Calcolo dell’Azione Sismica su un muro in presenza di falda
Muro in zona II
Accelerazione al suolo (adimensionale): a
s= 0 . 25 [-]
Tipologia del suolo (sabbie): S = 1 . 35 [-]
Coefficiente “r” per terreni saturi: r = 1 . 00 [-]
Parametri geotecnici del terreno:
Peso del terreno: γ
t= 18 . 00 [kN/m
3]
Peso del terreno secco: γ
td= 16 . 00 [kN/m
3]
Angolo di attrito interno: φ = 30 [°]
Angolo tra terreno e muro: δ = 15 [°]
Falda:
La falda si trova a -2.00 [m] dal piano di campagna sul quale grava un carico uniformemente distribuito pari a 4.00 [kN/m
2]
Calcolo delle azioni nella zona di terreno non interessato dalla falda:
Coefficiente sismico orizzontale: 0 . 3375
00 . 1
35 . 25 1 . r 0 a S
k
h=
s⋅ = ⋅ = [-]
Coefficiente sismico verticale: k
v= 0 . 5 ⋅ k
h= 0 . 5 ⋅ 0 . 3375 = 0 . 1687 [-]
Angoli di rotazione del cuneo di spinta:
2887 . 1687 0 . 0 1
3375 . 0 k 1 tan k
v
A h
=
= +
= +
θ θ
A= 16 . 107 [°]
4060 . 1687 0 . 0 1
3375 . 0 k 1 tan k
v
B h
=
= −
= −
θ θ
B= 22 . 096 [°]
Calcolo dei coefficienti di spinta attiva (Mononobe e Okabe):
°
=
−
<
=
β 0 30 16 . 107 13 . 893
( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
548 . 0 0 90 sen 15 107 . 16 90 sen
107 . 16 0 30 sen 15 30 1 sen 15 107 . 16 90 sen 90 sen 107 . 16 cos
107 . 16 30 90
K sen
22
2 A
.
MO
=
+
⋅
−
−
−
−
⋅ + +
⋅
−
−
⋅
⋅
−
= + [-]
°
=
−
<
=
β 0 30 22 . 096 7 . 904
( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
729 . 0 0 90 sen 15 096 . 22 90 sen
096 . 22 0 30 sen 15 30 1 sen 15 096 . 22 90 sen 90 sen 096 . 22 cos
096 . 22 30 90
K sen
22
2 B
.
MO
=
+
⋅
−
−
−
−
⋅ + +
⋅
−
−
⋅
⋅
−
= + [-]
Calcolo delle azioni nella zona di terreno interessato dalla falda:
Coefficiente sismico orizzontale: 0 . 3375
00 . 1
35 . 25 1 . r 0 a S
k
h=
s⋅ = ⋅ = [-]
Coefficiente sismico verticale: k
v= 0 . 5 ⋅ k
h= 0 . 5 ⋅ 0 . 3375 = 0 . 1687 [-]
Angoli di rotazione del cuneo di spinta:
5774 . 1687 0 . 0 1
3375 . 0 10 18
16 k
1 tan k
v h w t
td
A
=
⋅ +
= −
⋅ + γ
− γ
= γ
θ θ
A= 30 . 01 [°]
8120 . 1687 0 . 0 1
3375 . 0 10 18
16 k
1 tan k
v h w t
td
B
=
⋅ −
= −
⋅ − γ
− γ
= γ
θ θ
B= 39 . 08 [°]
Calcolo dei coefficienti di spinta attiva (Mononobe e Okabe):
°
−
=
−
>
=
β 0 30 30 . 01 0 . 01
( )
( 30 . 01 ) sen ( ) 90 sen ( 90 30 . 01 15 ) 1 . 633
cos
01 . 30 30 90
K
MO.Asen
22=
−
−
⋅
⋅
−
= + [-]
°
−
=
−
>
=
β 0 30 39 . 08 9 . 08
( )
( 39 . 08 ) sen ( ) 90 sen ( 90 39 . 08 15 ) 2 . 141
cos
08 . 39 30 90
K
MO.Bsen
2 2=
−
−
⋅
⋅
−
= + [-]
Calcolo dell’andamento delle pressioni a tergo del muro:
Altezza totale del muro: H
tot.m= 4 . 54 [m]
Altezza del paramento del muro: H
m= 4 . 54 − 0 . 6 = 3 . 94 [m]
Spessore della suola di fondazione: H
fond.= 0 . 60 [m]
Sovraccarico uniformemente distribuito: q = 4 . 00 [kPa]
Profondità della falda: z
w= − 2 . 00 [m]
Tensioni orizzontali totali con +k
v:
( z1 0 ) q K
MO.A ( 1 kv) cos ( ) 0 . 3 4 . 00 0 . 548 ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 0 . 7423
) cos ( ) 0 . 3 4 . 00 0 . 548 ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 0 . 7423
h
= = ζ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ δ = ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ =
σ [kPa]
( = ) = ⋅ [ ζ ⋅ + γ ⋅ ] ⋅ ( + ) ⋅ ( ) δ
σ
hz
22 K
MO.Aq
tdz
21 k
vcos
( z2 2 ) 0 . 548 [ 0 . 30 4 . 00 16 2 . 00 ] ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 20 . 54
h
= = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ =
σ [kPa]
( = ) = ⋅ [ ζ ⋅ + γ ⋅ ] ⋅ ( + ) ⋅ ( ) δ
σ
hz
22 K
MO.Aq
tdz
21 k
vcos
( z2 2 ) 1 . 633 [ 0 . 30 4 . 00 16 2 . 00 ] ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 61 . 20
h
= = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ =
σ [kPa]
(
3)
MO.A[
td 2(
t w)
3] (
v) ( )
w wh
z = 2 . 54 = K ⋅ ζ ⋅ q + γ ⋅ z + γ − γ ⋅ z ⋅ 1 + k ⋅ cos δ + γ ⋅ z
σ
h( z3= 2 . 54 ) = 1 . 633 ⋅ [ 0 . 30 ⋅ 4 . 00 + 16 ⋅ 2 . 00 + ( 18 − 10 ) ⋅ 2 . 54 ] ⋅ ( 1 + 0 . 1687 ) ⋅ cos ( ) 15 + 10 ⋅ 2 . 54 = 124 . 06
σ [kPa]
Tensioni orizzontali totali con -k
v:
( z1 0 ) q K
MO.B ( 1 kv) cos ( ) 0 . 3 4 . 00 0 . 729 ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 0 . 7024
) cos ( ) 0 . 3 4 . 00 0 . 729 ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 0 . 7024
h
= = ζ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ δ = ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ =
σ [kPa]
( = ) = ⋅ [ ζ ⋅ + γ ⋅ ] ⋅ ( − ) ⋅ ( ) δ
σ
hz
22 K
MO.Bq
tdz
21 k
vcos
( z2 2 ) 0 . 729 [ 0 . 30 4 . 00 16 2 . 00 ] ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 19 . 44
h
= = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ − ⋅ =
σ [kPa]
( = ) = ⋅ [ ζ ⋅ + γ ⋅ ] ⋅ ( − ) ⋅ ( ) δ
σ
hz
22 K
MO.Bq
tdz
21 k
vcos
( z2 2 ) 2 . 141 [ 0 . 30 4 . 00 16 2 . 00 ] ( 1 0 . 1687 ) cos ( ) 15 57 . 08
h
= = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ − ⋅ =
σ [kPa]
(
3)
MO.B[
td 2(
t w)
3] (
v) ( )
w wh
z = 2 . 54 = K ⋅ ζ ⋅ q + γ ⋅ z + γ − γ ⋅ z ⋅ 1 − k ⋅ cos δ + γ ⋅ z
σ
h( z3= 2 . 54 ) = 2 . 141 ⋅ [ 0 . 30 ⋅ 4 . 00 + 16 ⋅ 2 . 00 + ( 18 − 10 ) ⋅ 2 . 54 ] ⋅ ( 1 − 0 . 1687 ) ⋅ cos ( ) 15 + 10 ⋅ 2 . 54 = 117 . 41
σ [kPa]
Spinta idrodinamica:
70 . 12 54 . 2 10 3375 . 12 0 z 7 12 k
E
wd= 7 ⋅
h⋅ γ
w⋅
2w= ⋅ ⋅ ⋅
2= [kN/m]
Analisi del paramento in calcestruzzo armato:
La condizione più gravosa per il dimensionamento del paramento murario è quella in cui k
vrisulta
avere segno positivo.
Caratteristiche di sollecitazione:
Area di armatura necessaria per sostenere il momento flettente:
86 . 4 16 . 37 36 9 . 0
20430 f
d 9 . 0 A M
y Ed
s
=
⋅
= ⋅
⋅
= ⋅ [cm
2]
Sono necessari 5Ø22 ogni metro di paramento.
Determinazione della resistenza a taglio della sezione del paramento murario:
1125 . 60 0 . 1
18 . 0 18 . C 0
c c .
Rd
= =
= γ [-]
745 . 360 1 1 200 d 1 200
k = + = + = [-]
00528 . 360 0 1000
1900 d
b A
w sl
1
=
= ⋅
= ⋅
ρ [-]
( ) ( )
3 Ed1 3 w
1 ck 1 c
. Rd 1 c .
Rd
C k 100 f b d 0 . 1125 1 . 745 100 0 . 00528 25 1000 360 167 V
V = ⋅ ⋅ ⋅ ρ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = < [kN]
4033 . 0 25 745 . 1 035 . 0 f k 035 . 0
v
min= ⋅
23⋅
ck21= ⋅
23⋅
21= [MPa]
Ed w
min 2 c .
Rd
v b d 0 . 4033 1000 360 145 . 22 V
V = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = < [kN]
E’ necessario predisporre un’orditura a taglio nei primi 40 [cm] in prossimità dell’incastro con la fondazione:
Ed 2
ywd st
w .
Rd