RELAZIONE VERIFICA E CALCOLO FONDAZIONI PALI DI SOSTEGNO

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PON METRO 2014/20 – MOBILITA’ SOSTENIBILE E ITS

Sistema di Centralizzazione Semaforica e Rilevazione del Traffico. – Asse II Mobilità Sostenibile e ITS – PON METRO 2014-2020, Progetto NA2.2.1.B Infrastrutture e tecnologie intelligenti per la gestione dei flussi di traffico – Semafori.

PROGETTO ESECUTIVO B.04.NA221A_R01_1 – Relazione Verifica e Calcolo Fondazione Pali di Sostegno

Pag.

RELAZIONE VERIFICA E CALCOLO FONDAZIONI PALI DI SOSTEGNO

B.04.NA221A_R01_2

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SOMMARIO

1. PREMESSA ... 4

2. RIFERIMENTI NORMATIVI ... 5

3. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI... 5

3.1. CALCESTRUZZO NUOVO ... 5

3.2. ACCIAIO PER CEMENTO ARMATO ... 8

4. AZIONI DI CALCOLO E COMBINAZIONI. ... 11

4.1. CRITERI DI VERIFICA ... 11

4.2. VERIFICHE SLU ... 13

4.3. COMBINAZIONI ... 13

5. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE. ... 17

6. AZIONE SISMICA ... 19

7. CARICHI UTILIZZATI PER IL DIMENSIONAMENTO DEI PLINTI ... 22

7.1. CARICHI PER PLINT PALO HFT 7M ... 22

7.2. CARICHI PER PLINTI PALO HFT 7M + SBRACCIO 4M ... 35

8. CODICE DI CALCOLO, SOLUTORE E AFFIDABILITÀ DEI RISULTATI. ... 45

8.1. VERIFICHE MANUALI ... 45

8.2. PLINTI DI FONDAZIONE (PLINTI DELLA INGEGNERIASOFT.COM) ... 45

9. ALLEGATO A. ... 46

10. ALLEGATO B. ... 52

11. IMPIANTO SEMAFORICO ... 58

11.1.TIPOLOGIE DI PALI ... 58

11.2.BASAMENTO IN CALCESTRUZZO PER PALI ... 58

11.3.VERIFICHE ... 59

11.4.NORME DI RIFERIMENTO ... 63

12. RELAZIONE MATERIALI ... 65

12.1.PREMESSA ... 65

12.2.NORMATIVA DI RIFERIMENTO ... 65

12.3.MATERIALI STRUTTURALI DI RIFERIMENTO ... 65

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12.4.LISTA DEI MATERIALI PREVISTI ... 67

13. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI PER LE OPERE EDILI ... 71

13.1.CONGLOMERATO PER STRUTTURE DI FONDAZIONE... 71

13.1.1. CEMENTO... 71

13.1.2. CONTROLLO DELLA DOCUMENTAZIONE ... 71

13.1.3. CONTROLLO DI ACCETTAZIONE ... 72

13.2.AGGREGATI ... 72

13.3.ACQUA ... 73

13.4.ADDITIVI ... 73

13.5.CARATTERISTICHE DEL CALCESTRUZZO ... 74

13.5.1. LE CLASSI DI RESISTENZA ... 74

13.5.2. REOLOGIA DEGLI IMPASTI E GRANULOMETRIA DEGLI AGGREGATI ... 74

13.5.3. RAPPORTO ACQUA/CEMENTO ... 75

13.5.4. LAVORABILITÀ ... 76

13.6.ACCIAIO PER I GETTI ... 77

13.6.1. REQUISITI ... 77

13.6.2. CONTROLLI SULL’ACCIAIO ... 79

13.6.3. LAVORAZIONI IN CANTIERE - RAGGI MINIMI DI CURVATURA ... 82

13.6.4. DEPOSITO E CONSERVAZIONE IN CANTIERE ... 83

13.7.ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA ... 83

13.7.1. CARATTERISTICHE MINIME DEI MATERIALI ... 83

13.7.2. TENSIONI AMMISSIBILI SECONDO LA UNI 7670 RIF. 5.1.1 E 5.1.2 ... 84

13.7.3. BULLONERIA ... 85

13.7.4. SALDATURE ... 85

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1. Premessa

Oggetto della presente relazione sono i plinti di fondazione di n.3 tipologie di pali:

1) Palo in sezione tubolare cava a sezione variabile di altezza 8m

2) Palo in sezione tubolare cava a sezione variabile di altezza 8m + sbraccio di 4m 3) Palina semaforica di altezza 3,6m

Figura 1 – Tipologici pali

In questa sede verranno fornite informazioni a carattere geologico - tecnico relative ai siti in cui verranno installati e/o rifunzionalizzati gli impianti semaforici previsti nell'ambito del Pon METRO 2014-2020 – Mobilità Sostenibile e ITS che interessa il territorio del Comune di Napoli.

Si riportano nel seguito le calcolazioni di progetto e verifica dei plinti di fondazione.

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2. Riferimenti Normativi

I lavori saranno eseguiti nel pieno rispetto della normativa vigente ed in particolare:

1) D.M. 17 gennaio 2018 “Norme tecniche per le costruzioni 2018 (NTC 2018)”;

2) Circolare n. 7 del 21 Gennaio 2019, “Circolare applicativa delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni approvate con D. M. 17 Gennaio 2018”;

3) Norma CNR DT 207/2018: “Istruzioni per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni”;

4) Norma UNI EN ISO 1461 del settembre '99: “Rivestimenti di zincatura per immersione a caldo su prodotti finiti ferrosi e articoli di acciaio. Specificazioni e metodi di prova”;

5) Eurocodice 2 UNI ENV 1992-3: “Progettazione delle strutture di calcestruzzo. Parte 3:

Fondazioni di calcestruzzo”;

6) Eurocodice 3 ENV 1993-1-1: “Progettazione delle strutture di acciaio. Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici”;

7) Eurocodice 1 UNI ENV 1991-1: “Basi di calcolo ed azioni sulle strutture. Parte 1: Basi di calcolo”.

