RELAZIONE DI CALCOLO - Parco Nazionale Dolomiti Bellunesi · Azione della neve 9 2.3. Azione del vento ... La presente relazione riguarda la progettazione e il calcolo delle ... (D.M.
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La presente relazione riguarda la progettazione e il calcolo delle strutture lignee e in C.A. per realizzazione di un punto di informazioni e ristoro a servizio dell´area attrezzata di Pian d´Avena nel comune di Pedavena (BL)
Le principali caratteristiche geografiche e climatiche del sito sono:
Quota sul livello del mare: 778 m
Zona di carico da neve al suolo: Zona I Alpina
Macrozonazione per l’azione del vento: Zona 1
Zona sismica: 2 - coordinate: 46,0404°N; 11,8841°E
L´edificio è composto da un unico piano fuori terra a struttura portante esclusivamente di legno, la quale appoggia su una platea in C.A.; la copertura è di tipo tradizionale a due falde
1.2. Durabilità e vita utile di progetto
Per l’opera di cui in oggetto si prevedono le seguenti caratteristiche:
Tipo di opera: Opere ordinarie
Vita nominale: >50 anni
Classe d’uso: III (costruzione il cui uso prevede affollamenti significativi)
Per quanto riguarda la durabilità si sono presi tutti gli accorgimenti utili alla conservazione delle caratteristiche fisiche e dinamiche dei materiali e delle strutture, in considerazione dell’ambiente in cui l’opera dovrà vivere e dei cicli di carico a cui sarà sottoposta, con la consapevolezza che tutte le prestazioni attese potranno essere adeguatamente realizzate solo mediante opportune procedure da seguire non solo in fase di progettazione, ma anche di costruzione, manutenzione e gestione dell’opera. La qualità dei materiali e le dimensioni degli elementi sono coerenti con tali obiettivi.
1.3. Verifiche di sicurezza
Ai fini delle verifiche di sicurezza sono stati adottati i criteri del metodo semiprobabilistico agli stati limite. In particolare sono stati soddisfatti i requisiti per la sicurezza allo stato limite ultimo e allo stato limite d’esercizio.
Per lo Stato Limite Ultimo si verifica per ogni elemento, o insieme di elementi strutturali, la disuguaglianza Ed ≤ Rd indicando con Ed l’insieme delle azioni di progetto e con Rd la corrispondente resistenza, calcolata in accordo alle regole specifiche del materiale in oggetto (valore caratteristico di fk e coefficiente di sicurezza parziale γm).
Per lo Stato Limite d’esercizio, si verifica che ogni elemento strutturale o sistema strutturale dia luogo, in condizioni di normale utilizzo, a deformazioni tali da non compromettere la funzionalità dell’edificio.
1.4. Le azioni applicate alla struttura
Pesi specifici dei materiali
Peso specifico del legno (massiccio e L.L.) 5,00 kN/m³
I pesi propri e permanenti degli elementi costruttivi sono stati calcolati in base alle reali composizioni degli stessi e sono riportati nel seguito della relazione nella relativa pagina riassuntiva.
Carichi variabili (Q)
Tutti i carichi variabili (neve,vento e sisma) sono stati considerati secondo le indicazioni del testo unico (D.M. 14 gennaio 2008) e sono riportati nel seguito della relazione nelle relative pagine.
Azione sismica (E)
In mancanza di espresse indicazioni in merito, il rispetto dei vari stati limite si considera conseguito:
nei confronti di tutti gli stati limite di esercizio, qualora siano rispettate le verifiche relative al solo SLD;
nei confronti di tutti gli stati limite ultimi, qualora siano rispettate le indicazioni progettuali e costruttive riportate nel D.M. 14.01.2008 e siano soddisfatte le verifiche relative al solo SLV. Fanno eccezione a quanto detto le costruzioni di classe d’uso III e IV, per gli elementi non strutturali e gli impianti delle quali é richiesto anche il rispetto delle verifiche di sicurezza relative allo SLO.
Per le sole costruzioni la cui risposta sismica, in ogni direzione principale, non dipenda significativamente dai modi di vibrare superiori, è possibile utilizzare, sia su sistemi dissipativi sia su sistemi non dissipativi, il metodo delle forze laterali o “analisi lineare statica”. In essa l’equilibrio è trattato staticamente, l’analisi della struttura è lineare, si modella l’azione sismica direttamente attraverso lo spettro di progetto definito al § 3.2.3.4 (struttura non dissipativa) o al §3.2.3.5 (struttura dissipativa).
