In sostanza la struttura dell parcheggio è costituita esternamente da uno

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6 STUDIO DEGLI ASPETTI STRUTTURALI E COSTRUTTIVI 6.1 Descrizione della struttura c.a.

La struttura del parcheggio interrato è completamente in c.a.,a partire dalla paratia e dalla platea di fondazione già descritte e calcolate,per passare ai pilastri,alle travi e ai solai di entrambi i piani(p.copert.-1°p.i.) e infine tutti i setti irrigiditori della paratia e quelli interni dei vani scale.

La struttura come già detto si sviluppa tutta in sotterraneo e praticamente può essere vista esternamente come uno scatolare costituito sulla base dalla platea e sui lati di facciata dalle relative paratie.A tale scatolare è affidato il compito di ricevere le spinte orizzontali del terreno e dell’acqua tramite le paratie e la sottospinta idraulica agente sulla superficie platea,alla quale è inoltre affidato il compito di scaricare i pesi strutturali nel terreno.

Tutte queste funzioni lo scatolare è in grado di svolgerle proprio perché al suo interno si trova se così si può dire un’altra struttura che va a formare il telaio del parcheggio,il quale oltre a portare i carichi dei solai dei due orizzonta- menti(p.copert.-1°p.i.),ha pure la funzione insieme ai solai stessi di irrigidire lo scatolare, o meglio le travi e i solai dei due piani vengono a prendere la funzione di puntoni di contrasto alle paratie inflesse dalle spinte orizzontali del terreno e dell’acqua.

In sostanza la struttura dell parcheggio è costituita esternamente da uno

scatolare(platea-paratia) che interagisce con il terreno che lo circonda e

internamente da un telaio multipiano in c.a. completato dai solai e setti

d’irrigidimento perimetrali,il quale assolve quasi per intero(anche la platea riceve

direttamente carichi perm. e di eserc.)la funzione portante dei vari carichi

permanenti e di esercizio che gravano sul parcheggio e a sua volta interagisce

con lo scatolare sia attivamente,quando scarica su di esso le sollecitazioni,cioè

sulla platea,e sia passivamente quando fa da contrasto alle spinte terreno e

acqua e alla sottospinta idraulica.

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Geometria strutturale:

Data la forma regolare a rettangolo della superficie parcheggio,con dimensioni di 52m x 115,4m,è stata possibile realizzare una distribuzione altrettanto regolare dei pilastri e travi che vanno a formare all’interno dello scatolare 6 telai principali da due piani ciascuno, paralleli tra loro e allineati secondo la dimensione maggiore del parcheggio.

Tali telai sono pressoché simmetrici tra loro se si trascurano le piccole variazioni comportate dalla presenza delle rampe e dalla canna di ventilazione presente su un solo lato maggiore;comunque se non c’è proprio perfetta simmetria secondo l’asse del parcheggio diretto secondo il lato maggiore,vi è simmetria strutturale rispetto all’altro asse principale.

In pratica la pianta strutturale è rappresentata da un reticolo simmetrico,in cui si individuano 2 maglie strutturali principali,aventi le seguenti dimensioni:

_ 7,5m x 10,5m _ 7,5m x 6m

Come si nota, il modulo secondo cui sono distanziati tra loro i pilastri lungo i telai è di 7,5m,mentre nell’altra direzione ortogonale assume due valori alternati tra loro di 10,5m e 6m.

telai principali:

I telai principali sono tutti di 2 piani e le loro travi luci teoriche costanti di 7,5m(come si intuisce dalle 2maglie),tranne che sulle campate estreme dove sono di 8,6m e tranne piccole variazioni per i telai in prossimità dei vani scale- ascensore e delle rampe ingresso-uscita dove in quei punti assumono valori comunque sempre compresi tra 7,5-8m.

L’altezza dei pilastri sotto trave è di 2,2m per entrambi i piani,mentre quella delle travi è rispettivamente di 0,7m per il 1°p.i. e di 1,1 per il p.copertura.

orditura solai:

I 6 telai vengono uniti tra loro mediante l’orditura dei solai dei 2 piani,che è

ortogonale a questi,per cui le luci dei solai è rispettivamente di 10,5m e di

6m,tranne altre misure comprese tra 6-10,5 nei tratti in prossimità delle rampe.