3. Caratteristiche dei Materiali

3.1. Calcestruzzo nuovo

La resistenza di calcolo fcd a compressione del calcestruzzo da considerare nel calcolo agli stati limite ultimi per il conglomerato è la seguente:

c ck cc cd

f f







dove:

αcc coefficiente riduttivo per resistenze di lunga durata;

fck resistenza cilindrica caratteristica del calcestruzzo a 28 giorni;

γc coefficiente di sicurezza parziale del calcestruzzo.

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La resistenza di calcolo dell’acciaio a snervamento fyd è la seguente:

s yk yd

f f

  dove:

fyk resistenza caratteristica (o nominale) dell’acciaio allo snervamento;

γs coefficiente di sicurezza parziale dell’acciaio.

I conglomerati cementizi utilizzati sono (§ 4.1 NTC 18) : - C25/30 per i nuovi plinti

Figura 2 - Caratteristiche del calcestruzzo C25/30 Diagramma di calcolo tensione-deformazione del calcestruzzo

Dei vari diagrammi si è utilizzato quello a parabola-rettangolo di figura ad oggi ritenuto il più attendibile nel calcolo di resistenza (specie in presenza di sforzo normale). L’arco di parabola presenta il suo asse parallelo all’asse delle tensioni e un segmento di retta parallelo all’asse delle deformazioni e tangente alla parabola nel punto di sommità. Il vertice della parabola ha ascissa ε_c2 e la deformazione massima del segmento corrisponde a quella di ε_cu fissata dalle norme; l’ordinata massima del diagramma è pari a f_cd. L’arco di parabola sopra definito è analiticamente rappresentato dalla seguente equazione:

Calcestruzzo - Rif. UNI EN 1992 - 1 - 1 : 2005

Resistenza caratteristica cubica Rck 30 [MPa]

Resistenza caratteristica cilindrica fck 25 [MPa]

Coefficiente di sicurezza parziale per il calcestruzzo c 1,5 [-]

Coefficiente che tiene conto degli effetti di lungo termine cc 0,85 [-]

Valore medio della resistenza a compressione cilindrica fcm 33 [MPa]

Valore medio della resistenza a trazione assiale del calcestruzzo fctm 2,6 [MPa]

Valore caratteristico della resistenza a trazione assiale (frattile 5%) fctk;0,05 1,8 [MPa]

Valore caratteristico della resistenza a trazione assiale (frattile 95%) fctk;0,95 3,3 [MPa]

Modulo di elasticità secante del calcestruzzo Ecm 31476 [MPa]

Deformazione di contrazione nel calcestruzzo alla tensione fc ec1 0,0020 [-]

Deformazione ultima di contrazione nel calcestruzzo ecu 0,0035 [-]

Resistenza di progetto a compressione del calcestruzzo fcd 14,17 [MPa]

Resistenza di progetto a trazione del calcestruzzo fctd 1,20 [MPa]

Tensione ammissibile nel calcestruzzo nella combinazione caratteristica sc,caratt. 15 [MPa]

Tensione ammissibile nel calcestruzzo nella combinazione quasi permanente sc,q.p. 11,25 [MPa]

DEFINIZIONE DEI MATERIALI

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2 0 2 0

2

c c cd c

c

cd f

f e

 e e

 e

 s

Figura 3 - Diagramma tensione-deformazione calcestruzzo.

Classe di esposizione ambientale

La condizione ambientale è uno dei fattori da tenere in considerazione quando si effettua la scelta dei materiali da utilizzare in un progetto.

Le caratteristiche e le prestazioni del calcestruzzo possono essere influenzate dalle azioni ambientali. Pertanto, nel progetto di una struttura in CA è necessario definire la classe di esposizione ambientale che indica il maggiore o minore livello di aggressività del luogo in cui la struttura sarà inserita.

Le norme UNI 11104 e UNI EN 206-1 consentono di individuare la corretta combinazione di classi di esposizione dell’opera e di ogni sua componente, in funzione dei singoli meccanismi di degrado dell’ambiente sulle strutture.

Per garantire la durabilità del calcestruzzo vengono definite 6 classi di esposizione ambientale, con l’individuazione di prescrizioni specifiche relative a:

- il massimo rapporto acqua/cemento;

- il minimo contenuto di cemento;

- la minima classe di resistenza.

La scelta della combinazione di classi di esposizione va eseguita per tutti gli elementi strutturali, in base alla loro posizione nella costruzione.

Le 6 classi di esposizione del calcestruzzo sono le seguenti:

1. assenza di rischio di corrosione o attacco 2. corrosione indotta da carbonatazione

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3. corrosione delle armature indotta da cloruri esclusi quelli provenienti dall’acqua di mare 4. corrosione delle armature indotta da cloruri presenti nell’acqua di mare

5. attacco dei cicli gelo/disgelo con o senza sali disgelanti 6. attacco chimico (da parte di acque del terreno e acque fluenti)

A seguito delle considerazioni effettuate sulle condizioni più svantaggiose per le opere interrate e immerse/parzialmente immerse sono state scelte prescrizioni relative alla classe di esposizione XC2, con le seguenti caratteristiche:

 Rapporto massimo A/C = 0,60

 Classe di resistenza minima a compressione C25/30

 Contenuto minimo di cemento pari a 280 kN/m³

 Copriferro: 4 cm

Per il caso in esame la classe di esposizione è la 2 – Corrosione indotta da carbonatazione, nel dettaglio la XC2.

Figura 4 – esposizione ambientale UNI EN 206-1.