La ripartizione dell’azione sismica avviene proporzionalmente alla rigidezza a taglio dei setti. Con tale tipo d’analisi, nella ripartizione sono tenuti in conto gli effetti torsionali sia reali sia accidentali secondo quanto stabilito dalla stessa normativa.
Il coefficiente di comportamento q0 tiene conto della duttilità della struttura e della capacità di dissipare energia.
Per quanto riguarda la definizione del fattore di struttura, le pareti a pannello compensato di tavole incrociate incollate hanno un comportamento dissipativo che viene stimato nel calcolo con il fattore di struttura q = 2.5.
Categoria A Ambienti ad uso residenziale 0,7 0,5 0,3
Categoria B Uffici 0,7 0,5 0,3
Categoria C Ambienti suscettibili di affollamento 0,7 0,7 0,6
Categoria D Ambienti ad uso commerciale 0,7 0,7 0,6
Categoria E Biblioteche, archivi, magazzini e ambienti ad uso industriale 1,0 0,9 0,8
Categoria F Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso ≤ 30 kN) 0,7 0,7 0,6
Categoria G Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso > 30 kN) 0,7 0,5 0,3
Categoria H Coperture 0,0 0,0 0,0
Vento 0,6 0,2 0,0
Neve (a quota ≤ 1000 m s.l.m.) 0,5 0,2 0,0
Neve (a quota > 1000 m s.l.m.) 0,7 0,5 0,2
Variazioni termiche 0,6 0,5 0,0
1.6. La struttura portante di legno
Piani terra
Pareti: pannello compensato di tavole C24
Gli elementi strutturali verticali esterni ed interni sono previsti a pannello compensato di tavole incrociate incollate.
Le pareti saranno opportunamente collegate tra loro sia in orizzontale che in verticale e saranno adeguatamente ancorate al sottostante cordolo o platea in c.a. tramite speciali mezzi di connessione in metallo. Le pareti sono state verificate tenendo conto dei carichi orizzontali (vento e sisma) così come dell’eccentricità geometrica e accidentale del carico verticale.
Solaio di copertura
Travi: di legno lamellare GL24h
Travetti: di legno massiccio C24
La copertura è a falde inclinate di tipo tradizionale con struttura secondaria costituita da travetti di legno poggiante su un colmo e su due banchine di legno lamellare.
1.7. Caratteristiche del terreno e scelta del tipo di fondazione
Per la progettazione si fa riferimento alla relazione geologica redatta per l’intervento in esame dal Dott. Geol. Enzo De Biasio in data 28/01/2008. Costruttivamente si prevede la realizzazione di una platea con sottostante vespaio drenante di ghiaia.
Fondazioni a platea: Calcestruzzo (UNI EN 206-1:2006) C25/30 XC2
Ferro d’armatura: B450C
Le fondazioni saranno di tipo superficiale a platea dello spessore di 30cm. Il copriferro minimo è di 3,5cm.
Il piano di posa delle fondazioni è pari a –0.50 m dal futuro piano campagna. Sotto le fondazioni è
previsto uno strato di 25 cm di ghiaia. Durante i lavori di scavo il direttore dei lavori deve accertare che lo strato superficiale (materiale di riporto non adatto come base per le fondazioni) venga tolto interamente). Dove necessario verrà aumentato lo strato di ghiaia per arrivare in quota.
1.9. Codici di calcolo automatico utilizzati
Per la verifica degli elementi strutturali più semplici sono stati utilizzati fogli di calcolo autoprodotti con il programma Excel della societá produttrice Microsoft Corporation. Per gli altri elementi strutturali si sono utilizzati il programma di calcolo BEAMCAD della società produttrice Concrete s.r.l. - Via della Pieve, 19 - 35121 Padova e il programma agli elementi finiti RFEM3 della società produttrice Ing.-Software Dlubal GmbH - Am Zellweg 2 D-93464 Tiefenbach.
