2.9.3 Sollecitazioni di calcolo (condizione senza sisma ...

Galleria Nazionale d’Arte Moderna e Contemporanea di Roma Adeguamento strutturale e impiantistico e allestimento Ala Cosenza

Progetto Esecutivo – I° Stralcio

Demolizioni di superfetazioni e rimozioni varie

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2.9.3 Sollecitazioni di calcolo (condizione senza sisma)

Si riportano i diagrammi della sollecitazione flettente e tagliante per le situazioni analizzate:




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Applicando i coefficienti di fattorizzazione dei carichi A1 si ottengono le sollecitazioni di calcolo:

Msd = 1,3 * M = 1,3 * 594,04 = 772,25 kN*m/m (x=-9.90m)

Vsd = 1,3 * V = 1,3 * 183,85 = 239,00 kN/m (x=-12.80m)

Considerando l’interasse dei pali pari a 0,90m e ripartendo le sollecitazione sulle due file si

ottengono in definitiva le sollecitazioni massime sul singolo palo:

M’sd = 0,9 * Msd /2 = 0,9 * 772,25 /2 = 347 kN*m

V’sd = 0,9 * Vsd /2 = 0,9 * 239,00 /2 = 108 kN




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2.9.4 Sollecitazioni di calcolo (condizione sismica)

Si riportano i diagrammi della sollecitazione flettente e tagliante per le situazioni analizzate:




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Applicando i coefficienti di fattorizzazione dei carichi A1 si ottengono le sollecitazioni di calcolo:

Msd = 1,3 * M = 1,3 * 766,87 = 996,93 kN*m/m (x=-9.80m)

Vsd = 1,3 * V = 1,3 * 234,04 = 304,25 kN/m (x=-12.80m)

Considerando l’interasse dei pali pari a 0,90m e ripartendo le sollecitazione sulle due file si

ottengono in definitiva le sollecitazioni massime sul singolo palo:

M’sd = 0,9 * Msd /2 = 0,9 * 996,93 /2 = 449 kN*m

V’sd = 0,9 * Vsd /2 = 0,9 * 304,25 /2 = 137 kN




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Nel seguito si riporta il diagramma dei momenti flettenti per lo schema statico di paratia senza

tirante di ancoraggio. Come si evince il massimo momento flettente è pari a circa 1675 kNm

che amplificato del coefficiente di fattorizzazione dei carichi A1 si ottiene un valore pari a:

Msd = 1,3 * M = 1,3 * 1675 2180 kN*m/m

Quindi sul singolo palo si avrebbe un momento sollecitante pari a 1090 kN*m superiore al

momento resistente calcolato nel paragrafo seguente e pari a 784 kN*m. Da ciò scaturisce la

necessità di eseguire i suddetti tiranti di ancoraggio.




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2.9.5 Resistenze di progetto

Momento flettente resistente

Si determina il momento resistente ed il coefficiente di utilizzo di una sezione circolare armata

con 16Ø26 e soggetta ad uno sforzo normale minimo pari al peso proprio del palo calcolato alla

profondità di massimo momento flettente riscontrato per la condizione di carico con sisma:

N 120 kN (a quota -9.80m circa)

M 450 kNm (a quota -9.80m circa)




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Mrd = 590 kNm

Essendo Mrd > M’sd la verifica risulta soddisfatta.

Taglio resistente

Si determina, a favore di sicurezza, la resistenza a taglio ipotizzando una sezione circolare

priva di armatura:

Vrd = νmin * A

A = π * Ø2 / 4 = 5026 cm

2

νmin = 0,035 * k3/2

* (fck/FC)1/2

= 0,035 * 23/2

* (20/1,35)1/2

= 0,38 N/mm2 = 3,80 daN/cm

2

Vrd = 3,80 * 5026 190000 daN = 190,00 kN

Essendo Vrd > V’sd = 137 kN la verifica risulta soddisfatta.