3.2. Acciaio per cemento armato

L’acciaio per cemento armato B450C (§ 11.3.2.1 NTC 18) è caratterizzato dai seguenti valori nominali delle tensioni caratteristiche di snervamento e di rottura:

Classe Acciaio B450C

Modulo Elastico Acc 2100000 kN/cmq

Tipo Armatura POCO SENSIBILI

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Tipo Ambiente ORDINAR. XC2

Resist.Car.Acc 'fyk' 4500,0 kN/cmq

Tens. Rott.Acc 'ftk' 4500,0 kN/cmq

Resist. Calcolo'fyd' 3913,0 kN/cmq

Def.Lim.Ult.Acc'eyu' 1,00 %

Sigma CLS Comb.Rare 168,0 kN/cmq

Sigma CLS Comb.Perm 126,0 kN/cmq

Sigma Acc Comb.Rare 3600,0 kN/cmq

Peso Spec.CLS Magro 2200 kN/mc

Figura 5 – caratteristiche dell’acciaio.

Le barre tese devono essere prolungate oltre la sezione nella quale esse sono soggette alla massima tensione in misura sufficiente a garantirne l'ancoraggio nell'ipotesi di ripartizione uniforme delle tensioni tangenziali di aderenza. Con le stesse modalità si dovrà inoltre verificare che l'ancoraggio sia garantito al di là della sezione a partire dalla quale esse non vengono più prese in conto, con riferimento alla tensione effettiva ivi agente. I valori della tensione tangenziale ultima di aderenza fbd applicabili a barre ancorate in zona di conglomerato compatto utilmente compressa ai fini dell'ancoraggio (barre ancorate nella metà inferiore della trave o a non meno di 30 cm dalla superficie superiore del getto o da una ripresa ed allontanate dal lembo teso, oppure barre inclinate non meno di 45° sulle traiettorie di compressione), sono dati da determinate espressioni in funzione della tipologia delle barre (lisce o ad aderenza migliorata); nel caso in esame si utilizzano barre ad aderenza migliorata, quindi si ha (§ 5.3.3 D.M. 09/01/1996):

f_bd=2.25 ∙ ^f^ctk

γ_c =2.25 ∙ ^1.90

1.5 = 2.80 MPa Con γc già definito precedentemente.

Figura 6 – B450C per ripristino armature prelevate Diagramma di calcolo tensione-deformazione dell’acciaio

Acciaio - Rif. UNI EN 1992 - 1 - 1 : 2005

Resistenza a snervamento dell'acciaio fy k 450 [MPa]

Coefficiente di sicurezza parziale per l'acciaio s 1.15 [-]

Modulo di elasticità secante dell'acciaio Es 200000 [MPa]

Deformazione a snervamento dell'acciaio ey d 0.001957 [-]

Deformazione ultima dell'acciaio esu 0.01 [-]

Resistenza di progetto a trazione dell'acciaio fyd 391.3 [MPa]

Tensione ammissibile nell'acciaio per le combinazioni a SLS ss 360 [MPa]

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I diagrammi tensione-deformazione dell’acciaio utilizzati sono: (a) bilineare finito con incrudimento;

(b) elastico-perfettamente plastico indefinito.

Come deformazione ultima di progetto va assunto il valore di εud = 0,9 εuk, essendo εuk la deformazione uniforme ultima che deve essere ≥ 0,075 per l’acciaio B450C e k=ftk/fyk (rapporto di sovraresistenza) compreso tra 1,15 e 1,35.

Figura 7 - Diagramma tensione-deformazione acciaio.

Lunghezza di ancoraggio e di sovrapposizione

L’ancoraggio che non prevede nessuna piegatura è assolutamente da evitare in quanto non garantisce un corretto inserimento tra sezioni differenti.

La lunghezza di piegatura, posta all’estremità dei ferri, deve essere almeno 20 volte il diametro della barra longitudinale piegata (20 φ).

La lunghezza di ancoraggio, ovvero la penetrazione della barra orizzontale all’ interno del pilastro è fornita dalla seguente formula:

Dove:

φ è il diametro della barra longitudinale;

fb,d è la resistenza tangenziale di aderenza di progetto;

fy,d è la resistenza di progetto dell’acciaio.

Per quanto riguarda le lunghezze di sovrapposizione, le norme tecniche per le costruzioni (NTC 2018), riportano nel paragrafo 4.1.6.1.4 e 4.1.2.3.10 quanto segue:

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Figura 8 – estratto NTC 2018

In riferimento alle NTC 2018 si adotta una lunghezza di sovrapposizione maggiore di 20* ovvero saranno superati i seguenti valori, intesi come limiti inferiori:

- 20*1.60cm = 32 cm - 20*1.40cm = 28cm - 20*1.20cm = 24 cm - 20*1.0cm = 20 cm

4. Azioni di Calcolo e Combinazioni.

4.1. Criteri di verifica

Le azioni di calcolo considerate sono derivate dai vari carichi agenti quali peso proprio degli elementi strutturali e non strutturali, de all’azione della neve, seguendo le prescrizione delle NTC 2018.

L’approccio di calcolo fa riferimento a coefficienti parziali di sicurezza presenti nelle sopracitate normative, di cui se ne riportano alcuni estratti:

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Figura 9 - Tabelle estratte da NTC18

Il metodo di verifica della sicurezza adottato è quello degli Stati Limite (SL) che prevede due insiemi di

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verifiche rispettivamente per gli stati limite ultimi S.L.U. e gli stati limite di esercizio S.L.E..

La sicurezza e le prestazioni saranno garantite verificando gli opportuni stati limite definiti di concerto al Committente in funzione dell’utilizzo della struttura, della sua vita nominale e di quanto stabilito dalle norme di cui al D.M. 17/01/2018 e successive modifiche ed integrazioni.

In particolare si è verificata:

 la sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi (S.L.U.) che possono provocare eccessive deformazioni permanenti, crolli parziali o globali, dissesti, che possono compromettere l’incolumità delle persone e/o la perdita di beni, provocare danni ambientali e sociali, mettere fuori servizio l’opera. Per le verifiche sono stati utilizzati i coefficienti parziali relativi alle azioni ed alle resistenze dei materiali in accordo a quando previsto dal D.M. 17/01/2018 per i vari tipi di materiale;

 la sicurezza nei riguardi degli stati limite di esercizio (S.L.E.) che possono limitare nell’uso e nella durata l’utilizzo della struttura per le azioni di esercizio.