1.10. Normative di riferimento
Legge n. 1086 del 05.11.1971
Legge n. 64 del 02.02.1974
D.M. 14.01.2008 - Norme tecniche per le Costruzioni
Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo: UNI EN 1992-1-1: 2005
Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici
Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio: UNI EN 1993-1-1: 2005
Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici
Eurocodice 5 – Progettazione delle strutture di legno: UNI EN 1995-1-1: 2005
Parte 1-1: Regole Generali e regole per gli edifici (UNI ENV 1995-1-1);
Parte 1-2: Regole Generali: Progettazione strutturale contro l’incendio (UNI ENV 1995-1-2);
Eurocodice 8 - Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture
Parte 1-1: Regole Generali - Azioni sismiche e requisiti generali per le strutture (UNI ENV 1998-1-1);
Parte 1-2: Regole Generali - Regole generali per gli edifici (UNI ENV 1998-1-2);
Parte 1-3: Regole Generali - Regole specifiche per i diversi materiali ed elementi (UNI ENV 1998-1-3);
DIN 1052: 2004-08
Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken (Progettazione, calcolo e dimensionamento delle strutture di legno)
2 Dati generali 2.1 Materiali 2.1.1 Materiali c.a. Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. Rck: Resistenza caratteristica cubica; valore medio nel caso di edificio esistente. [daN/cm2] E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [daN/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [daN/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [daN/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [°C-1]
Descrizione Rck E Gamma Poisson G Alfa RCK250 250 285000 0.0025 0.1 129545.58 0.00001
C25/30 300 314472 0.0025 0.1 142941.64 0.00001
2.1.2 Armature Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. fyk: Resistenza caratteristica. [daN/cm2] Sigma amm.: Tensione ammissibile. [daN/cm2] Tipo: Tipo di barra. E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [daN/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [daN/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [daN/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [°C-1]
Descrizione fyk Sigma amm. Tipo E Gamma Poisson G Alfa FeB 44 k
3.2 Azioni e carichi 3.2.1 Condizioni elementari di carico Descrizione: Nome assegnato alla condizione elementare. I/II: Descrive la classificazione della condizione (necessario per strutture in acciaio e in legno). Durata: Descrive la durata della condizione (necessario per strutture in legno). Psi0: Coefficiente moltiplicatore Psi0. Il valore è adimensionale. Psi1: Coefficiente moltiplicatore Psi1. Il valore è adimensionale. Psi2: Coefficiente moltiplicatore Psi2. Il valore è adimensionale. Var.segno: Descrive se la condizione elementare ha la possibilità di variare di segno.
Descrizione I/II Durata Psi0 Psi1 Psi2 Var.segno
Pesi strutturali Permanente 0 0 0
Permanenti portati I Permanente 0 0 0
Neve I Media 0.5 0.2 0
Esercizio I Media 0.7 0.5 0.3
Delta T II Media 0.6 0.5 0 No
Sisma X SLV 0 0 0
Sisma Y SLV 0 0 0
Sisma Z SLV 0 0 0
Eccentricità Y per
sisma X SLV
0 0 0
Eccentricità X per
sisma Y SLV
0 0 0
Sisma X SLO 0 0 0
Sisma Y SLO 0 0 0
Sisma Z SLO 0 0 0
Eccentricità Y per
sisma X SLO
0 0 0
Eccentricità X per
sisma Y SLO
0 0 0
Rig. Ux 0 0 0
Rig. Uy 0 0 0
Rig. Rz 0 0 0
3.2.2 Combinazioni di carico Tutte le combinazioni di carico vengono raggruppate per famiglia di appartenenza. Le celle di una riga contengono i coefficienti moltiplicatori della i-esima combinazione, dove il valore della prima cella è da intendersi come moltiplicatore associato alla prima condizione elementare, la seconda cella si riferisce alla seconda condizione elementare e così via.
Famiglia SLU
Nome Pesi strutturali Permanenti portati Neve Esercizio Delta T
1 1 0 0 0 0
2 1 0 0 1,5 0
3 1 0 0,75 1,5 0
4 1 0 1,5 0 0
5 1 0 1,5 1,05 0
6 1 1,5 0 0 0
7 1 1,5 0 1,5 0
8 1 1,5 0,75 1,5 0
9 1 1,5 1,5 0 0
10 1 1,5 1,5 1,05 0
11 1,3 0 0 0 0
12 1,3 0 0 1,5 0
13 1,3 0 0,75 1,5 0
14 1,3 0 1,5 0 0
15 1,3 0 1,5 1,05 0
16 1,3 1,5 0 0 0
17 1,3 1,5 0 1,5 0
18 1,3 1,5 0,75 1,5 0
19 1,3 1,5 1,5 0 0
20 1,3 1,5 1,5 1,05 0
Famiglia SLE rara
Nome Pesi strutturali Permanenti portati Neve Esercizio Delta T
1 1 1 0 0 0
2 1 1 0 1 0
3 1 1 0,5 1 0
4 1 1 1 0 0
5 1 1 1 0,7 0
Famiglia SLE frequente
