Comune di Spoleto

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Comune di Spoleto

Regione dell'Umbria

Direzione Tecnica

Regione dell'Umbria

EX CASERMA MINERVIO

Comune di Spoleto

INTERVENTI SULLE STRUTTURE PER LA RIPARAZIONE E MIGLIORAMENTO SISMICO DI IMMOBILI FACENTI PARTE

DEL MONASTERO DELLA STELLA

RELAZIONE SINTETICA DEGLI ELEMENTI ESSENZIALI DEL PROGETTO STRUTTURALE

Il Dirigente Arch. Barbara Gentilini

Il Responsabile Unico del Procedimento lng. Monica Proietti

Coordinatore Progettuale

Progettista Strutturale lng. Francesco Proietti

Mandataria

lng. Giuseppe Latini

RTP

Progettista Architettonico e Responsabile del Gruppo D.L.

Arch. Giampiero Carini

Mandanti

TECNOSTUDIO - Professionisti Associati: Arch. Giampiero Carini lng. Gianfranco Cianfrini lng. Emiliano Pera Geom. Renzo Cirilli

lng. Amedeo Cutini lng. Giuseppe Latini lng. Francesco Proietti

TAVOLA

E/3-3 ^SCALA ^DATA DICEMBRE 2018

lng. Filippo Tancetti

REVISIONE N.

DEL:

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Sommario

SINTESI ELEMENTI ESSENZIALI DI PROGETTO ... 2

1. DESCRIZIONE STRUTTURA ... 2

2. SOLUZIONI PROGETTUALI ... 5

3. EDIFICIO PRINCIPALE ... 8

3.1 ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON IL CODICE DI CALCOLO ... 8

3.2 LOCALIZZAZIONE DELLA STRUTTURA ... 8

3.2 PARAMETRI DELLA STRUTTURA ... 8

3.3 CARATTERISTICHE CODICE DI CALCOLO ... 8

3.4 DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA ... 9

3.4 MODELLAZIONE ... 9

3.5 AZIONE SISMICA: ... 10

3.6 RISULTATI PRINCIPALI: ... 13

4 SCALA IN ACCIAIO INTERNA ... 21

4.1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO :... 21

4.2 TIPO DI ANALISI : ... 21

4.3 PARAMETRI DI CALCOLO ANALISI DINAMICA ... 23

4.4 RISULTATI DELL'ANALISI DINAMICA ... 25

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SINTESI ELEMENTI ESSENZIALI DI PROGETTO

OGGETTO: Interventi sulle strutture per la riparazione e miglioramento sismico di immobili facenti parte del Monastero della Stella

COMUNE: Spoleto

ZONA SISMICA: II

ALTITUDUNE: 321 m.

TIPOLOGIA STRUTTURALE: Struttura in muratura di Pietrame NORMATIVA: D.M. 14-01-2008

1. DESCRIZIONE STRUTTURA

La presente relazione tecnica concerne il progetto e le verifiche statiche delle strutture e dei particolari esecutivi atti all’intervento di recupero strutturale di immobili facenti parte del Monastero della Stella, sito nel comune di Spoleto in Provincia di Perugia.

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Coordinate WGS84: latitudine: 42°,739596 – longitudine: 12°,738064 Coordinate ED 50: latitudine: 42°,740394 – longitudine: 12°,739381

Il complesso del Monastero della Stella fa parte di un vasto aggregato urbano che comprende anche l'area dell’Anfiteatro Romano e dell’ex Monastero del Palazzo (denominato anche ex Caserma Minervio) ed è ubicato all’interno della cinta delle mura urbiche costruite alla fine del XIII° secolo.

Il Monastero della Stella fu costruito nel 1254, da parte dell’ordine monastico delle suore Agostiniane, per accogliere i poveri e i pellegrini, anche i neonati “esposti”. Nel corso dei secoli a partire dal XV° secolo l’impianto originale fu oggetto di sostruzioni ed ampliamenti.

Nel 1700 è stata costruita la chiesa dei SS Stefano e Tomasso, con la ridefinizione degli spazi e ampliamenti.

Negli anni immediatamente successivi alla costituzione dello Stato unitario italiano una parte di enorme rilievo del suo patrimonio artistico fu investita dal decisivo evento della soppressione delle corporazioni religiose. Per valore, storia, committenza e diffusione sul territorio, il loro patrimonio rappresentava e rappresenta parte rilevante della ricchezza artistica dell’intero territorio nazionale.

Si trattò di un momento cruciale per la storia della gestione del patrimonio culturale che impegnò in modo incisivo le nuove strutture dello Stato ad essa preposte in un’articolata attività di conoscenza e tutela.

Il decreto Pepoli del dicembre 1860 estendeva ai territori annessi allo stato unitario la legge Cavour- Rattazzi, che sopprimeva tutti gli enti ecclesiastici che «non attendevano alla predicazione, all’educazione o all’assistenza degli infermi», prevedendo la gestione dei loro beni da parte della “Cassa ecclesiastica”, ente autonomo appositamente istituito.

Il complesso fu destinato a scopi militari. Nel 1863 iniziarono i lavori di trasformazione degli edifici per la loro trasformazione in un collegio per i figli dei militari. A lavori ormai completati i locali sia del Monastero della Stella sia del Monastero del Palazzo, fu abbandonata l’idea del collegio militare, per essere utilizzato come caserma dal Regio Esercito Italiano.