In riferimento al capitolo 2 “Sicurezza e prestazioni attese” delle NTC2018, paragrafo 2.4 “Vita nominale di progetto, classi d’uso e periodo di riferimento”, si riporta per l’edificio esistente:

 classe d’uso III

4.2. Verifiche SLU

La verifica della sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi (SLU) è espressa dall’equazione formale:

Rd ≥ Ed Con Rd resistenza di progetto e Ed azione di progetto.

4.3. Combinazioni

In riferimento al paragrafo 2.5.2 “Caratterizzazione delle azioni elementari” e 2.5.3 “Combinazioni delle azioni”, si riporta:

Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

G1G1G2G2 + PP + Q1Qk1 + Q202Qk2 +Q303Qk3 + …

Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) irreversibili:

G1 + G2 + P + Qk1 + 02Qk2 + 03Qk3+ …

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Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili, utilizzata nella verifica a Fessurazione:

G1 + G2 +P+ 11Qk1 + 22Qk2 +23Qk3 + …

Combinazione quasi permanente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) a lungo termine:

G1 + G2 +P+ 21Qk1 + 22Qk2 +23Qk3 + …

Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E:

E + G1 + G2 + P + 21Qk1 + 22Qk2 + … dove:

E = ± 1.00 x EY ± 0.3 x EZ

avendo indicato con EY e EZ rispettivamente le componenti orizzontale e verticale dell’azione sismica.

Approccio 1:

Fase Statica: A1+M1+R1 (STR – Combinazione per le verifiche strutturali) A2+M2+R1 (GEO – Combinazione per le verifiche geotecniche)

Fase Sismica: 1+M1+R1 (EQK-STR – Combinazione per le verifiche strutturali in fase sismica) 1+M2+R1 (EQK-GEO – Combinazione per le verifiche geotecniche in fase sismica) Approccio 2:

Fase Statica: A1+M1+R3 (STR / GEO – Combinazione per le verifiche strutturali e geotecniche) Fase Sismica: 1+M1+R3 (EQK- STR/GEO – Combinazione per le verifiche strutturali e geotecniche in fase sismica)

essendo:

A1/A2 : coefficienti amplificativi delle azioni

M1/M2 : coefficienti parziali sulle resistenze dei materiali e del terreno

R1/R2/R3 : Coefficienti di sicurezza minimo nei riguardi del generico Stato limite di Verifica.

Tali coefficienti sono definite nelle apposite tabelle definite in normativa e che nel seguito si riportano per completezza espositiva:

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Tabelle coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri di resistenza del terreno (DM 17.01.18)

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Nel caso in esame si opererà utilizzando l’APPROCCIO 2.

Ai fini della scelta dei coefficienti parziali da applicare alle azioni (),la norma definisce inoltre, per il caso specifiche delle opere di sostegno, due possibili approcci progettuali ovvero:

Figura 10 – Combinazioni e coefficienti.

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5. Caratteristiche Geotecniche.

A vantaggio di sicurezza, non essendo certe le condizioni del primo strato di terreno, si utilizzano i seguenti parametri geotecnici estratti dalla relazione geologica preliminare, e adatta alle differenti condizioni di posa dei plinti del territorio cittadino:

Figura 11 – Estratto relazione geologica preliminare Falda ipotizzata a 10m dal Piano Campagna

Avendo una forte eterogeneità dei possibili terreni di posa delle fondazioni, a vantaggio di sicurezza, sono stato utilizzati i parametri geotecnici di seguito riportati, validi per entrambe le tipologie di plinti:

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Figura 12 – Estratto software di calcolo

6. Azione Sismica

Si riporta di seguito la sintesi delle caratteristiche sismiche del sito, a vantaggio di sicurezza ipotizzato in classe terreno tipo E, con categoria topografica T2, in zona sismica 2 (Napoli), in classe III.

Per la determinazione delle azioni da considerare nella progettazione di qualsiasi tipologia strutturale è necessaria la valutazione della “pericolosità sismica del sito di costruzione”. Essa è definita al § 3.2 delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 17.01.2018 in termini di:

 Tr: “periodo di ritorno del terremoto”, ovvero il tempo medio intercorrente tra due eventi sismici di stessa entità;

 ag: accelerazione orizzontale massima al sito che la norma da in g=9.81;

 Fo: valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale

 Tc*: periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.

Attraverso i suddetti parametri si definisce la pericolosità sismica del sito.

Ai fini della determinazione dell’azione sismica bisogna determinare gli spettri di risposta elastici in termini di accelerazioni.

Lo spettro di risposta è un diagramma avente in ascissa il periodo proprio della struttura T e in ordinata l’accelerazione orizzontale massima della struttura.

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La determinazione della pericolosità sismica del sito viene fatta attraverso la determinazione dei parametri Tr, ag, Fo e TC* definiti precedentemente.

1) Tr: la Circolare prescrive la seguente espressione per il calcolo del periodo di ritorno (§ C3.2.1):

T_r = -V^r⁄l_n(1 - P_vr)

Dove con Vr si intende il “periodo di riferimento” del sisma (intervallo di tempo in cui si ipotizza di voler osservare l’occorrenza del fenomeno e il superamento di ag) valutato tramite la seguente espressione:

𝑉_𝑟 = 𝐶_𝑢 ∙ 𝑉_𝑛

Essendo Vn la “vita nominale” dell’edificio (§ 2.4.1) e Cu il “coefficiente d’uso”, che esprime numericamente il grado di utilizzo di un edificio in funzione della classe (§ 2.4.2).