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2.10 Verifica di resistenza trave di ripartizione

Per le travi di ripartizione (1+1HEB 200) si adotta uno schema statico di trave continua su più

appoggi con distanza pari all’interasse dei tiranti e caricata dall’azione finale nel tirante per

metro lineare di paratia. Poiché si esegue una verifica allo SLU l’azione finale nel tirante viene

amplificato con un coefficiente pari 1,3. In sintesi si ha:

L = i = 2,70m

Q = 1,3 * Tfin = 1,3 * 152,8 200 kN/m

2.10.1 Sollecitazioni di calcolo

Le sollecitazioni massime su ciascuna trave risultano:

Msd,max 146 /2 = 73 kNm

Vsd,max = 324 /2 = 162 kN




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2.10.2 Resistenze di progetto




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2.11 Verifiche geotecniche tiranti di ancoraggio

Il dimensionamento dei tiranti di ancoraggio è eseguito nell’ipotesi che i tiranti siano realizzati

con le modalità descritte sinteticamente di seguito.

Ai fini del calcolo si tiene conto della seguente normativa:

UNI-EN 1537, Esecuzione di lavori geotecnici speciali, Tiranti di Ancoraggio (2002)

AICAP-AGI, Ancoraggi nei terreni e nelle rocce, Raccomandazioni (2012)

I tiranti avranno le seguenti caratteristiche:

4 trefoli (ciascuno formato da 7 fili) con diametro nominale 15.24 mm (0.6”);

area della sezione trasversale 140 mm2 e resistenza ftk = 1860 N/mm

2;

carico di rottura singolo trefolo Ptk = 260 kN (valore caratteristico a trazione, EN10138)

carico al limite elastico allo 0.1% Pt0,1k = 224 kN (singolo trefolo; valore caratteristico a

trazione, EN10138)

lunghezza totale Lt = 20 m, lunghezza bulbo Lb = 8 m, lunghezza tratto libero Ll = 12 m

bulbo con diametro Dd pari a Dd = 150 mm e lunghezza Lf pari a Lf = 7 m

I tiranti saranno muniti di sacco otturatore, posto fra il bulbo ed il tratto libero, che dovrà evitare

la risalita di miscela nel tratto libero durante l’iniezione in pressione del bulbo.

I tiranti saranno installati entro fori con diametro interno pari a 150 mm ed orientati verso il

basso, secondo un angolo di inclinazione rispetto all’orizzontale pari a 12°; di conseguenza la

piastra di ripartizione alla testa dei tiranti sarà inclinata di circa 75°-80° rispetto all’orizzontale. I

fori potranno essere eseguiti con perforazione a distruzione, di preferenza mediante elica

continua; non è ammesso l’uso del martello a fondo foro, di aria in pressione e di schiume per

la rimozione dei detriti. Il sistema di perforazione dovrà garantire il minimo disturbo delle pareti

del foro per evitare la riduzione della resistenza allo sfilamento in corrispondenza del bulbo. Nel

caso in cui il foro risultasse instabile, si dovrà impiegare un idoneo rivestimento. In assenza di

rivestimento, la perforazione non dovrà essere interrotta prima di raggiungere la lunghezza

prevista; il tirante dovrà essere installato subito dopo il completamento della perforazione;

l’iniezione del bulbo dovrà essere eseguita subito dopo l’installazione del tirante nel foro.

Trattandosi di tiranti permanenti, è necessario prevedere la protezione con singola guaina per i

4 trefoli; in pratica, nel tratto libero i trefoli dovranno essere ingrassati e singolarmente viplati ed

inoltre alloggiati in una guaina di PEAD. In corrispondenza del bulbo i quattro trefoli saranno

alloggiati entro una guaina corrugata di PEAD.




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Fra il bulbo (tratto di fondazione) ed il tratto libero sarà predisposto un sacco otturatore, da

gonfiare prima di iniziare l’iniezione in pressione del tratto di fondazione, allo scopo di evitare la

risalita della miscela lungo il foro.

Dal punto di vista esecutivo il tirante sarà iniettato a partire con l’iniezione primaria, o di guaina

a bassa pressione. Con il sacco otturatore sgonfio, tale iniezione potrà essere eseguita dal

fondo foro ed in risalita sino a boccaforo. Quindi, in presenza di rivestimento, si procederà a

recuperarlo eseguendo eventuali rabocchi di miscela a boccaforo. Infine, si procederà con

l’iniezione a pressione mediante la tecnica a “manchettes”, secondo il noto procedimento delle

iniezioni ripetute selettive attraverso valvole. A tal fine il tirante dovrà essere munito di idoneo

tubo valvolato con valvole ad interasse di 1.0 m e con la prima disposta a distanza di 0.5 m dal

fondo. L’iniezione dovrà essere eseguita mediante apposito tubo con fori disposti tra due

otturatori.