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Negli anni successivi il sito venne pesantemente manomesso per adattarlo alle varie destinazioni d’uso da caserma a foresteria ad alloggi per le famiglie dei militari.

In anni recenti il sito ha perduto funzionalità e importanza strategica per le forze armate ed è stato dismesso, attualmente è completamente abbandonato ed in uno stato di degrado strutturale avanzato con crolli diffusi. L’immobile è vincolato, il decreto di vincolo da parte del Ministero dei beni culturali è stato apposto recentemente in data 12/07/2018. La porzione oggetto della progettazione strutturale per un suo miglioramento sismico fa parte di un più vasto aggregato di edifici che nel corso dei secoli ha dato origine a complessi strutturali diversi dagli originali, risultando una genesi articolata e non unitaria dovuta a molteplici fattori, come la sequenza costruttiva, il cambio di materiali, le mutate esigenze della proprietà.

L’Ufficio Tecnico Comunale di Spoleto, definendo la porzione di aggregato da sottoporre a finanziamento regionale, ha individuando le unità minime di intervento, che sono riportate nella planimetria allegata.

La Sovrintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio dell’Umbria ha richiesto una ulteriore valutazione della definizione e perimetrazione dell’unità minima oggetto dell’intervento, considerando tutto l’aggregato.

Utilizzando la documentazione conoscitiva molto accurata del progetto preliminare, sono stati effettuati sopralluoghi e, ove si riteneva necessario, ulteriori approfondimenti.

Da questa analisi dell’aggregato è emerso che la porzione di intervento, individuata dall’Amministrazione Comunale e oggetto di finanziamento da parte della Regione Umbria per la riparazione dei danni e miglioramento sismico, sono in realtà due unità minime di intervento connesse ortogonalmente ed ogni singola unità è costituita da più unità strutturali.

La prima unità minima di intervento è costituita da quattro unità strutturali

• la prima di dimensioni 7.70 x 15.00 che si sviluppa su tre piani con altezza in gronda pari a 12.72 m, che si affaccia sul primo chiostro, probabilmente la sua costruzione con successiva elevazione è databile tra il XV° e XVI° secolo e dove si rilevano le trasformazioni tipo-morfologiche e d’uso più rilevanti effettuate nel periodo militare;

• la seconda parallela alla prima ha dimensioni 3x25,4, terminava con un’appendice demolita alla fine del XIX secolo. Originariamente doveva costituire l’ingresso al monastero ed è caratterizzata da una copertura voltata a botte e l’epoca di costruzione è posta tra XV° e XVI°;

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• la terza parallela ma posta in contiguità con la seconda unità strutturale e l’attuale portico di ingresso ed databile fine XVIII° secolo, caratterizzata al piano primo da un sistema voltato a crociera, ha dimensioni 3x17.00;

• la quarta unità è il prolungamento delle precedenti, costruita probabilmente in due fasi successive nel periodo di proprietà dei militari, ha dimensioni 4x12 m;

La seconda unità minima di intervento è posta ortogonalmente alla prima, ha dimensioni 24x 12.70 su due livelli con altezza all’intradosso pari a 10.95 m., con una superficie a terra complessiva di circa 500 mq.

Risulta fortemente rimaneggiata: sono state ridefinite tutte le aperture nelle facciate sia quelle che si affacciano sul porticato sia quelle sul versante di via dell’Anfiteatro, dove venne realizzato l’accesso principale.

L’introduzione del nuovo accesso ha comportato la realizzazione di una scala, che permettesse i collegamenti in verticale: da quota +1.96 piano del piazzale a quota +000 piano terra dell’edificio e a quota +5.10 del primo piano. La realizzazione della scala ha comportato la demolizione di un arco a tutto sesto del piano terra con l’introduzione di una nuova muratura portante.

Gli edifici oggetto di intervento, analogamente a quanto risulta per l'intero complesso, hanno murature realizzate in pietrame o miste a mattoni, orizzontamenti in struttura lignea, ad eccezione di un quantitativo minimo in latero-cemento ed in parte voltati, mentre le coperture sono costituite da strutture portanti lignee, con pianellato e sovrastante manto di coppi.

L’immobile si trova in uno stato di danneggiamento diffuso e crolli diffusi di coperture e solai intermedi.

La connessione con la successiva unità minima di intervento è un muro in comune per i soli due piani.

Le fase di indagine e di diagnostica, come già accennato, per determinare il livello di conoscenza ed essere funzionale alla successiva fase di analisi strutturale, è stata spinta fino ad un livello di conoscenza LC2, così come previsto dal bando di gara per il progetto di miglioramento sismico del complesso.

2. SOLUZIONI PROGETTUALI

E’ stato introdotto un nuovo corpo scala con ascensore funzionale alla futura destinazione espositiva per permette l’accesso ai vari piani in una soluzione di continuità, ivi incluso il terzo livello, ad oggi non raggiungibile se non dall’altra ala del complesso. Con la realizzazione del corpo scala non solo si rendono indipendenti i due corpi di fabbrica oggetto dell’intervento dall’intero complesso, ma soprattutto si rendono accessibili tutti i piani a soggetti diversamente abili.

La scala è stata posizionata in un vano prospicente Via dell’Anfiteatro e baricentrico rispetto alla quasi emi- simmetria delle due maniche. Nello sviluppo in verticale del vano che ospita la scala presenta solo solaio con travi a sezioni variabile in cca e di recente costruzione (1960), che non presenta alcun pregio storico e pertanto verrà demolito.