Tab. 2.4.I delle NTC 08:

Tab. 2.4.II delle NTC 18:

Si è scelta una vita nominale della struttura pari a:

V_N = 50 anni in quanto l’edificio rientra in opere ordinarie.

Si è considerata inoltre la classe d’uso III si ottiene pertanto il seguente valore del coefficiente d’uso:

C_U = 1.50 Quindi risulta:

V_R = 100 anni

Va definita inoltre la “probabilità di superamento” Pvr nel periodo di riferimento Vr (§ 3.2), ovvero la probabilità che l’intensità del sisma di progetto venga superata nel periodo di riferimento.

La normativa riporta una tabella con le percentuali di Pvr in funzione del tipo di verifica da effettuare (tabella 3.2.I del § 3.2.1):

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Di solito si effettua una verifica allo SLD ed allo SLV.

Determinato il valore del periodo di ritorno per ogni stato limite, la normativa restituisce i valori di ag, Fo e TC* (Allegato B alle NTC) in funzione di:

 Tr (e quindi in funzione del tipo di verifica e del periodo di riferimento dell’azione sismica VR);

 Latitudine e longitudine del sito di costruzione.

Di seguito si riportano i valori di ag, F0 , TC*, Tr per lo SLD e SLU:

Figura 13 – sintesi parametri sismici

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7. Carichi utilizzati per il dimensionamento dei plinti

7.1. Carichi per plint palo HFT 7m

Le azioni sollecitanti la fondazione superficiale sono state estrapolate dalla relazione di calcolo del palo in oggetto, ed applicate sulla testa del plinto. Quest’ultimo risulta totalmente affondato nel terreno, di dimensioni 120x120x120h cm, su magrone che sborda ai lati di 10cm e di spessore 10cm.

Si riportano di seguito alcuni estratti della relazione di riferimento:

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Figura 14 – Estratto relazione di calcolo palina in elevazione

Al fine di considerare gli effetti imprevedibili delle azioni agenti, delle condizioni di posa in opera dei pali nel contesto cittadino, è stato previsto l’incremento delle sollecitazioni tramite un coefficiente di sicurezza =1.50, come meglio riportato nelle tabelle di sintesi seguenti:

N (N) Mx (Nmm) Ty (N) My (Nmm) Tx (N)

1142 7846058 1595 0 0

N (kN) Mx (kNm) Ty (kN) My (kNm) Tx (kN)

1,14 7,85 1,60 0,00 0

879 3578600 731 0 0

0,879 3,58 0,73 0,00 0

879 5230705 1073 0 0

0,879 5,23 1,07 0,00 0

Palo 7m

Comb. 1 SLU

Comb. 2 SLV

SLE

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Figura 15 – sollecitazioni di progetto

Con le sollecitazioni di progetto è stato effettuato il calcolo delle armature, le verifiche geotecniche agli stati limite ultimi, di salvaguardia della vita e per le condizioni di esercizio.

METODO DI CALCOLO: Stati limite; Normativa tecnica adottata: Norme Tecniche per le Costruzioni NTC 2018;

Materiale plinto: C25/30_B450C

Conglomerato cementizio: Rck=30.00; Rcm= 30.00; Ec= 31447.16; (in MPa); c= 1.50; PS= 25000.00 (N/mc).

fck=24.90; fcd=13.23; fctk=1.79; fctd=1.12; fctm=2.56; fcfm=3.07; (in MPa) Grafico tensioni/deformazioni cls: f2=13.23 MPa; ecu2=0.0035; ec2=0.0020

N (N) Mx (Nmm) Ty (N) My (Nmm) Tx (N)

1713 11769087 2392,5 0 0

N (kN) Mx (kNm) Ty (kN) My (kNm) Tx (kN)

1,71 11,77 2,39 0,00 0

1318,5 5367900 1096,5 0 0

1,32 5,37 1,10 0,00 0

1318,5 7846057,5 1609,5 0 0

1,32 7,85 1,61 0,00 0

Palo 7m - con =1,5

Comb. 1 SLU

Comb. 2 SLV

SLE

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Tipo acciaio barre longitudinali: B450C; s: 1.15

fyk=450.00; fyd=391.30; fbd=2.52; Es=206000.00; (in MPa);

Grafico tensioni/deformazioni acciaio: esu=0.0675; k=1.15

Tipo acciaio piegati a taglio e punzonamento: B450C; s: 1.15; fyks=450.00; fyds=391.30 (MPa);

Copriferro (distanza sup. esterne cls-ferri): c = 4.00 cm Tipo Approccio: Approccio 2 - comb. A1+M1+R3 Coefficienti parziali per parametri geotecnici (M1, M2):

 Tangente dell'angolo di attrito interno: 1.0000; 1.2500  Coesione efficace: 1.0000; 1.2500

 Coesione non drenata (ø=0): 1.0000; 1.4000  Peso dell'unità di volume: 1.0000; 1.0000 Coefficienti parziali per verifiche (R1, R2, R3):

R Verifica SLU capacità portante: 1.0000; 1.8000; 2.3000 R Verifica SLU scorrimento: 1.0000; 1.1000; 1.1000 R Verifica SLU ribaltamento: 1.0000; 1.0000; 1.0000

Coefficiente per carichi permanenti in combinazioni SLU non sismiche (A1, A2):

Gsfav Coeff. per carichi permanenti con effetto sfavorevole: 1.3000; 1.0000 Gfav Coeff. per carichi permanenti con effetto favorevole: 1.0000; 1.0000 Considera la sismicità: Si

Tipo di costruzione (Art. 2.4.1. NTC 2008): Tipo 2 (Vita nominale di progetto >=50 anni) Classe d'uso (Art. 2.4.2.): Classe III

Posizione del sito: Longitudine: 14.2510, Latitudine: 40.8540

Parametri di pericolosità sismica ag

(g/10)

F0 (adim) TC*(sec)