Nome Pesi strutturali Permanenti portati Neve Esercizio Delta T
3.2.3 Definizioni di carichi concentrati Nome: Nome identificativo della definizione di carico. Valori: Valori associati alle condizioni di carico. Condizione: Condizione di carico a cui sono associati i valori. Descrizione: Nome assegnato alla condizione elementare. Fx: Componente X del carico concentrato. [daN] Fy: Componente Y del carico concentrato. [daN] Fz: Componente Z del carico concentrato. [daN] Mx: Componente di momento della coppia concentrata attorno all'asse X. [daN*cm] My: Componente di momento della coppia concentrata attorno all'asse Y. [daN*cm] Mz: Componente di momento della coppia concentrata attorno all'asse Z. [daN*cm]
Nome Valori
Condizione Fx Fy Fz Mx My Mz
Descrizione 1 Pesi strutturali 0 0 -140 0 0 0
Permanenti portati 0 0 -820 0 0 0
Neve 0 0 -2000 0 0 0
Esercizio 0 0 0 0 0 0
3.2.4 Definizioni di carichi lineari Nome: Nome identificativo della definizione di carico. Valori: Valori associati alle condizioni di carico. Condizione: Condizione di carico a cui sono associati i valori. Descrizione: Nome assegnato alla condizione elementare. Fx i.: Valore iniziale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione X. [daN/cm] Fx f.: Valore finale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione X. [daN/cm] Fy i.: Valore iniziale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione Y. [daN/cm] Fy f.: Valore finale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione Y. [daN/cm] Fz i.: Valore iniziale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione Z. [daN/cm] Fz f.: Valore finale della forza, per unità di lunghezza, agente in direzione Z. [daN/cm] Mx i.: Valore iniziale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse X. [daN] Mx f.: Valore finale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse X. [daN] My i.: Valore iniziale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse Y. [daN] My f.: Valore finale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse Y. [daN] Mz i.: Valore iniziale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse Z. [daN] Mz f.: Valore finale della coppia, per unità di lunghezza, agente attorno l'asse Z. [daN]
Nome Valori
Condizione Fx i. Fx f. Fy i. Fy f. Fz i. Fz f. Mx i. Mx f. My i. My f. Mz i. Mz f.
3.3 Quote 3.3.1 Livelli Descrizione breve: Nome sintetico assegnato al livello. Descrizione: Nome assegnato al livello. Quota: Quota superiore espressa nel sistema di riferimento assoluto. [cm] Spessore: Spessore del livello. [cm]
3.3.2 Tronchi Descrizione breve: Nome sintetico assegnato al tronco. Descrizione: Nome assegnato al tronco. Quota 1: Riferimento della prima quota di definizione del tronco. esprimibile come livello, falda, piano orizzontale alla Z specificata. [cm] Quota 2: Riferimento della seconda quota di definizione del tronco. esprimibile come livello, falda, piano orizzontale alla Z specificata. [cm]
Descrizione breve Descrizione Quota 1 Quota 2
T1 Fondazione - Pilastro Fondazione Pilastro
3.4 Elementi di input 3.4.1 Piastre C.A. 3.4.1.1 Piastre C.A. di piano Livello: Quota di inserimento esprimibile come livello, falda, piano orizzontale alla Z specificata. [cm] Sp.: Spessore misurato in direzione ortogonale al piano medio dell'elemento. [cm] Punti: Punti di definizione in pianta. I.: Indice del punto corrente nell'insieme dei punti di definizione dell'elemento. X: Coordinata X. [cm] Y: Coordinata Y. [cm] Estr.: Distanza dalla quota di inserimento misurata in direzione ortogonale al piano della quota e con verso positivo verso l'alto. [cm] Mat.: Riferimento ad una definizione di materiale cemento armato. Car.sup.: Riferimento alla definizione di un carico superficiale. Accetta anche il valore "Nessuno". Car.pot.: Riferimento alla definizione di un carico potenziale. Accetta anche il valore "Nessuno". DeltaT: Riferimento alla definizione di una variazione termica. Accetta anche il valore "Nessuno". Sovr.: Aliquota di sovraresistenza da assicurare in verifica. S.Z: Indica se l'elemento deve essere verificato considerando il sisma verticale. P.sup.: Peso per unità di superficie. [daN/cm2] Fond.: Riferimento alla fondazione sottostante l'elemento. Fori: Riferimenti a tutti gli elementi che forano la piastra.
