi analitici semplificati
per il calcolo della
resistenza al fuoco
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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Structural
Fire
Investigation
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43. 2
Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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44. 3
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45. 4
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CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi analitici semplificati
Trave inflessa in acciaio
Colonna compressa in acciaio
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School of Civil and Industrial Engineering
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46. 5
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Fire
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Structural
Fire
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47. 6
Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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48. 7
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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School of Civil and Industrial Engineering
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Structural
Fire
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49. 8
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
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Investigation
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50. 9
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School of Civil and Industrial Engineering
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Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
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Investigation
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51. 10
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
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Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
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Structural
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52. 11
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School of Civil and Industrial Engineering
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
53. 12
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi analitici semplificati
Metodo isoterma cls armato
Metodo delle zone nel cls
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
54. 13
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
55. 14
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
56. 15
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Tabella tratta
dall’articolo
dell’Ing.Ponticelli
57. 16
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Structural
Fire
Investigation
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CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Metodi analitici
Metodo della sezione residua in legno
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58. 17
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Fire
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SEZIONE
RESIDUA
SEZIONE
RESIDUA
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Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
59. 18
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
60. 19
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Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Velocità di carbonizzazione
Per quanto riguarda la velocità di carbonizzazione b0, in mancanza di valutazioni
sperimentali dirette effettuate in accordo alle pertinenti normative CEN, si può fare
riferimento a quanto riportato nella Tabella 12.1.
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Structural
Fire
Investigation
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61. 20
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Fire
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62. 21
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Investigation
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LEGHE DI ALLUMINIO
• IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELL’EUROCODICE 9 PARTE 1-2
63. 22
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON L’ACCIAIO
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 100 200 300 400 500
Temperature (°C)
k0,2
EN AW-5052 O
EN AW-5052 H34
EN AW-5083 O
EN AW-5083 H113
EN AW-5454 O
EN AW-5454 H32
EN AW-6061 T6
EN AW-6063 T6
EN AW-6082 T6
Per le sezioni snelle in lega di
alluminio qcr,aL = 170°C
m0 = k0,2,qcr
Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni).
2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione
m0)
3) Dalle proprietà meccaniche del materiale
4) Dalle proprietà termiche del materiale
5) Dalla modellazione dell’incendio (curve nominali, curve naturali).
6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre, vernici …).
7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma
8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocità di riscaldamento della stessa (A/V).
…ed inoltre:
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato
10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione, in
generale, dipende:
64. 1
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Prove sperimentali per il
calcolo della resistenza al
fuoco
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Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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Structural
Fire
Investigation
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65. 2
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66. 3
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67. 4
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68. 5
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69. 6
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Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
70. 7
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
L’utilizzo delle vernici
intumescenti per il
raggiungimento della
resistenza al fuoco prestabilita
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71. 8
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72. 9
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73. 10
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74. 11
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75. 12
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I prodotti destinati alla protezione passiva dovranno essere
corredati dei seguenti documenti
76. 13
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77. 14
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78. 15
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79. 16