SLO 0.5594 2.3367 0.3038 SLD 0.7394 2.3250 0.3214 SLV 1.9166 2.4098 0.3388 SLC 2.3976 2.4954 0.3410 Categoria di sottosuolo (Art. 3.2.2): E

(26)

Categoria topografica (Art. 3.2.2): T2; Rapporto h/H altezza pendio: 1.00; Coeff. amplif. topografica St: 1.20

Parametri spettri orizzontali e Fv

S TB TC TD Fv

SLO 1.9200

0.1880

0.5630

1.8240

0.7460 SLD

1.9200 0.1940

0.5820

1.8960

0.8530 SLV

1.7900 0.2000

0.6010

2.3670

1.4240 SLC

1.6100 0.2010

0.6030

2.5590

1.6500

Coefficienti sismici fondazioni

kh kv amax

(m/sec² )



SLO 0.0214 81

0.0107 40

1.0532 75

0.2000 00 SLD 0.0283

93

0.0141 96

1.3922 01

0.2000 00 SLV 0.0823

37

0.0411 69

3.3643 81

0.2400 00 SLC 0.1080

85

0.0540 43

3.7855 55

0.2800 00

Fattori di correzione sismica del carico limite (comb. SLV): Zc=(1-0.32•kh)= 0.9737; Zq=Z=(1- kh/tan())^0.35= 0.9233;

Fattore di sovraresistenza per il calcolo dei bicchieri (Art. 7.4.5.2.1): 1.20;

Metodo di calcolo del carico limite (o portanza) verticale: Brinch-Hansen

(27)

Angolo d'attrito interno del terreno (gradi) : 20.0000; Angolo d'attrito tra terreno e cls (gradi) :

13.0000

Peso specifico del terreno (N/m³) : 17000.00; Peso specifico del terreno saturo (N/m³) sat: 17500.00 Coesione efficace (MPa) c' : 0.0000; Coesione non drenata (MPa) cu : 0.0000

Aderenza terreno-fondazione (MPa) ca: 0.0000

Profondità della base superiore plinto dal piano di campagna (cm): 120.00 Sovraccarico sul terreno laterale (già combinato) (N/m²): 1000.00

Sovraccarico sul plinto (permanente non combinato) (N/m²): 0.00 Non considerare il terreno soprastante il plinto: No

Inclinazione pendio direz. X (gradi): 0.00000; Inclinazione pendio direz. Y (gradi): 0.00000

Inclinazione piano di fondazione direz. X (gradi): 0.00000; Inclinazione piano di fondazione direz. Y (gradi): 0.00000

Riduci le dimensioni B ed L della base per l'eccentricità: Si

Inserisci la tensione ammissibile del terreno manualmente: Si; st=0.2453 MPa

Utilizza la tensione ammissibile del terreno inserita manualmente come limite inferiore: Si Verifica la tensione ammissibile terreno anche col metodo degli Stati Limite: No

Presenza di falda acquifera: Si; Profondità della falda dal piano di campagna (cm): 1000.00 Considera la fondazione nastriforme se L/B (event. ridotte) è maggiore di: 2.00

Considera i coefficienti s, nella formula del carico limite, anche con carichi inclinati.: Si Sezione pilastro sovrastante: PALO H7m

Dimensioni base inferiore lungo x: As = 60.00 cm Ad = 60.00 cm Dimensioni base inferiore lungo y: Bs = 60.00 cm Bg = 60.00 cm Altezza: Hpli = 120.00 cm

Spessore e sporgenza sottoplinto (cm) sp= 10.00, st= 10.00 Peso e volume (senza sottoplinto): P = 43200.00 N V = 1.73 mc

SOLLECITAZIONI SLU A1

comb. N (KN) Mx (KNm) Tx (KN) My (KNm) Ty (KN) 1 1.71 11.77 0.00 0.00 2.39

SOLLECITAZIONI SLV

(28)

SOLLECITAZIONI SLE Rare

SOLLECITAZIONI SLE Frequenti

SOLLECITAZIONI SLE Quasi perm.

VERIFICHE DEL PLINTO ALTO ( > 45°).

(tens. e deform. positive se di compressione) (tra parentesi la combinazione piu' gravosa)

- Verifica carico limite verticale in condizione drenata (Brinch-Hansen) (comb. 1 SLU A1+M1+R3) Dimensioni adottate (cm): B=120.00; L=120.00; D=250.00; eccB=15.24; eccL=0.00; B'=89.52;

L'=120.00;

Carichi (KN, KN·cm): N=96.06; MB=0.00; ML=1463.80; HB=2.39; HL=0.00

Parametri geotecnici adottati: angolo di attrito=20.00000°; coesione eff.=0.00000 MPa; peso spec.

terreno=17.00 KN/m³

Parametri intermedi: Sovraccarico sul piano di posa q=0.04350 MPa; V=96.06 KN; H=2.39 KN; incl.

carico=1.42526°;

angolo forza orizz. direz. L L=90.00000°; mB=1.57; mL=1.43; m=1.57; k=1.12;

Fattori :

Nc=14.83; Nq=6.40; N=5.39;

sc=1.30; dc=1.42; ic=0.95; gc=1.00; bc=1.00;

(29)

sq=1.15; dq=1.35; iq=0.96; gq=1.00; bq=1.00;

s=1.15; d=1.00; i=0.94; g=1.00; b=1.00;

Pressione limite: qlim=0.46166 MPa (461.66 KN/m²); Carico Limite: Qlim=qlim•B'•L'=495.95 KN Verifica del carico limite: Qlim/R=495.95/2.3000=215.63 > N=96.06 KN => VERIFICA POSITIVA Sezione interamente reagente

Pressioni sul terreno nei vertici della base (origine al centro del pilastro) (N.B. Le parti in trazione non sono reagenti)

v X (cm) Y (cm) st (MPa)

1 -60.00 -60.00 0.0159 2 -60.00 60.00 0.1175 3 60.00 60.00 0.1175 4 60.00 -60.00 0.0159 - Verifiche per la sezione ortogonale all'asse x (Azioni al filo del pilastro):