Riguardo la composizione della malta di iniezione, si prevede, in linea generale e per ottenere

un volume di miscela pari ad 1 m3, di impiegare 1250 kg di cemento, 500-550 litri di acqua,

additivi antiritiro ed additivi acceleranti, in quantità pari ad 1%-2% rispetto al peso di cemento.

Il rapporto a/c (acqua/cemento) dovrà essere compreso nel campo a/c = 0.40-0.45.

Dalla miscela preparata in cantiere si dovranno prelevare i provini per le necessarie prove di

laboratorio (essudazione, ritiro, resistenza a compressione a 7 giorni, a 14 giorni, a 28 giorni).

Per le pressioni di iniezione, si prevede, in linea generale, di iniettare i bulbi con pressioni pi

comprese nel campo pi = 0.5-1.2 N/mm2 (= 5-12 atmosfere). La pressione di iniezione sarà

controllata misurando il volume di miscela iniettato alle singole valvole.

Resistenza a sfilamento

La resistenza di calcolo allo sfilamento (Ra,c) del bulbo dal terreno è ricavata mediante la

relazione:

Ra,c = () (Dd) () (Lb) (qs)

Nella quale () e (qs) sono rispettivamente un coefficiente maggiorativo del diametro di perforazione per tenere conto degli effetti delle iniezioni in pressione ed il valore della resistenza unitaria limite al contatto bulbo-terreno. In particolare, come suggerito nella letteratura tecnica per terreni sabbiosi e limosi quali sono presenti a tergo delle opere di sostegno in esame e nel caso di iniezioni in pressione del tipo IRS, ripetute e selettive, si ritiene accettabile porre:

1.4-1.5 e cautelativamente si assume = 1.3




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qs = 200 kPa per terreni sabbiosi e limosi da moderatamente addensati ad addensati

In definitiva si ottiene:

Ra,c = () (0.15) (1.3) (8) (200) = 980 kN

Considerato che allo stato attuale non si dispone di indagini a tergo delle opere di sostegno, il valore caratteristico (Ra,k) della resistenza allo sfilamento del bulbo dal

terreno si ricava adottando il valore massimo del coefficienti di correlazione , ponendo

a3 = a4 = = 1.8, indicato in normativa per una sola verticale di indagine. Quindi si

ottiene:

Ra,k = (Ra,c) / = 980 / 1.8 = 544 kN

Infine il valore di progetto (Ra,d) della resistenza allo sfilamento del bulbo dal terreno si

ricava applicando il coefficiente di sicurezza parziale Ra,p = 1.2 per tiranti permanenti. Così si ottiene:

Ra,d = (Ra,k) / (Ra,p) = 544 / 1.2 = 453 kN

Considerando che dall’analisi si ottiene una forza di tiro max per unità di lunghezza in condizione di sisma pari a:

T = 152,8 kN/m

I = 2,70m interasse tiranti

Ea,d = T*i = 152,8 * 2,70 = 413 kN

Ra,d / Ea,d = 1,10 > 1,0 verificato

Resistenza a trazione trefoli

Ai = 1,39 cm2

area singolo trefolo

n = 4 numero trefoli

fyk = 16.700 daN/cm2

Rd = n * Ai * fyk / m = 4 * 1,39 * 16700 / 1,15 = 80740 daN = 807 kN

Ea,d = T*i = 152,8 * 2,70 = 413 kN

Ra,d / Ea,d = 1,95 > 1,0 verificato




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2.12 Valutazione degli spostamenti

2.12.1 Verifica in condizione di esercizio (SLE)

Si riportano i diagrammi degli spostamenti laterali ottenuti per gli step descritti in precedenza.

Dall’analisi si evince che lo spostamento massimo orizzontale è pari a circa 27mm per lo step di

massimo scavo. Tale spostamento è quello avvenuto all’epoca della costruzione della paratia.