Il posizionamento della scala è stata attentamente ponderata, analizzando tutti gli elementi architettonici e strutturali relativi alla facciata laterale, nonché la storicizzazione delle aperture esistenti e di quelle ritamponate in tempi recenti.

L’intervento del nuovo vano scala che permette anche il superamento delle barriere architettoniche consiste in una nuova scala in acciaio, con l’inserimento in parte della struttura portante in acciaio della scala all’interno

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dello spessore della muratura al fine di contenere l’ingombro fisico e visivo degli stessi elementi strutturali e con rampe che permettono di raccordare i livelli dei vari ambienti mantenendo le aperture interne esistenti.

Esternamente per superare un dislivello di circa 1.40 m viene realizzata una rampa per disabili in cca, i cui muri servono anche per il contenimento del terreno e quindi l’organizzazione dei livelli della corte esterna.

Inoltre la parete perimetrale esterna del vano scala verrà completamente rifatta, infatti è pressochè impossibile consolidarla, sia per lo stato di degrado raggiunto sia per le manomissioni operate nel tempo per adeguarle alle diverse utilizzazioni, presentando materiali non omogenei e disgiunti tra loro.

Gli interventi proposti di consolidamento statico e di miglioramento della risposta sismica, sono stati individuati come diretta conseguenza dell’ampia e accurata fase di conoscenza e diagnosi strutturale effettuate; in altre parole essi rispondono ad una vulnerabilità accertata e riconosciuta da indagini locali, piuttosto che derivati dall’applicazione di schemi o tipologie asetticamente prelevati da codici di pratica o manuali del consolidamento.

I solai, che confinano gli ambienti che si presuppone che ospiteranno impianti tecnologici e servizi igienico sanitari sono stati progettati con travi in acciaio e lamiera con soletta collaborante, poiché le eventuali aperture per il passaggio di impianti possano essere facilitati e facilmente cerchiati.

I profilati in acciaio sono presenti sul mercato di varie forme e dimensioni, riuscendo così a coniugare resistenza a forti carichi con dimensioni contenute delle sezioni. Prerogativa questa necessaria per la realizzazione del solaio di copertura della sala dell’affresco. Attualmente il solaio è costituito con travi e cassettonato in legno e non è praticabile. La luce del solaio è notevole circa 7 metri e risulta impossibile mantenere la stessa tipologia di solaio, dovendolo rendere praticabile per ambienti espositivi. L’utilizzo di travi in acciaio intradossate, rivestite in legno e delle stesse dimensioni di quelle lignee attuali, permette sia la riproposizione del cassettonato esistente, opportunamente restaurato, sia l’utilizzo del solaio per spazi espositivi. Gli altri solai saranno realizzati con travi e tavolati in legno ove possibile recuperando i tavolati esistenti. In particolar modo verranno riproposte sia le essenze che le dimensioni dei tavolati esistenti.

Inoltre verrà posto in atto l’accorgimento di utilizzare profilati in acciaio per le cordolature di piano e in sommità risolvendo alcuni problemi legati strettamente alle difficoltà di cantierizzazione quali la movimentazione all’interno dell’edificio e l’utilizzo di collegamento a secco con inghisature mediante perfori con resine.

In linea con il capitolo 6 delle Linee Guida del Ministero dei beni Culturali gli interventi sull’immobile previsti nel progetto definitivo sono volti a ridurre la vulnerabilità sismica e sono stati valutati “..nel quadro generale della conservazione della costruzione. La scelta della strategia e della tecnica d’intervento, nonché l’urgenza di attuarlo, dipendono dai risultati delle precedente fase di valutazione. L’obiettivo principale resta sempre la conservazione non solo della materia ma anche del funzionamento strutturale accertato, qualora questo non presenti carenze tali da poter comportare la perdita del bene...”

La strategia di intervento scelta dipende dai risultati dallo studio della vulnerabilità sismica del fabbricato, come evidenziato nell’elaborato “Relazione di calcolo LV1- Allegato A”, e dalla difficoltà di cantierizzazione delle diverse fasi lavorative.

Dall’analisi emerge con chiarezza indifettibile la necessità di introdurre:

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- pareti di taglio - il miglioramento delle caratteristiche meccaniche della muratura - la realizzazione di efficaci ammorsature della stessa - il rifacimento dei solai di piano con cordolature .

In copertura si è provveduto alla sostituzione delle capriate e delle travi in legno ancora presenti (al § 7.2 della Relazione generale di calcolo è spiegato il motivo dell’impossibilità di riutilizzare quelle esistenti), mantenendo comunque la tipologia e configurazione geometrica della copertura in legno (punto 6.3.5).

Cronologicamente il rifacimento della copertura, con il relativo cordolo di ripartizione in acciaio, è una delle prime fasi previste, in quanto le capriate o travi dovranno costituire un vincolo sommitale per i paramenti murari perimetrali, riducendone la snellezza.

Inoltre le strutture lignee saranno sovradimensionate, rispetto alle verifiche di resistenza ai SLV, poiché dovranno avere resistenza al fuoco R 60.

La “camorcanna” della copertura del patio verrà consolidata e restaurata, le parti mancanti e ammalorate verranno rifatte con la stessa tecnica costruttiva.