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Caratteristiche dei principali elementi strutturali(telaio multipiano)

Pilastri1°-2°p.i. : sono in c.a. e hanno tutti sezione costante 50x50 e altezza costante 220cm sotto trave

Travi 1°p.i : hanno tutte la medesima altezza H= 70cm,e hanno forma complessa costituita da trapezio+rettangolo, in modo da permettere sui due lati dell’estradosso opportuni appoggi in spessore dei solai in c.a.p., la base inferiore(intradosso)misura 80cm,quella superiore del trape- zio 110cm, mentre quella all’estradosso(rettangolo)60cm

Fanno eccezione le travi di bordo che sono del tipo a L con H=60cm Le travi sono schematizzate come continue fra le varie campate telai La luce max di progetto è di 8,6m

Travi p.cop.: hanno tutte la medesima altezza H=110cm,e hanno forma comples- sa costituita da trapezio+rettangolo,in modo da permettere sui due lati dell’estradosso opportuni appoggi in spessore dei solai in c.a.p.,

la base inferiore(intradosso)misura 80cm,quella superiore del trape- zio 130cm, mentre quella all’estradosso(rettangolo)60cm

Fanno eccezione le travi di bordo che sono del tipo a L con H=1m Le travi sono schematizzate come continue fra le varie campate telai La luce max di progetto è di 8,6m

solai 1°p.i.: sono in c.a.p. con altezza H=25+5cm,costituiti da lastre larghe 120cm sono schematizzati come appoggiati alle travi,anche se in realtà con il getto della solettina e dei cordoli sulle travi a spessore solai,questo viene ad essere un solaio continuo a più campate.

La luce max di progetto è di 10m circa

Portata max utile(al netto peso proprio) = 720daN/m su luci di 10m

solai p.cop.:sono in c.a.p. con altezza H=25+5cm,costituiti da lastre larghe 120cm

sono schematizzati come appoggiati alle travi,anche se in realtà con

il getto della solettina e dei cordoli sulle travi a spessore solai,questo

viene ad essere un solaio continuo a più campate.

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La luce max di progetto è di 10m circa

Portata max utile(al netto peso proprio) = 3250daN/m su luci di 10m

setti c.a. irrigiditori : hanno tutti spessore di 50cm e altezza H=6,2m,sono posti ad interassi variabili da 5m-7,5m lungo la paratia.

Come già specificato tali setti fanno da irrigiditori delle para- tie,cioè è come se la snervassero,cosicché aumentano la lo- ro rigidezza flessionale;inoltre tali setti hanno anche la fun- zione di pilastri per le travi di bordo dei 2 piani,quindi comple- tano il telaio strutturale compreso all’interno dello scatolare 6.2 Analisi strutturale agli elementi finiti mediante SAP2000

Per una migliore interpretazione del comportamento dell’intera struttura in c.a. del parcheggio,e quindi per avere valori sempre più conformi alla realtà, delle caratteristiche di sollecitazioni,degli spostamenti,e delle deformazioni,ho ritenuto ragionevole schematizzare l’intera struttura ,a parte le paratie studiate a parte, dato che risultano caricate solo dal terreno,secondo un modello 3D agli elementi finiti,in cui i vari elementi sono stati così rappresentati:

La platea è rappresentata mediante “shell” le cui dimensioni si è cercato compatibilmente alla geometria di farle il più omogenee possibile.

La platea s’è considerata appoggiata su un letto di molle alla Winkler applicate su ogni vertice degli shell,e quindi per il calcolo delle rigidezze K

mn

delle molle si è considerato che ad ogni molla compete una frazione 1/n delle aree degli shell in essa convergenti,sapendo poi come dato geotecnico che la costante di sottofondo del terreno è pari a K

^s

=30daN/m³(sabbia mediamente addensata), moltiplicando tale valore per l’area d’influenza A

^mn

relativa a ciascuna molla, si ricavano le rigidezze delle varie molle K

mn

= K

s

· A

^{mn .}

Sempre con gli elementi “shell” sono stati rappresentati i setti in c.a d’irrigidimento

perimetrali,considerati incastrati(vincolo di continuità) con la platea.

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I pilastri e le travi dei vari piani sono stati rappresentati con elementi “frame” e sono stati inseriti con vincoli di continuità(connesione rigida) ai loro estremi , cosicché vanno a formare i vari telai multipiani a travi continue.

