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CAPITOLO 7
Analisi dei carichi
7.1 Carichi permanenti e variabili
Ai fini delle analisi, sono presi in considerazione i carichi statici permanenti strutturali G1, permanenti portati G2 e variabili Qk riportati in tabella 7.1:
Carico G1 [kN/m2] G2 [kN/m2] G2 [kN/m] Qk [kN/m2] Solaio di calpestio AN e AS 1,57 1,75 - 3,00 Solaio di calpestio AM 2,79 1,75 - 4,00 Solaio di copertura 1,37 1,24 - 0,50 Soletta scala 5,39 0,52 - 4,00 Soletta pianerottolo 5,00 1,03 - 4,00 Tamponamenti h=0,90m - 2,83 2,55 - Tamponamenti h=1,60m - 2,83 4,53 - Tamponamenti h=2,40m - 2,83 6,79 - Tamponamenti h=3,20m - 2,83 9,06 - Tramezzi - 2,00 5,57 -
Neve senza vento - - - 0,80
Neve con vento (zone di accumulo) - - - 4,00
Vento (Pressione cinetica di riferimento) - - - 0,46
Tabella 7.1 - Carichi permanenti strutturali G1, permanenti portati G2 e variabili Qk Per l'azione della neve si considera:
- Zona II; - as < 200 m; - CE = 1; - Ct = 1;
- la condizione di "neve senza vento" è utilizzata anche in presenza di vento per le zone dove non si ha la formazione di accumuli.
161 Per l'azione del vento si considera:
- Zona 3; - Cd = 1; - Ct = 1;
- Classe di rugosità B;
- Categoria di esposizione III; - Cpi:
- corpi di fabbrica AN e AM come costruzioni che presentano su due pareti opposte, normali alla direzione del vento, aperture non minore di ⅓ di quella totale;
- corpo di fabbrica AS come costruzione che ha (o può anche avere in condizioni eccezionali) una parete con aperture di superficie non minore di ⅓ di quella totale.
- Cf = 0,02 (cemento a faccia scabra).
7.2 Azione sismica
Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati, si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base” del sito di costruzione.
La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa ag, in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie
topografica orizzontale (Categoria di sottosuolo A), nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con
riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento
VR [17]. Quest'ultimo si ricava da:
(NTC08 2.4.1) VR = VN ∙ CU (7.1)
La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel corso dei quali la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve
162 potere essere usata per lo scopo al quale è destinata; per l'edificio oggetto di studio del presente lavoro di tesi si assume: VN=50 anni.
In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d’uso; per l'edificio oggetto di studio del presente lavoro di tesi si assume una Classe III, alla quale corrisponde un coefficiente d'uso: CU=1,5.
Dalla tabella 3.2.I delle NTC08 [17] si ricavano le probabilità di superamento PVR
nel periodo di riferimento VR al variare dello stato limite considerato, in modo da
calcolare il tempo di ritorno TR attraverso la formula:
(NTC08 C3.2.1) TR = - VR ln ൫1 - PVR൯ (7.1) In definitiva si ha: SLO: PVR = 81% TR = 45,16 ≈ 45 anni SLD: PVR = 63% TR = 75,43 ≈ 75 anni SLV: PVR = 10% TR = 711,84 ≈ 712 anni
In funzione dei tempi di ritorno, della latitudine (44,0505° N) e della longitudine (10,0539° E) si ricavano i valori di ag, F0 e Tc*, mentre per calcolare i restanti termini necessari per determinare lo spettro di risposta elastico in accelerazione è necessario conoscere la categoria di sottosuolo (tab. 7.2).
Data l'impossibilità di effettuare prove in-situ, si è reso necessario cercare informazioni tra la documentazione presente in rete riguardo prove down-hole realmente effettuate in zone limitrofe, ottenendo due risultati, riportati in parte in Appendice 1. Il primo consiste nella documentazione relativa ad una prova eseguita il 19/01/2006 in località Ficola e contenuta nella banca dati del Programma di Valutazione degli Effetti Locali (Programma VEL), avviato dalla Regione Toscana nel 1998. Il secondo, che contiene prove eseguite il 24/09/2013, è invece la relazione geotecnica redatta per la variante al P.R.G. del Comune di Carrara, finalizzata alla ristrutturazione urbanistica del distretto socio sanitario ex Gil. Il fabbricato è ubicato nel centro di Avenza, all’incrocio tra Via Giovan Pietro e Viale XX Settembre, ad una distanza in linea d'aria, relativamente
163 contenuta, di circa 350m da quello oggetto di studio del presente lavoro di tesi. Inoltre, dall'estratto della Carta idrogeologica, redatta a supporto della Variante al Regolamento Urbanistico del Comune di Carrara nel 2004, si osserva che il sottosuolo di entrambe le aree comparate è composto da depositi fluviali a granulometria eterogenea, con prevalente frazione grossolana. Entrambi i documenti affermano che la velocità delle onde di taglio VS,30 misurata nei primi
trenta metri è compresa tra 360m/s e 800m/s e si può assumere la categoria di
sottosuolo B. Stato Limite TR [anni] ag [g] F0 TC* [s] CC TB [s] TC [s] TD [s] ST SS S SLO 45 0,052 2,512 0,245 1,457 0,119 0,357 1,808 1,00 1,20 1,20 SLD 75 0,064 2,520 0,263 1,437 0,126 0,378 1,856 1,00 1,20 1,20 SLV 712 0,153 2,391 0,296 1,403 0,138 0,415 2,212 1,00 1,20 1,20
Tabella 7.2 - Coefficienti necessari per determinare lo spettro di risposta elastico in accelerazione
La capacità dissipativa della struttura è considerata attraverso una riduzione delle forze elastiche, che tiene conto in modo semplificato della capacità dissipativa anelastica della struttura, della sua sovraresistenza e dell’incremento del suo periodo proprio a seguito delle plasticizzazioni. Di conseguenza, lo spettro di progetto Sd(T) da utilizzare è lo spettro elastico corrispondente, riferito
alla probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR considerata, con le
ordinate ridotte sostituendo η con 1/q, dove q è il fattore di struttura: 0 ≤ T < TB Se(T) = ag · S · η · F0 · ቂ T TB+ 1 η·F0 ቀ1-T TBቁቃ TB ≤ T < TC Se(T) = ag · S · η · F0 (NTC08 3.2.4) TC ≤ T < TD Se(T) = ag · S · η · F0 · ቀ ் ்ಳቁ (7.1) TD ≤ T Se(T) = ag · S · η · F0 · ቀ TC · TD TB ቁ
164 Eseguendo l'analisi di un edificio esistente in cemento armato, in accordo con quanto affermato nel § C8.7.2.4 delle NTC08 [17], si assume q=1 (SLO e SLD) e
q=1,5 (SLV). Di seguito si riportano gli spettri di progetto per i diversi stati limite.
Figura 7.1 - Spettro di progetto in accelerazione della componente orizzontale per SLO
Figura 7.2 - Spettro di progetto in accelerazione della componente orizzontale per SLD
TC TB TD 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 S e [g] T [s] TC TB TD 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 S e [g] T [s]
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Figura 7.3 - Spettro di progetto in accelerazione della componente orizzontale per SLV
TC TB TD 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 S e [g] T [s]