Azione del tirante (comb. 1 SLU A1+M1+R3): T = -2404.63 N Armatura inserita: Af=7.85 cm²; Af'=3.14 cm²

(equivalente a: 6Ø10 dritti inf. + 4Ø10 staffoni) sf = | -7.65| (MPa) < fyd Verifiche S.L.E. tensioni (fck = 24.90 MPa)

Comb. rara n.ro 1: M=16.22 KNm; Tens. cls= 0.00 < 0.60•fck = 14.94 MPa

Comb. rara n.ro 1: M=16.22 KNm; Tens. acciaio= -0.46 > -0.80•fyk = -360.00 MPa Comb. q. per. n.ro 1: M=16.22 KNm; Tens. cls= 0.00 < 0.45•fck = 11.20 MPa VERIFICHE POSITIVE

Verifiche S.L.E. fessurazione

Comb. freq. n.ro 1: M=16.22 KNm; Tens. min. cls= -0.00 MPa; st=fctm/1.2=-2.13 MPa, fcfk=-2.15 MPa

wk=0.0 Sezione non fessurata => VERIFICA POSITIVA

Comb. q. per. n.ro 1: M=16.22 KNm; Tens. min. cls= -0.00 MPa; st=fctm/1.2=-2.13 MPa, fcfk=-2.15 MPa

- Verifiche per la sezione ortogonale all'asse y (Azioni al filo del pilastro):

Azione del tirante (comb. 1 SLU A1+M1+R3): T = -7639.07 N

(30)

Armatura inserita: Af=7.85 cm²; Af'=3.14 cm² (equivalente a: 6Ø10 dritti inf. + 4Ø10 staffoni) sf = | -24.32| (MPa) < fyd Verifiche S.L.E. tensioni (fck = 24.90 MPa)

Comb. rara n.ro 1: M=435.94 KNm; Tens. cls= 0.07 < 0.60•fck = 14.94 MPa

Comb. rara n.ro 1: M=435.94 KNm; Tens. acciaio= -12.34 > -0.80•fyk = -360.00 MPa Comb. q. per. n.ro 1: M=435.94 KNm; Tens. cls= 0.07 < 0.45•fck = 11.20 MPa VERIFICHE POSITIVE

Verifiche S.L.E. fessurazione

Comb. freq. n.ro 1: M=435.94 KNm; Tens. min. cls= -0.01 MPa; st=fctm/1.2=-2.13 MPa, fcfk=-2.15 MPa

Comb. q. per. n.ro 1: M=435.94 KNm; Tens. min. cls= -0.01 MPa; st=fctm/1.2=-2.13 MPa, fcfk=-2.15 MPa

wk=0.0 Sezione non fessurata => VERIFICA POSITIVA - Verifiche a punzonamento S.L.U..

d=1150 mm. Altezza utile media della base del plinto d=(dx+dy)/2;

u=1081 mm. Perimetro di verifica critico, che massimizza il rapporto vEd/vRd,c);

a=115.0000 mm. Distanza del perimetro critico u dal pilastro (a/d=0.1000);

vEd=*VEd rid/(d*u). Tensione di punzonamento sollecitante nel perimetro critico u;

=[1+k(Med*u)/(Ved*W)]=41.3180: coefficiente di amplificazione per eccentricità di carico nel perimetro u;

W1=118336, k1=0.6000 : distribuzione del taglio e coefficiente k lungo la direzione c1;

vRd max=0.4*0.5*fcd=2.6460. Tensione resistente di progetto di punzonamento massimo;

Verifica nel perimetro in adiacenza al pilastro u0=358 mm (comb. 1 SLU A1+M1+R3) VEd=1710.0 N; VEd rid= VEd-VEd=1697.9 N. Azioni verticali data e ridotta;

vEd=*VEd rid/(u0*d)=0.1703 < vRd max =>VERIFICA POSITIVA Verifica nel perimetro critico u=1081 mm (comb. 1 SLU A1+M1+R3)

VEd=1710.0 N; VEd rid= VEd-VEd=1599.6 N. Azioni verticali data e ridotta;

Mx=0.0, My=-11770000.0 Nmm. Momenti flettenti provenienti dal pilastro (nel sistema di riferimento del pilastro);

(31)

vRd,c=5.892041 MPa. Tensione resistente nel plinto privo di armatura a punzonamento nel perimetro u;

vEd=*VEd rid/(d*u1)=0.0532 < vRd,c VERIFICA POSITIVA -> Non è necessaria armatura a punzonamento

- Verifiche al ribaltamento S.L.U.:

Momento ribaltante nullo in direzione x

Coeff. di sicur. lungo y (comb. 1 SLU A1+M1+R3): Kr = Mstab/(M + T•Hpli) = 4457.16/1463.80

= 3.04 > 1.00 => VERIFICA POSITIVA

- Verifica allo scorrimento S.L.U. (comb. 1 SLU A1+M1+R3; Ntot=96.06 KN, Aeff=9670.82 cm², H=2.39 KN):

Coeff. di sicurezza: Ks = (V•tang() + ca•Aeff)/ H = 22.18/2.39 = 7.18 > 1.10 => VERIFICA POSITIVA

--- Verifiche geotecniche delle singole combinazioni --- Combinazioni SLU Approccio 2 - Combinazioni: A1+M1+R3

--- Comb. nro 1

- Verifica carico limite verticale in condizione drenata (Brinch-Hansen) (comb. 1 SLU A1+M1+R3) Dimensioni adottate (cm): B=120.00; L=120.00; D=250.00; eccB=15.24; eccL=0.00; B'=89.52;

L'=120.00;

carico=1.42526°;

Fattori :