L’incremento della resistenza degli elementi murari verrà perseguita mediante:

• scuci e cuci in corrispondenza delle lesioni presenti;

• ristilatura dei giunti con malta fibrorinforzata; trattandosi nel caso specifico di murature di grosso spessore e paramenti non idoneamente collegati tra loro, tale intervento non è sufficiente da solo a garantire un incremento consistente di resistenza;

• iniezioni di miscele leganti; la miscela da iniettare è costituita da un legante idraulico pozzolanico a basso contenuto di sali e acqua in maniera tale da evitare danni alle murature per la produzione futura di Sali.

Verranno utilizzate barre in carbonio/acciaio inox o in fibra per garantire la durabilità degli elementi inseriti e leganti idraulici pozzolanici come miscela iniettata compatibile con il paramento murario esistente;

• intonaco in calce fibrorinforzato armato con rete in fibra di vetro A.R. sulle due facce della tessitura muraria, utilizzando una matrice inorganica di natura pozzolanica appositamente formulata per utilizzo su sopporti di muratura storica;

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3. EDIFICIO PRINCIPALE

3.1 ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON IL CODICE DI CALCOLO

La presente relazione di calcolo strutturale, in conformità al punto 10.1 del D.M. del 14-01-2008, è comprensiva di una descrizione generale dell’opera e dei criteri generali di analisi e verifica. Inoltre vengono indicate le informazioni al capitolo 10.2 del D.M. stesso relative ad analisi e verifiche svolte con l’ausilio dei codici di calcolo. In particolare per quanto concerne le verifiche locali, sono state effettuate con fogli di calcolo excel mentre per l’analisi globali delle strutture in muratura è utilizzato il software di calcolo della Aedes “PCM 2018”

3.2 LOCALIZZAZIONE DELLA STRUTTURA

COMUNE: Spoleto

PROVINCIA: Perugia

REGIONE: Umbria

LONGITUDINE: 42°,740394

LATITUDINE: 12°,739381

3.2 PARAMETRI DELLA STRUTTURA

CLASSE D’USO: III

VITA NOMINALE: 50 anni TIPO DI COSTRUZIONE: 2 CATEGORIA TOPOGRAFICA: T1

TIPO DI TERRENO: B

ZONA SISMICA: 2

3.3 CARATTERISTICHE CODICE DI CALCOLO

PROGRAMMA: PCM 2018

VERSIONE: 2018

PRODUTTORE:

AEDES SOFTWARE s.n.c. con sede in Via Ferrante Aporti, 32, 56028 San Miniato Basso (PI).

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3.4 DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA

Le analisi dell’edificio vengono eseguite con il programma "PCM2015", prodotto da Aedes Software s.n.c.

Il programma si avvale di interfaccia grafica a moduli, suddivisa in diverse fasi operative:

• Modellazione architettonica

• Modellazione strutturale

• Analisi

• Cinematismi

• Consultazione risultati

La modellazione architettonica permette di definire tutti gli elementi strutturali maschi murari, fasce di piano, sottofinestra ed eventuali elementi trave e pilastro; inserimento dei solai con i rispettivi carichi. Si passa poi alla modellazione strutturale, dove il programma in automatico genera il telaio equivalente in base al modello architettonico definito. In questa fase è possibile modificare i vincoli delle aste, assegnare nuovi carichi ai nodi ed alle aste, inserire tutti i parametri di calcolo. Nel modulo Analisi, si possono effettuare tutte le analisi previste dalla normativa, da quelle lineari fino alle analisi non lineari.

TIPO DI ANALISI: analisi statica non sismica, analisi dinamica modale, analisi pushover, analisi dei cinematismi PROGETTO-VERIFICA DEGLI ELEMENTI: D.M. 14-01-2008

AZIONE SISMICA: Norma applicata D.M. 14-01-2008

3.4 MODELLAZIONE

Modello Architettonico

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Modello a telaio equivalente

L’immagine sopra rappresenta il modello strutturale. Per questo modello sono state effettuate quattro tipologie di analisi:

1. ANALISI STATICA NON SISMICA 2. ANALISI DINAMICA MODALE 3. ANALISI PUSHOVER

4. ANALISI DEI CINEMATISMI LOCALI

In Analisi dinamica modale sono stati verificati: le fondazione e le nuove strutture inserite. In Analisi Pushover è stata modellata la struttura incastrata alla base e sono stati calcolati gli indicatori di Rischio allo Stato limite di Salvaguardia della vita per la valutazione dell’edificio. Sono stati ottenuti valori superiori all’unità che hanno permesso il raggiungimento del livello di adeguamento dell’edificio.

3.5 AZIONE SISMICA:

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3.6 RISULTATI PRINCIPALI:

3.6.1 Modi di Vibrare:

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3.6.2 Risultati verifiche:

L’intervento di ampliamento da effettuare al primo livello sul lastrico solare comporta l’adeguamento sismico dell’intero fabbricato escluso il portico in c.a. in quanto non interessato. Pertanto verranno ora riportate il riassunto delle verifiche effettuate e gli indicatori di rischio ottenuti per le diverse analisi effettuate:

Analisi Statica non Sismica

Pressoflessione Complanare

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Taglio per fessurazione diagonale

Pressoflessione ortogonale

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Analisi Dinamica

Pressoflessione ortogonale

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Analisi Pushover

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3.6.3 Analisi dei possibili cinematismi

1. ANALISI CINEMATICA LINEARE Azione Sismica

Struttura:

Vita Nominale VN (anni) = 50 Classe d'uso: III

Coefficiente d'uso CU = 1.5

Periodo di riferimento per l'azione sismica VR=VN*CU (anni) = 75

Pericolosita':

Ubicazione del sito:

Longitudine ED50 (gradi sessadecimali) = 12.739381 - Latitudine ED50 (gradi sessadecimali) = 42.740394 Tipo di interpolazione: superficie rigata [§CA]

Valori dei parametri ag, Fo, TC* per i periodi di ritorno TR di riferimento

(dagli Studi di pericolosità sismica del sito di ubicazione dell'edificio [cfr.Tab.1 All.B al D.M.14.1.2008]):

| TR | a,g | Fo | TC* | |(anni)| (*g) | | (sec) | |---|

| 30 | 0.069 | 2.428 | 0.270 | | 50 | 0.087 | 2.428 | 0.280 | | 72 | 0.103 | 2.383 | 0.280 | | 101 | 0.119 | 2.373 | 0.290 | | 140 | 0.136 | 2.374 | 0.290 | | 201 | 0.157 | 2.374 | 0.300 | | 475 | 0.216 | 2.392 | 0.320 | | 975 | 0.277 | 2.402 | 0.330 | | 2475 | 0.372 | 2.403 | 0.350 | ---

Per periodi di ritorno TR<30 anni [cfr. DPC-Reluis, CNR-ITC]:

ag(TR) = K * TR^α, dove:

K = 0.014901160, α = 0.451541640

Stati Limite:

PVR (%) Probabilita' di superamento nel periodo di riferimento VR per ciascun Stato Limite (Tab.3.2.i)

SLE: SLO 81

SLE: SLD 63

SLU: SLV 10

SLU: SLC 5

ag(g) Fo Tc*(sec) e altri parametri di spettro per i periodi di ritorno TR associati a ciascun Stato Limite [§3.2.3]

| Stato | TR | a,g | Fo | TC* | S | TB | TC | TD | | limite |(anni)| (*g) | | (sec) | | (sec) | (sec) | (sec) | |---|

| SLO | 45 | 0.083 | 2.428 | 0.278 | 1.200 | 0.132 | 0.395 | 1.932 | | SLD | 75 | 0.105 | 2.382 | 0.281 | 1.200 | 0.133 | 0.398 | 2.020 | | SLV | 712 | 0.248 | 2.398 | 0.326 | 1.162 | 0.150 | 0.449 | 2.592 | | SLC | 1462 | 0.315 | 2.402 | 0.339 | 1.097 | 0.154 | 0.463 | 2.860 | ---

Suolo:

Categoria di sottosuolo e Condizioni topografiche:

Categoria di sottosuolo: B Categoria topografica: T1

Rapporto quota sito / altezza rilievo topografico = 0 Coefficiente di amplificazione topografica ST = 1 PGA:

Definizione di PGA: Accelerazione al suolo (analoga ad: ag*S, dove: S=SS*ST)

Componenti:

Spettro di risposta (componente orizzontale):

SLE: Smorzamento viscoso (ξ) (%) = 5 η=[10/(5+ξ)]= 1

SLU: Fattore di Comportamento q per Analisi Cinematica = 2.0 [§C8A.4.2.3]

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Risultati dei cinematismi analizzati:

|---|

| 1 | 0.154 | 1.190 | 1.507 | 1.041 | 1.159 | | 2 | 0.170 | 1.198 | 1.560 | 1.055 | 1.211 |

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---

n. = numero consecutivo del cinematismo α0 = moltiplicatore di collasso

PGA,CLD / PGA,DLD = ζ,E,SLD,PGA = indicatore di Rischio Sismico in termini di PGA per SLD

TR,CLD / TR,DLD = ζ,E,SLD,TR = indicatore di Rischio Sismico in termini di periodo di ritorno TR per SLD PGA,CLV / PGA,DLV = ζ,E,SLV,PGA = indicatore di Rischio Sismico in termini di PGA per SLV

TR,CLV / TR,DLV = ζ,E,SLV,TR = indicatore di Rischio Sismico in termini di periodo di ritorno TR per SLV

Secondo All.a al D.M.14.1.2008, si considerano valori di TR compresi nell'intervallo [30,2475] anni. Se TR>2475 si pone TR=2475.

Se TR<30, con riferimento al Programma di ricerca DPC-ReLUIS (Unità di Ricerca CNR-ITC)

si adotta un'estrapolazione mediante una regressione sui tre valori di hazard ag(30), ag(50) e ag(75), effettuata con la funzione di potenza: ag(TR)=k*TR^α.

Per il sito in esame risulta: K = 0.014901160, α = 0.451541640

Per l'Indicatore di Rischio Sismico in termini di TR si ha quindi un limite massimo pari a:

SLD: (2475/TR,DLD)=33.000 SLV: (2475/TR,DLV)=3.476

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4 SCALA IN ACCIAIO INTERNA

4.1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO :

Analisi condotta agli Stati Limite in accordo con il Testo Unico 2008

4.2 TIPO DI ANALISI :

Dinamica senza condensazione

Numero di condizioni di carico ... : 4

Numero di combinazioni di carico . : 23

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Condizione

1 peso proprio

2 peso portato

3 carico variabile neve

4 carico variabile antropico

5 Sisma 0SLV

6 Sisma 90SLV

7 Sisma 180SLV

8 Sisma 270SLV

9 Sisma 0SLD

10 Sisma 90SLD

11 Sisma 180SLD

12 Sisma 270SLD

Combinazioni di carico:

Combinazioni agli Stati Limite Ultimi

Combinazione di carico numero 1

2

Comb.\Cond 1 2 3 4

1 1.3 1.3 1.5 1.05

2 1.3 1.3 0.75 1.5

Combinazioni agli Stati Limite di Salvaguardia della Vita

Combinazione di carico numero

3 Sisma 0 / 90

4 Sisma 0 / 270

5 Sisma 90 / 0

6 Sisma 90 / 180

7 Sisma 180 / 90

8 Sisma 180 / 270

9 Sisma 270 / 0

10 Sisma 270 / 180

Comb.\Cond 1 2 4 5 6 7 8

3 1 1 0.6 1 0.3

4 1 1 0.6 1 0.3

5 1 1 0.6 0.3 1

6 1 1 0.6 1 0.3

7 1 1 0.6 0.3 1

8 1 1 0.6 1 0.3

9 1 1 0.6 0.3 1

10 1 1 0.6 0.3 1

Combinazioni RARE Stati Limite di Esercizio

12

Comb.\Cond 1 2 3 4

11 1 1 1 0.7

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Combinazioni FREQUENTI Stati Limite di Esercizio

14

Comb.\Cond 1 2 3 4

13 1 1 0.2 0.6

14 1 1 0.7

Combinazioni QUASI PERMANENTI Stati Limite di Esercizio

Comb.\Cond 1 2 4

15 1 1 0.6

Combinazioni agli Stati Limite di Danno

Combinazione di carico numero

16 Sisma 0 / 90

17 Sisma 0 / 270

18 Sisma 90 / 0

19 Sisma 90 / 180

20 Sisma 180 / 90

21 Sisma 180 / 270

22 Sisma 270 / 0

23 Sisma 270 / 180

Comb.\Cond 1 2 4 9 10 11 12

16 1 1 0.6 1 0.3

17 1 1 0.6 1 0.3

18 1 1 0.6 0.3 1

19 1 1 0.6 1 0.3

20 1 1 0.6 0.3 1

21 1 1 0.6 1 0.3

22 1 1 0.6 0.3 1

23 1 1 0.6 0.3 1

4.3 PARAMETRI DI CALCOLO ANALISI DINAMICA

4.3.1 Spettro in accordo con TU 2008

• Via dell'Anfiteatro, 19, 06049 Spoleto PG, Italia Longitudine 12.7382 Latitudine 42.7392

• Tipo di Terreno B

• Coefficiente di amplificazione topografica (ST) 1.0000

• Vita nominale della costruzione (VN) 50.0 anni

• Classe d'uso IV coefficiente CU 2.0

• Classe di duttilità impostata Bassa

• Fattore di struttura massimo, C, per sisma orizzontale 1.00 ( qo= C αu/α1 )

• Fattore di duttilità αu/α1 per sisma orizzontale 1.00

• Fattore riduttivo regolarità in altezza KR 1.00

• Fattore riduttivo per la presenza di setti KW 1.00

• Fattore di struttura q per sisma orizzontale 1.00

(26)

• Fattore di struttura q per sisma verticale 1.50

• Smorzamento Viscoso ( 0.05 = 5% ) 0.05 TU 2008 SLV H

• Probabilità di superamento (PVR) 10.0 e periodo di ritorno (TR) 949 (anni)

• ^S^s^1.139

• ^T^B 0.15 [sec]

• ^T^C 0.45 [sec]

• ^T^D 2.69 [sec]

• ag/g 0.2713

• ^F^o^2.4067

• ^T^C^*^0.3296 TU 2008 SLV H

TU 2008 SLD H

• Probabilità di superamento (PVR) 63.0 e periodo di ritorno (TR) 101 (anni)

• ^S^s^1.200

• ^T^B 0.14 [sec]

• ^T^C 0.41 [sec]

• ^T^D 2.07 [sec]

• ^a^g^{/g 0.1180}

• ^F^o^2.3786

• ^T^C^*^0.2899 TU 2008 SLD H

(27)

Fattori di partecipazione per il calcolo delle masse:

Condizione Commento Fattore di Partecipazione

1 peso proprio 1.000000

2 peso portato 1.000000

3 carico variabile neve 0.000000

4 carico variabile antropico 0.600000

4.3.2 Direzioni d'ingresso del Sisma

• SLV Direzione 1 Angolo in pianta 0.00 [°]

• SLD Direzione 5 Angolo in pianta 0.00 [°]

Analisi Modale via Vettori di Ritz Percentuale della massa di piano utilizzata per la valutazione delle azioni dovute ad eccentricità addizionali del centro di massa 100.0%

4.4 RISULTATI DELL'ANALISI DINAMICA

ls raggio d'inerzia polare di piano ls= sqrt(Jp/ m)

Xg, Yg, Zg coordinate centro di massaModale

Dx, Dy eccentricità centro di massa-centro delle rigidezza

Krzz, Kttmin, Ktmax rigidezze traslanti e torcenti

r1, r2 raggi giratori d'inerzia (r1= (Krzz/Ktmin)1/2r2= (Krzz/Ktmax)1/2)

ΔKx,ΔKyΔKΘz incrementi percentuali di rigidezza (ΔK = (Ki-Ki-1)/Ki-1 Kxi,Kyi,KΘzi rigidezze traslanti e torsionali del piano i-esimo rispetto agli assi globali

R ordinata dello spettro

Coeff.di Part. coefficienti di partecipazione (in letteratura gij)

|Li|/|L1| rapporto percentuale fra i fattori di partecipazione del modo i-esimo e del primo modo

(28)

Mmi/Mmtot percentuale massa modale efficacie dell'i-esimo modo

Sum Mmi/Mmtot percentuale cumulativa delle masse modali efficaci

φi,Ux, φi,Uy, φi,θz spostamenti modali del nodo master

4.4.1 Modalità di valutazione della risposta modale riposta S = CQC( Si )

segno riposta = sign( Σ Si )

Sintesi dei risultati SLV per direzione d'ingresso del sisma.