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2.12.2 Verifica in condizione di sisma

Nel seguito si riporta il diagramma degli spostamenti laterali ottenuti per la condizione di carico

sismica in presenza dei tiranti. Dall’analisi si evince che lo spostamento massimo orizzontale è

pari a circa 38mm e dunque, nel caso di sisma si avrebbe un incremento di circa 11mm che

raffrontato allo profondità dello scavo (h=7,60m) e alla lunghezza di influenza degli spostamenti

(l 1,5h), ne deriva una distorsione angolare pari a circa 1/1040:

= v/l = 1,1/(1,5*760) = 0,00096 1/1040




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Nel seguito si riporta il diagramma della deformata ottenuto in condizioni di sisma senza tiranti

di ancoraggio. Dal diagramma si evince uno spostamento massimo di sommità pari a circa

130mm con un incremento in caso di sisma pari a circa 98mm incompatibile con i manufatti

circostanti.




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3. PRESCRIZIONI ESECUTIVE

3.1 Monitoraggio strutture esistenti

Al fine di controllare in corso d’opera il comportamento deformativo delle paratie esistenti di sostegno, si prevede la posa in opera dei seguenti capisaldi topografici:

- in corrispondenza delle travi di testata, con frequenza di 1 punto di misura ogni 10.0 m circa di sviluppo della paratia;

- a circa 3 metri di ribasso dalle travi di testata ossia a metà altezza fuori scavo della paratia sempre con frequenza di 1 punto di misura ogni 10 m;

- in corrispondenza del muro di recinzione del lotto adiacente con frequenza di 1 punto di misura ogni 10.0m circa di sviluppo dello stesso.

- in corrispondenza di strutture esistenti scelti dalla Direzione dei Lavori.

I riferimenti così installati dovranno fornire gli spostamenti assoluti nelle tre direzioni dello spazio. La lettura dei dati dovra avvenire con frequenza giornaliera nel periodo di realizzazione dei tiranti e di demolizione delle strutture esistenti. I dati ottenuti da queste letture, saranno impiegati per valutare il comportamento delle opere di contenimento degli scavi durante l’esecuzione delle lavorazioni ed in fase successiva per tutta la durata dell’appalto.

La cadenza delle letture sarà comunque modulata in corso d’opera in funzione dei dati emersi durante i primi controlli.

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Adeguamento strutturale e impiantistico e allestimento Ala Cosenza

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4. ALLEGATI – TABULATI DI CALCOLO

4.1 Condizione di carico senza sisma

PARATIE 7.00 Ce.A.S. s.r.l. - Milano PAG. 1

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History 0 - G.N.A.M. - Paratie pali D=1000 mm

*************************************************

** **

** P A R A T I E **

** **

** RELEASE 7.00 VERSIONE WIN **

** **

** Ce.A.S. s.r.l. - Viale Giustiniano, 10 **

** 20129 MILANO **

** **

*************************************************

JOBNAME C:\Documents and Settings\SuperUser\Desktop\Cal. paratie\17_05_22_G

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ELENCO DEI DATI DI INPUT(PARAGEN)

Per il significato dei vari comandi

si faccia riferimento al manuale di

input PARAGEN, versione 7.00.

N. comando

1: * Paratie for Windows version 7.0

2: * Filename= <c:\documents and settings\superuser\desktop\cal.