I solai dei due piani non sono stati rappresentati come elementi finiti,però abbiamo considerato le azioni che questi portano sulle travi,cioè i carichi permanenti e i carichi di esercizio.

I carichi permanenti e di esercizio sono stati quindi applicati alle travi dei vari piani e alla platea che fa da piano di parcamento del 2°p.i.

I carichi di esercizio sono stati disposti secondo varie combinazioni di carico in modo da considerare le condizioni di carico più gravose e quelle più interessanti e utili per lo studio e la verifica dell’opera strutturale;le combinazioni di carico considerate(s.l.u e s.l.e.) sono sommariamente le seguenti:

COMBPEST = carichi permanenti + esercizio su tutte le travi + sottospinta idr.+variazioni termiche COMBPST = carichi permanenti +sottospinta idr.+variazioni termiche

COMBPEST = carichi permanenti + esercizio su tutte le travi + sottospinta idr.+variazioni termiche CPE1-3ST = carichi permanenti + esercizio a scacchiera1 + sottospinta idr.+variazioni termiche CPE2-4ST = carichi permanenti + esercizio a scacchiera2 + sottospinta idr.+variazioni termiche CPE1-3-2 = carichi permanenti + esercizio a scacchiera3 + sottospinta idr.+variazioni termiche CPE2-4-1 = carichi permanenti + esercizio a scacchiera4 + sottospinta idr.+variazioni termiche CPE12-45 = carichi permanenti + esercizio a scacchiera5 + sottospinta idr.+variazioni termiche

Le formule di combinazioni sono le seguenti secondo

D.M. 16/1/96

(autorimesse) :

_ s.l.u.

1,4 (PERMANENTI +SOTTOSPINTA IDR.) + 1,5 ESERCIZIO + 1,05 TEMPERATURA

_ s.l.e. r.

1 (PERMANENTI +SOTTOSPINTA IDR.) + 0,7 ESERCIZIO + 0,7 TEMPERATURA

_ s.l.e. fr.

_ s.l.e. q.p.

Le scacchiere dei carichi di esercizio sono state disposte,in modo da realizzare delle scacchiere sia rispetto ai singoli telai verticali che rispetto alla pianta strutturale,cioè si sono create 5 scacchiere spaziali.

I carichi permanenti,oltre ai pesi propri dei singoli elementi strutt.comprendono

anche il peso del terrapieno di riporto sopra il solaio di copertura.

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Particolarmente interessante per il progetto in esame,dato che si trova soggetto alla sottospinta idrostatica S

p

,e quindi per verificare se il peso strutturale è sufficiente a contrastare la sottospinta S

p,

è la combinazione di carico

COMBPST

la quale considera la struttura scarica,cioè senza carichi di esercizio,e quindi gravata dai soli pesi propri permanenti(strutturali) fra i quali come già detto è compreso il peso del terrapieno di riporto sul piano copertura.

Dall’analisi di questa combinazione

COMBPST

,risulta che la struttura contrasta effi- cacemente la sottospinta S

p

,dato che gli spostamenti risultano tutti verso il basso.

Dall’analisi completa eseguita con tutte queste combinazioni di carico abbiamo ricavato le seguenti sollecitazioni max

(N

,

T,M)

di progetto agli s.l.u. per i vari elementi strutturali che al prossimo paragrafo verifichiamo

:

PLATEA C.A. = N11 = 890000daN N22 = 890000daN M11 = 45000daNm M22 = 65000daNm

PILASTRI 2°p.i. C.A. = N = 520000daN T=10000daN M = 45000daNm

TRAVI 1°p.i. C.A. = N = 320000daN T=10000daN M = 27500daNm

TRAVI p.copert. C.A. = N = 320000daN T=10000daN M = 15500daNm

SETTI IRRIGIDITORI = N11 = 890000daN N22 = 890000daN M11 = 45000daNm M22 = 65000daNm

Mentre agli ”s.l.e.rare” abbiamo le seguenti sollecitazioni max

:

PLATEA C.A. = N11 = 890000daN N22 = 890000daN M11 = 45000daNm M22 = 65000daNm

TRAVI 1°p.i. C.A. = N = 320000daN T=10000daN M = 27500daNm

TRAVI p.copert. C.A. = N = 320000daN T=10000daN M = 15500daNm

SETTI IRRIGIDITORI = N11 = 890000daN N22 = 890000daN M11 = 45000daNm M22 = 65000daNm