Nc=14.83; Nq=6.40; N=5.39;

sc=1.30; dc=1.42; ic=0.95; gc=1.00; bc=1.00;

sq=1.15; dq=1.35; iq=0.96; gq=1.00; bq=1.00;

s=1.15; d=1.00; i=0.94; g=1.00; b=1.00;

Pressione limite: qlim=0.46166 MPa (461.66 KN/m²); Carico Limite: Qlim=qlim•B'•L'=495.95 KN Verifica del carico limite: Qlim/R=495.95/2.3000=215.63 > N=96.06 KN => VERIFICA POSITIVA

(32)

Sezione interamente reagente

1 -60.00 -60.00 0.0159 2 -60.00 60.00 0.1175 3 60.00 60.00 0.1175 4 60.00 -60.00 0.0159 - Verifiche al ribaltamento S.L.U.:

Coeff. di sicur. lungo y (comb. 1 SLU A1+M1+R3): Kr = Mstab/(M + T•Hpli) = 4457.16/1463.80

= 3.04 > 1.00 => VERIFICA POSITIVA

- Verifica allo scorrimento S.L.U. (comb. 1 SLU A1+M1+R3; Ntot=96.06 KN, Aeff=9670.82 cm², H=2.39 KN):

---Fine comb. nro 1

Combinazioni SLV Approccio 2 - Combinazioni: A1+M1+R3 --- Comb. nro 1

- Verifica carico limite verticale in condizione drenata (Brinch-Hansen) (comb. 1 SLV sismica+M1+R3)

Dimensioni adottate (cm): B=120.00; L=120.00; D=250.00; eccB=9.05; eccL=0.00; B'=101.89;

L'=120.00;

carico=0.85283°;

Fattori :

Nc=14.83; Nq=6.40; N=5.39;

(33)

sc=1.35; dc=1.42; ic=0.97; gc=1.00; bc=1.00;

sq=1.17; dq=1.35; iq=0.98; gq=1.00; bq=1.00;

s=1.17; d=1.00; i=0.96; g=1.00; b=1.00;

Pressione limite: qlim=0.44761 MPa (447.61 KN/m²); Carico Limite: Qlim=qlim•B'•L'=547.31 KN Verifica del carico limite: Qlim/R=547.31/2.3000=237.96 > N=73.90 KN => VERIFICA POSITIVA Sezione interamente reagente

1 -60.00 -60.00 0.0281 2 -60.00 60.00 0.0745 3 60.00 60.00 0.0745 4 60.00 -60.00 0.0281 - Verifiche al ribaltamento S.L.U.:

Coeff. di sicur. lungo y (comb. 1 SLV sismica+M1+R3): Kr = Mstab/(M + T•Hpli) = 4433.76/669.00 = 6.63 > 1.00 => VERIFICA POSITIVA

- Verifica allo scorrimento S.L.U. (comb. 1 SLV sismica+M1+R3; Ntot=73.90 KN, Aeff=12227.22 cm², H=1.10 KN):

---Fine comb. nro 1

---Fine verifiche geotecniche delle singole combinazioni --- Armatura inserita da verificare:

Staffoni direzione X : 4Ø10 Staffoni direzione Y : 4Ø10 Staffoni orizzontali : 2Ø10

Ferri dritti inferiori direzione X : 6Ø10 Ferri dritti inferiori direzione Y : 6Ø10 VERIFICHE TUTTE POSITIVE

(34)

Figura 16 – distinta armature

(35)

7.2. Carichi per plinti palo HFT 7m + sbraccio 4m

Le azioni sollecitanti la fondazione superficiale sono state estrapolate dalla relazione di calcolo del palo in oggetto, ed applicate sulla testa del plinto. Quest’ultimo risulta totalmente affondato nel terreno, di dimensioni 150x120x120h cm, su magrone che sborda ai lati di 10cm e di spessore 10cm.

Si riportano di seguito alcuni estratti della relazione di riferimento:

Figura 17 – Estratto da relazione di calcolo ricevuta

Al fine di considerare gli effetti imprevedibili delle azioni agenti, delle condizioni di posa in opera dei pali nel contesto cittadino, è stato previsto l’incremento delle sollecitazioni tramite un coefficiente di sicurezza =1.50, come meglio riportato nelle tabelle di sintesi seguenti:

(36)

Figura 18 – sollecitazioni di progetto

Con le sollecitazioni di progetto è stato effettuato il calcolo delle armature, le verifiche geotecniche agli stati limite ultimi, di salvaguardia della vita e per le condizioni di esercizio.

N (kg) Mx (kgm) Ty (kg) My (kgm) Tx (kg)

397 489 83 667 83

0,40 4,89 0,83 6,67 0,83

5719 432 61 277 19

5,72 4,32 0,61 2,77 0,19

5690 50 20 134 0

5,69 0,50 0,20 1,34 0

Comb. 1 SLU

Comb. 2 SLV

SLE

Palo 7+4m

N (kg) Mx (kgm) Ty (kg) My (kgm) Tx (kg)

595,5 733,5 124,5 1000,5 124,5

0,60 7,34 1,25 10,01 1,245

8578,5 648 91,5 415,5 28,5

8,58 6,48 0,92 4,16 0,285

8535 75 30 201 0

8,54 0,75 0,30 2,01 0

Comb. 1 SLU

Comb. 2 SLV

SLE

Palo 7+4m - con =1,5

(37)

METODO DI CALCOLO: Stati limite; Normativa tecnica adottata: Norme Tecniche per le Costruzioni NTC 2018;

Materiale plinto: C25/30_B450C

Conglomerato cementizio: Rck=30.00; Rcm= 30.00; Ec= 31447.16; (in MPa); c= 1.50; PS= 25000.00 (N/mc).

fck=24.90; fcd=13.23; fctk=1.79; fctd=1.12; fctm=2.56; fcfm=3.07; (in MPa) Grafico tensioni/deformazioni cls: f2=13.23 MPa; ecu2=0.0035; ec2=0.0020 Tipo acciaio barre longitudinali: B450C; s: 1.15