Analisi Modale via Vettori di Ritz

Direzione d'ingresso

Modo Principale Periodo [sec]

% Massa Modale Modo Principale

% Massa Modale Totale

0.00 [°] SLV 15 0.01 23.4 79.7

90.00 [°] SLV 30 0.01 30.5 80.7

180.00 [°] SLV 45 0.01 23.4 79.7

270.00 [°] SLV 60 0.01 30.5 80.7

Autovalori, Periodi Masse Modali efficaci

Analisi Modale via Vettori di Ritz

Risultati angolo di ingresso del sisma: 0.00 [°] S LV

Modo Periodo [sec]

R Coefficente

di Partecipazione

%|Li|/|L1| Massa Modale % Mmi/Mmtot % Σ Mmi/Mmtot

15 0.01 0.342 -3.9100452423e+01 1.5288453369e+03 23.4 23.4

2 0.19 0.744 3.4317424774e+01 87.8 1.1776856689e+03 18.1 41.5

4 0.12 0.666 -2.4649621964e+01 63.0 6.0760388184e+02 9.3 50.8

14 0.02 0.360 -2.3484138489e+01 60.1 5.5150476074e+02 8.5 59.3

9 0.09 0.555 -2.2653575897e+01 57.9 5.1318450928e+02 7.9 67.1

13 0.04 0.434 -1.5417135239e+01 39.4 2.3768806458e+02 3.6 70.8

11 0.06 0.495 1.4116926193e+01 36.1 1.9928759766e+02 3.1 73.8

7 0.10 0.586 1.0194540024e+01 26.1 1.0392864990e+02 1.6 75.4

8 0.09 0.567 -8.7268524170e+00 22.3 7.6157951355e+01 1.2 76.6

12 0.05 0.450 8.0506792068e+00 20.6 6.4813438416e+01 1.0 77.6

5 0.11 0.622 7.6017079353e+00 19.4 5.7785964966e+01 0.9 78.5

6 0.10 0.608 -6.9274668694e+00 17.7 4.7989795685e+01 0.7 79.2

10 0.07 0.513 -5.6628494263e+00 14.5 3.2067863464e+01 0.5 79.7

1 0.23 0.744 1.2923221588e+00 3.3 1.6700965166e+00 0.0 79.7

3 0.16 0.744 -1.1614140272e+00 3.0 1.3488825560e+00 0.0 79.7

Risultati angolo di ingresso del sisma: 90.00 [°] S LV

R Coefficente

30 0.01 0.341 -4.4614452362e+01 1.9904493408e+03 30.5 30.5

(29)