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Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
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80. 17
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81. 18
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Structural
Fire
Investigation
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82. 19
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
83. 20
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
84. 21
Fire Safety
Engineering Design
of Structures
di J. A. Purkiss
Pubblicato da
Butterworth &
Heinemann (2007)
Resistenza al fuoco delle costruzioni
di Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De Angelis
Pubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle
strutture
di Roberto Lenzi
E.P.C. (2004)
Progettazione di strutture in
acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di
incendio
di E. Nigro, S. Pustorino,
G. Cefarelli, P. Princi
Pubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuoco
di Lamberto Mazziotti, Giuseppe
Paduano e Saverio La Mendola
Pubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire
Safety
di Andrew Hamilton Buchanan
Pubblicato da Wiley & Sons
(2001)
Traduzione
P. Gambarova e R. Felicetti (2009)
HOEPLI
Guida agli Eurocodice 1, 2, 3 e 4
Resistenza al fuoco delle
strutture: EN 1991-1.2, EN 1992-
1.2, EN 1993-1.2 E EN 1994-1.2
di T. Lennon, D.B. Moore,
Y.C. Wang e C.G. Bailey
Traduzione di S. Tedeschi e
C. De Domenico
ubblicato da EPC (2011)
85. 1
Università “La Sapienza” – Roma
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Anno Accademico 2019-2020
9 novembre 2019
Calcolo della resistenza al fuoco di un telaio in cls
a due campate
(esercitazione)
Ing. Marcello Mangione
Ing.mangione@libero.it
“Sapienza” University of Rome
School of civil and Industrial Engineering
Ph.D. – XXIX ciclo
Structural
Fire
Investigation
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
86. 2
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Per la geometria del problema e il valore di carico si hanno i seguenti valori:
JI = bh3 /12 = 0.3 x 0.63 /12 = 5.40 x 10- 3 m4
Jh = bh3 /12 = 0.3 x 0.33 /12 = 6.75 x 10-4 m4
k= JI/Jh × h/l = 4
MB = MD = -pl2/(12(1+k)) = - 6 KNm
MC = - (2+3k)/3(1+k) x (pl2/8) = - 42 KNm
MA = ME = pl2/(24(1+k)) = 3 KNm
VA = NEd= pl/2 + (MC - MB)/l = 24 KN
VF = pl - 2 ((MC - MB)/l) = 72 KN
Mmezzeria BC = MB + RA l/2- pl2/8 = 21 KNm
87. 3
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
TEMPERATURA[°C]
TEMPO [MIN]
curva nominale standard
CURVA NOMINALE ISO 834
La curva nominale standard (curva temperatura-tempo d'incendio standard) è
rappresentata dall'equazione:
𝑻 𝑮 = 𝟑𝟒𝟓 ∙ 𝒍𝒐𝒈 𝟏𝟎 𝟖𝒕 + 𝟏 + 𝟐𝟎
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
RICHIAMO DELLA TEORIA
88. 4
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica con il metodo dell’isoterma a 500°C
Si ricorda che con questo metodo si considera danneggiato il calcestruzzo che abbia
raggiunto temperature maggiori di 500°C e si esclude ogni suo contributo alla
resistenza. Si verifica la sezione trasversale ridotta a freddo che mantiene i suoi
valori di resistenza e modulo di elasticità.
La resistenza dell’acciaio viene valutata in base all’effettiva temperatura raggiunta.
Verifica trave inflessa BC (lo stesso vale per la trave CD):
fcd= 25 MPa;
fyd= 450 MPa.
Attraverso il software VCASLU si calcola il momento resistente offerto dalla sezione
a 20°C, pari a
Mrd= 194 KNm.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
89. 5
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
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Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
L’Eurocodice fornisce la mappatura termica per i diversi valori di R delle sezioni più
comuni. Per la sezione 30 x 60, R60 si trova:
Mappatura trave dim. 30x60 cm - R60 da Eurocodice
90. 6
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
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Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Prof. Ing. Franco Bontempi
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)
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Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
91. 7
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
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Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
La sezione, cioè, viene ridotta di 4 cm in tutte le direzioni.
La “nuova” sezione avrà, quindi, dimensione: 22 x 52 cm.
Si calcola la resistenza offerta con queste dimensioni e per un valore di fyd= 0.47 x
450 = 211.5 MPa considerando il fatto che l’acciaio, come si vede nella tabella, si
trova a 600°C e che il ky, corrispondente vale 0.47.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
MRd (60’)= 92.56 KNm > MEd =21 KNm → la trave è R60.
92. 8
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro AB (lo stesso vale per il pilastro ED):
Il pilastro, di dimensioni 30 x 30 cm, offre una resistenza a freddo pari a 45,24 kNm
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
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Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Dalle mappature dell’Eurocodice, per sezioni 30 x 30 cm, si trova che per R60, queste si
riducono in tutte le direzioni di 4 cm, quindi la sezione, dopo 60 minuti, avrà
dimensioni 22 x 22 cm.
Mappatura pilastro dim 30x30 cm- R60 da Eurocodice
93. 9
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
La resistenza offerta con queste dimensioni e con l’acciaio che ha resistenza
Fyd = 0.47x 450 = 211.5 MPa, è 22,56 kNm
MRd=22.56 KNm > MEd=MB = 6 KNm → la colonna è R60.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
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Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro FC
La verifica del pilastro FC con il metodo dell’isoterma a 500°C, avendo le stesse
dimensioni e la stessa armatura del pilastro AB porta allo stesso valore di MRd a
freddo:
MRd = 45.24 KNm
Dopo 60 minuti, la sezione si sarà ridotta di 4 cm in tutte le direzioni, con
MRd= 22.56 KNm
Il momento agente sul pilastro è nullo, quindi il pilastro FC è R60.
94. 10
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
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Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
RICHIAMO DELLA TEORIA
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
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Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro AB
Verifica condizioni di utilizzo del metodo:
• Lunghezza libera d’inflessione l0= 0.7*l = 2.1 < l0max;
• As = 8.04 cm2 < 0.04 Ac = 0.04 x 900=36 cm2;
• Eccentricità e= M0Ed,fi/N0Ed,fi 6/24= 0.25m emax= 0.15 x 0.3=0.045
0.25> emax → non verificato
Non è applicabile il metodo A.