Livello Sp. Punti Estr. Mat. Car.sup. Car.pot. DeltaT Sovr. S.Z P.sup. Fond. Fori
I. X Y L1 30 1 510 0 0 C25/30 0 No 0.075
2 510 540
3 0 540
4 0 0
3.4.2 Carichi concentrati 3.4.2.1 Carichi concentrati di piano Carico: Riferimento alla definizione di un carico concentrato. Liv.: Quota di inserimento esprimibile come livello, falda, piano orizzontale alla Z specificata. [cm] Punto: Punto di inserimento. X: Coordinata X. [cm] Y: Coordinata Y. [cm] Estradosso: Distanza dalla quota di inserimento misurata in direzione ortogonale al piano della quota e con verso positivo verso l'alto. [cm]
Carico Liv. Punto Estradosso
X Y 1 L2 255 76.7 0
3.4.3 Carichi lineari 3.4.3.1 Carichi lineari di piano Carico: Riferimento alla definizione di un carico lineare. Livello: Quota del punto di inserimento iniziale. esprimibile come livello, falda, piano orizzontale alla Z specificata. [cm] Punto i.: Punto di inserimento iniziale. X: Coordinata X. [cm] Y: Coordinata Y. [cm] Punto f.: Punto di inserimento finale. X: Coordinata X. [cm] Y: Coordinata Y. [cm] Estr.: Distanza dalla quota di inserimento misurata in direzione ortogonale al piano della quota e con verso positivo verso l'alto. [cm]
5 Risultati numerici 5.1 Pressioni massime sul terreno Nodo: Numero del nodo collocato sul terreno. Contesto: Condizione o combinazione di carico a cui si riferisce la pressione minima. uz min: Spostamento massimo verticale del nodo. [cm] Minima: Pressione minima sul terreno del nodo. [daN/cm2] Contesto: Condizione o combinazione di carico a cui si riferisce la pressione massima. uz max: Spostamento minimo verticale del nodo. [cm] Massima: Pressione massima sul terreno del nodo. [daN/cm2] Compressione estrema massima -0.32088 al nodo di indice 65, di coordinate x = 0, y = 540, z = -15, nel contesto SLU 19.
Nodo Contesto uz min Minima Contesto uz max Massima 2 SLU 19 -0.10101 -0.23233 SLU 1 -0.05431 -0.12492
6 Verifiche 6.1 Verifiche piastre e pareti C.A. nod. nodo del modello FEM sez. tipo di sezione (o = orizzontale, v = verticale) B base della sezione H altezza della sezione Af+ area di acciaio dal lato B (inferiore per le piastre)) Af- area di acciaio dal lato A (superiore per le piastre)) c+ copriferro dal lato B (inferiore per le piastre)) c- copriferro dal lato A (superiore per le piastre)) sc tensione sul calcestruzzo in esercizio comb ; c combinazione di carico c.s. coefficiente di sicurezza N sforzo normale di calcolo M momento flettente di calcolo Mu momento flettente ultimo Nu sforzo normale ultimo sf tensione sull'acciaio in esercizio Wk apertura caratteristica delle fessure Sm distanza media fra le fessure st sigma a trazione nel calcestruzzo in condizioni non fessurate fck resistenza caratteristica cilindrica del calcestruzzo fcd resistenza a compressione di calcolo del calcestruzzo fctd resistenza a trazione di calcolo del calcestruzzo Hcr altezza critica q.Hcr *quota della sezione alla altezza critica hw altezza della parete lw lunghezza della parete n.p. numero di piani hs altezza dell'interpiano Mxd momento di progetto attorno all'asse x (fuori piano) Myd momento di progetto attorno all'asse y (nel piano) NEd sforzo normale di progetto MEd Momento flettente di progetto di progetto VEd sforzo di taglio di progetto Ngrav. sforzo normale dovuto ai carichi gravitazionali NReale. sforzo normale derivante dall'analisi VRcd resistenza a taglio dovuta alle bielle di calcestruzzo epsilon coefficiente di maggiorazione del taglio derivante dall'analisi alfaS MEd/(VEd*lw) formula 7.4.15 At area tesa di acciaio roh rapporto tra area della sezione orizzotale dell'armatura di anima e l'area della sezione di calcestruzzo rov rapporto tra area della sezione verticale dell'armatura di anima e l'area della sezione di calcestruzzo VRsd resistenza a taglio della sezione con armature Somma(Asj)- Ai somma delle aree delle barre verticali che attraversano la superficie di scorrimento csi altezza della parte compressa normalizzata all'altezza della sezione Vdd contributo dell'effetto spinotto delle armature verticali Vfd contributo della resistenza per attrito Vid contributo delle armature inclinate presenti alla base VRd,s valore di progetto della resistenza a taglio nei confronti dello scorrimento l luce netta della trave di collegamento h altezza della trave di collegamento b spessore della trave di collegamento d altezza utile della trave di collegamento Asi area complessiva della armatura a X M,plast momenti resistenti della trave a filo appoggio T,plast sforzi di taglio nella trave derivanti da gerarchia delle resistenze