18 0.16 0.744 3.8695980072e+01 86.7 1.4973789063e+03 23.0 53.5

29 0.02 0.367 2.5045497894e+01 56.1 6.2727697754e+02 9.6 63.1

27 0.05 0.449 -2.2976900101e+01 51.5 5.2793792725e+02 8.1 71.2

25 0.07 0.510 1.4848016739e+01 33.3 2.2046360779e+02 3.4 74.6

26 0.06 0.478 -1.0455998421e+01 23.4 1.0932790375e+02 1.7 76.2

28 0.04 0.416 -9.9953489304e+00 22.4 9.9906997681e+01 1.5 77.8

23 0.08 0.549 9.3791275024e+00 21.0 8.7968032837e+01 1.3 79.1

24 0.08 0.530 8.5943336487e+00 19.3 7.3862571716e+01 1.1 80.2

16 0.23 0.744 4.2521576881e+00 9.5 1.8080844879e+01 0.3 80.5

20 0.11 0.622 3.2847688198e+00 7.4 1.0789706230e+01 0.2 80.7

19 0.12 0.666 1.3804788589e+00 3.1 1.9057219028e+00 0.0 80.7

21 0.10 0.611 -1.0500832796e+00 2.4 1.1026748419e+00 0.0 80.7

22 0.10 0.588 -4.8341289163e-01 1.1 2.3368802667e-01 0.0 80.7

17 0.19 0.744 -4.4968807697e-01 1.0 2.0221936703e-01 0.0 80.7

Risultati angolo di ingresso del sisma: 180.00 [°] SLV

R Coefficente

45 0.01 0.342 -3.9100456238e+01 1.5288457031e+03 23.4 23.4

32 0.19 0.744 3.4317424774e+01 87.8 1.1776856689e+03 18.1 41.5

34 0.12 0.666 -2.4649620056e+01 63.0 6.0760375977e+02 9.3 50.8

44 0.02 0.360 -2.3484138489e+01 60.1 5.5150476074e+02 8.5 59.3

39 0.09 0.555 -2.2653575897e+01 57.9 5.1318450928e+02 7.9 67.1

43 0.04 0.434 -1.5417135239e+01 39.4 2.3768806458e+02 3.6 70.8

41 0.06 0.495 1.4116926193e+01 36.1 1.9928759766e+02 3.1 73.8

37 0.10 0.586 1.0194540024e+01 26.1 1.0392864990e+02 1.6 75.4

38 0.09 0.567 -8.7268505096e+00 22.3 7.6157920837e+01 1.2 76.6

42 0.05 0.450 8.0506782532e+00 20.6 6.4813423157e+01 1.0 77.6

35 0.11 0.622 7.6017060280e+00 19.4 5.7785934448e+01 0.9 78.5

36 0.10 0.608 -6.9274673462e+00 17.7 4.7989803314e+01 0.7 79.2

40 0.07 0.513 -5.6628561020e+00 14.5 3.2067939758e+01 0.5 79.7

31 0.23 0.744 1.2923240662e+00 3.3 1.6701015234e+00 0.0 79.7

33 0.16 0.744 -1.1614315510e+00 3.0 1.3489232063e+00 0.0 79.7

Risultati angolo di ingresso del sisma: 270.00 [°] SLV

R Coefficente

60 0.01 0.341 -4.4614452362e+01 1.9904493408e+03 30.5 30.5

48 0.16 0.744 3.8695976257e+01 86.7 1.4973785400e+03 23.0 53.5

59 0.02 0.367 2.5045499802e+01 56.1 6.2727703857e+02 9.6 63.1

57 0.05 0.449 -2.2976902008e+01 51.5 5.2793804932e+02 8.1 71.2

55 0.07 0.510 1.4848013878e+01 33.3 2.2046351624e+02 3.4 74.6

56 0.06 0.478 -1.0455997467e+01 23.4 1.0932788086e+02 1.7 76.2

58 0.04 0.416 -9.9953479767e+00 22.4 9.9906982422e+01 1.5 77.8

53 0.08 0.549 9.3791322708e+00 21.0 8.7968124390e+01 1.3 79.1

54 0.08 0.530 8.5943346024e+00 19.3 7.3862586975e+01 1.1 80.2

46 0.23 0.744 4.2521572113e+00 9.5 1.8080841064e+01 0.3 80.5

50 0.11 0.622 3.2847721577e+00 7.4 1.0789728165e+01 0.2 80.7

(30)

49 0.12 0.666 1.3804900646e+00 3.1 1.9057527781e+00 0.0 80.7

51 0.10 0.611 -1.0500820875e+00 2.4 1.1026723385e+00 0.0 80.7

52 0.10 0.588 -4.8341605067e-01 1.1 2.3369108140e-01 0.0 80.7

47 0.19 0.744 -4.4967249036e-01 1.0 2.0220534503e-01 0.0 80.7

4.4.2 Spettri modali

0.00 [°] SLV

90.00 [°] SLV

180.00 [°] SLV

(31)

270.00 [°] SLV

4.5 Massimi spostamenti differenziali orizzontali

• Fattore moltiplicativo spostamenti dovuti al sisma b 1

• ^{c 1}

• Controllo degli spostamenti di interpiano dU inferiore a 0.005 H

Comb. Ux Uy Uz |Uxyz|

Nodi Ux

[cm]

Nodi Uy

[cm]

Nodi Uz

[cm]

Nodi |Uxyz|

[cm]

16 2-104 0.00 2-104 0.09 37-111 0.00 2-104 0.09

17 37-111 0.00 40-113 -0.08 37-111 0.00 37-111 0.08

18 60-20 0.00 2-104 0.25 39-106 -0.00 2-104 0.25

19 37-111 -0.00 2-104 0.25 37-111 -0.00 2-104 0.25

20 37-111 -0.00 40-113 0.08 37-111 -0.00 37-111 0.08

21 2-104 -0.00 2-104 -0.09 37-111 -0.00 2-104 0.09

22 37-111 0.00 2-104 -0.25 37-111 0.00 2-104 0.25

23 60-20 -0.00 2-104 -0.25 39-106 0.00 2-104 0.25

Spostamenti Max in direzione Ux [cm]

Nodi Comb. 16 17 18 19 20 21 22 23

2 104 16 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

37 111 17 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

60 20 18 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

37 111 19 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

37 111 20 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

2 104 21 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

37 111 22 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

60 20 23 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 -0.00

Spostamenti Max in direzione Uy [cm]

Nodi Comb. 16 17 18 19 20 21 22 23

2 104 16 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

40 113 17 0.05 -0.08 0.21 0.22 0.08 -0.05 -0.22 -0.21

2 104 18 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

2 104 19 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

40 113 20 0.05 -0.08 0.21 0.22 0.08 -0.05 -0.22 -0.21

(32)

2 104 21 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

2 104 22 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

2 104 23 0.09 -0.06 0.25 0.25 0.06 -0.09 -0.25 -0.25

Spostamenti Max in direzione Uz [cm]

Nodi Comb. 16 17 18 19 20 21 22 23

37 111 16 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

37 111 17 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

39 106 18 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

37 111 19 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

37 111 20 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

37 111 21 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

37 111 22 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00

39 106 23 -0.00 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Spostamenti Max in direzione |Uxyz| [cm]

Nodi Comb. 16 17 18 19 20 21 22 23

2 104 16 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

37 111 17 0.05 0.08 0.21 0.22 0.08 0.05 0.22 0.21

2 104 18 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

2 104 19 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

37 111 20 0.05 0.08 0.21 0.22 0.08 0.05 0.22 0.21

2 104 21 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

2 104 22 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

2 104 23 0.09 0.06 0.25 0.25 0.06 0.09 0.25 0.25

Combinazione di Carico 18 Fra i nodi 2 104 |Uxyz| Spostamento 0.25 [cm] : Non si sono rilevati spostamenti di interpiano superiori a 0.005000 H

Comune di Spoleto