95. 11
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro FC
Verifica condizioni di utilizzo del metodo:
• Lunghezza libera d’inflessione l0 = 0.7*l =2.1 < l0max;
• As = 8.04 cm2 < 0.04 Ac = 0.04 x 900=36 cm2;
• Eccentricità e= M0Ed,fi/N0Ed,fi 0/72=0 m emax = 0.15 x 0.3=0.045
E’ applicabile il metodo A.
Calcolo sollecitazione in condizioni di incendio: N0Ed,fi= 0.7x72= 50.4KN
Calcolo del fattore di riduzione per i livelli di carico:
• NRd= 0.8 fcd Ac+As fyd= 1.570 KN
• μfi=50.4/1.570=0.03
Per colonne esposte su più di un lato, per essere R60, devono essere rispettate le
condizioni minime 200/25 (bmin/a), valutate per il più piccolo valore di ųfi presente
in tabella. Il pilastro FC è R60.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
RICHIAMO DELLA TEORIA
96. 12
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro AB
Verifica condizioni di utilizzo del metodo:
• n= N0Ed,fi/(0.7(Ac fcd+As fyd)) = 24*103/ (0.7(3002 x 20.8+1608 x 375))= 0.014;
• Eccentricità e= M0Ed,fi/N0Ed,fi ≤ emax
• e = M0Ed,fi/N0Ed,fi= 6/24= 0.25m= 250 mm non è < emax → non verificato.
• e/b= 250/300 mm= 0.83 mm < 25 mm;
Non è applicabile il metodo B.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Verifica pilastro FC:
Verifica condizioni di utilizzo del metodo:
• n= N0Ed,fi/(0.7(Acfcd+Asfyd)) = 72*103/ (0.7(3002 x 20.8 + 804 x 375)) = 0.047;
• Eccentricità e= M0Ed,fi/N0Ed,fi ≤ emax; e=M0Ed,fi/N0Ed,fi= 0/72
• Snellezza λ0,fi= l0,fi/i ≤ 30
i= 86.6 mm; λ0,fi= l0,fi/i = 0.7 x 3/0.0866= 24 < 30;
• Il carico si abbatte di un fattore η=0,7; ω=As fyd/Ac fcd = 0.1
E’ applicabile il metodo B.
97. 13
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
Caratteristiche dei materiali
CLS 25/30 fck = 25.0 MPa
fcd= 25/1.2 = 20.8 MPa
Acciaio fyk = 450 MPa
fyd= 450/1.2 = 375 Mpa
Con i valori trovati di n ed ω si entra nella tabella dell’Eurocodice e si trova, in
corrispondenza di R60 e di ω = 0.1 dimensioni minime di 150/30:200/25 e poiché le
dimensioni del pilastro sono 300/40, si può dire che è R60.
Dal confronto dei metodi impiegati si può concludere che, seppure entrambi i metodi
sono molto rapidi una volta note le caratteristiche delle sezioni e le azioni sollecitanti,
i metodi tabellari sono più restrittivi.
Nel caso studiato, infatti, non sono stati applicabili per i pilastri AB ed ED perché non
sono rispettate le condizioni limite riguardanti l’eccentricità.
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
VERIFICA DELLA RESISTENZA AL FUOCO
(software ricorrenti)
98. 14
Prof. Ing. Franco Bontempi
Ing. Marcello Mangione
)
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Progettazione Strutturale Antincendio - Esercitazione
VERIFICA DELLA RESISTENZA AL FUOCO
(software ricorrenti)
99. 1
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Procedure per la certificazione
della resistenza al fuoco
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
100. 2
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
101. 3
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
102. 4
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
103. 5
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
104. 6
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
105. 7
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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106. 8
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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107. 9
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
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Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
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108. 10
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Presentation outline
109. 11
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
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Fire
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Presentation outline
110. 12
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
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Fire
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111. 13
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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112. 14
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Fire
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113. 15
Ing. Marcello Mangione
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Fire
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Fire
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114. 16
Ing. Marcello Mangione
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Sapienza University of Rome
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Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
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Fire
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115. 17
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Sapienza University of Rome
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School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
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Fire
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116. 18
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Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Valutazione delle resistenza al
fuoco nelle procedure di
rinnovo antincendio
Presentation outline
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome Ing. Marcello Mangione
117. 19
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Presentation outline
118. 20
Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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Ing. Marcello Mangione
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
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