paratie\17_05_22_g

3: * project with "run time" parameters

4: * Force=kN Lenght=m

5: *

6: units m kN

7: title History 0 - G.N.A.M. - Paratie pali D=1000 mm

8: delta 0.1

9: option param itemax 10

10: option noprint echo

11: option noprint displ

12: option noprint react

13: option noprint stresses

14: wall RightWall 0 -15 0

15: *

16: soil DHRight RightWall -15 0 2 0

17: soil UHRight RightWall -15 0 1 180

18: *

19: material cls 2.8E+007

20: material acciaio 2.1E+008

21: *

22: beam D1000 RightWall -15 0 cls 1 00 00

23: *

24: wire T1 RightWall -4.1 acciaio 1.7284E-005 130 168

25: *

26: * Soil Profile

27: *

28: ldata Vulcanici 0

29: weight 18 8 10

30: atrest 0.426424 0.5 1

31: resistance 20 35 0.271 3.69

32: young 120000 150000

33: endlayer

34: ldata sabbie -4

35: weight 18 8 10

36: atrest 0.426424 0.5 1

37: resistance 10 35 0.271 3.69

38: young 170000 200000



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N. comando

39: endlayer

40: ldata Soil -10

41: weight 18 8 10

42: atrest 0.51519 0.5 1

43: resistance 15 35 0.271 5.142

44: young 200000 220000

45: endlayer

46: *

47: step 1 : condizione geostatica

48: setwall RightWall

49: geom 0 0

50: surcharge 70 0 0 0

51: endstep

52: *

53: step 2 : scavo a -2.5 m


55: geom 0 -2.5

56: endstep

57: *



60: geom 0 -4.5

61: endstep

62: *



65: geom 0 -4.5

66: endstep

67: *

68: step 5 : scavo a -5.5m


70: geom 0 -5.5

71: endstep

72: *



75: geom 0 -6.5

76: endstep

77: *



80: geom 0 -7.4

81: endstep

82: *





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N. comando

85: geom 0 -7.4

86: add T1

87: endstep

88: *



91: geom 0 -7.6

92: endstep

93: *

94: *



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RIASSUNTO PARAMETRI GEOTECNICI PER LA FASE 1

LAYER Vulcanici

natura 1=granulare, 2=argilla = 1.0000

quota superiore = 0.0000 m

quota inferiore = -4.0000 m

peso fuori falda = 18.000 kN/m³

peso efficace in falda = 8.0000 kN/m³

peso dell'acqua = 10.000 kN/m³

coesione = 20.000 kPa (A MONTE)

angolo di attrito = 35.000 DEG (A MONTE)

coeff. spinta attiva ka = 0.27100 (A MONTE)

coeff. spinta passiva kp = 3.6900 (A MONTE)

Konc normal consolidato = 0.42642

esponente di OCR = 0.50000

OCR: grado di sovraconsolidazione = 1.0000

modello di rigidezza = 1.0000

modulo el. compr. vergine = 0.12000E+06 kPa

modulo el. scarico/ricarico = 0.15000E+06 kPa

natura 1=granulare, 2=argilla = 1.0000 (A VALLE)

coesione = 20.000 kPa (A VALLE)

angolo di attrito = 35.000 DEG (A VALLE)

coeff. spinta attiva ka = 0.27100 (A VALLE)

coeff. spinta passiva kp = 3.6900 (A VALLE)

LAYER sabbie


quota superiore = -4.0000 m

quota inferiore = -10.000 m


















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LAYER Soil


quota superiore = -10.000 m

quota inferiore =-0.10000E+31 m




















(SOLO I PARAMETRI CHE POSSONO VARIARE)

NESSUN CAMBIAMENTO RISPETTO AL PASSO PRECEDENTE










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RIASSUNTO DATI RELATIVI ALLA FASE 1

WALL RightWall

coordinata y = 0.0000 m

quota piano campagna = 0.0000 m

quota del fondo scavo = 0.0000 m

quota della falda =-0.99900E+30 m

sovraccarico a monte = 70.000 kPa

quota del sovraccarico a monte = 0.0000 m

depressione falda a valle = 0.0000 m

sovraccarico a valle = 0.0000 kPa

quota del sovraccarico a valle = 0.0000 m

quota di taglio = 0.0000 m

quota di equil. pressioni dell'acqua = -15.000 m

indicatore comportamento acqua = 0.0000 (1=REMOVE)

opzione aggiornamento pressioni acqua = 0.0000 (1=NO UPD)

accelerazione sismica orizz. = 0.0000 [g]

accel. sismica vert. a monte = 0.0000 [g]

accel. sismica vert. a valle = 0.0000 [g]

angolo beta a monte = 0.0000 [°]

delta/phi a monte = 0.0000

angolo beta a valle = 0.0000 [°]

delta/phi a valle = 0.0000

opzione dyn. acqua = 0.0000 (1=pervious)

rapporto pressioni in eccesso Ru = 0.0000

Wood bottom pressure = 0.0000 kPa

Wood top pressure = 0.0000 m

Wood bottom pressure elev. = 0.0000 kPa

Wood top pressure elev. = 0.0000 m


WALL RightWall



quota del fondo scavo = -2.5000 m










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WALL RightWall




























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WALL RightWall




























WALL RightWall












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WALL RightWall



























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WALL RightWall




























WALL RightWall









2.9.3 Sollecitazioni di calcolo (condizione senza sisma ...

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