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Elab A.1.

Comune di Pistoia

Proprietà:Azienda U.S.L. n° 3

Progetto: Opere di restauro dell’antico ospedale del Ceppo

presso il presidio ospedaliero di Pistoia-lotto

2- Loggiato su Piazza Giovanni XXIII° e locali

connessi

RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

(art. 10.1 del D.M. 14.01.2008)

Pistoia, li luglio 2011

Il progettista strutturale Il dir. Lavori strutturali

Ing. Fabrizio D’Arrigo Ing. Fabrizio D’ArrigoElab. A.1.1


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A)OGGETTO E FINALITA' DELL'INTERVENTO

La presente relazione, redatta ai sensi dell’articolo 10.1del D.M. 14 gennaio 2008, si riferisce al progetto di restauro

della parte antica dell’ospedale del Ceppo che prospetta sullaPiazza Giovanni XXIII°

L’intervento si rende necessario per restaurare in primoluogo gli elementi architettonici in materiale lapideo delloggiato oltre alle inferiate e agli altri infissi in ferro.

Tra i lavori è previsto la demolizione e ricostruzione diun collegamento tra due corpi di fabbrica, attualmenterealizzato con struttura in acciaio appesantita da tavelloni inlaterizio, sovrastante soletta gettata in calcestruzzo eparapetto in muratura e ringhiera metallica.

Tale struttura presenta inoltre un appoggio in muraturache scarica sulla copertura inferiore per limitarne la

deformazione.Il collegamento tramite una scala in muratura consenteattualmente l’accesso al sottotetto del padiglione prospicientePiazza Giovanni XXIII° dai locali dell’Area Funzionale Tecnica.

Si prevede inoltre il consolidamento del solaio della salariunioni della Direzione Sanitaria, realizzato con struttura inacciaio con interposti tavelloni in laterizio.

L’immobile in argomento è stato costruito intorno altrediciesimo secolo ed è stato oggetto negli anni di numerosiinterventi di ristrutturazioni e di adeguamenti; esso èrealizzato con struttura prevalentemente in muratura dimattoni.

Le strutture complessivamente si presentano in buono stato

di conservazione, non si evidenziano cioè nè lesioni nèstrapiombi che possono far pensare a fenomeni di schiacciamentoo instabilità delle strutture in elevazione o a cedimenti dellefondazioni.

L’intervento tende a ridurre i carichi permanenti edaccidentali che interessano il fabbricato nel caso dellapasserella di collegamento e ad irrigidire il solaio della salariunioni della direzione sanitaria, lasciando inalterati icarichi totali.

In conseguenza di quanto sopra anche per quanto riguardale fondazioni non si prevede alcuna variazione delle tensioniin fondazione.

Il presente progetto tra i suoi elaborati contiene ancheil piano di manutenzione della parte strutturale così comeprevisto dalla legge sopra citata.

B)-TECNICHE D'INTERVENTO E MODALITA' ESECUTIVE

Di seguito passeremo in rassegna gli interventi che siprevede di realizzare.

-demolizione dell’attuale struttura in acciaio e muraturadi collegamento tra i due corpi di fabbrica della parte storicadel presidio;

-ricostruzione della nuova struttura di collegamento conprofilati metallici, efficacemente ancorati alle muratureperimetrali e collegati superiormente da un grigliatometallico; per aumentare la durabilità della struttura si


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prevede l’impiego di profilati in acciaio zincato a caldo; iprofilati principali non presenteranno saldature in operamentre quelli secondari saranno collegati mediante giuntibullonati in opera con bulloni ad alta resistenza;

-irrigidimento del solaio della sala riunioni delladirezione sanitaria di presidio che attualmente è costituito da

profilati metallici IPE 200, posti ad interasse di circa 1metro, con tavellonato disposto sulle ali superiori deiprofilati; sul tavellonato è stato realizzato il sottofondodella pavimentazione; la verifica di resistenza ha dimostratoche i profili sono idonei a sopportare i carichi previsti dallalegge ma la sua costituzione non lo rende idoneo ad assolvereegregiamente la sua funzione, sala riunioni, sia perl’eccessiva deformazione che per la scarsa capacità diripartizione dei carichi concentrati; per questo si prevede dispostare sulle ali inferiori l’appoggio dei tavelloni, suiquali sarà posto in opera uno strato di polistirolo e saràrealizzata una soletta superiore in cemento armato alleggerito

strutturale dello spessore di cm. 5 che ingloba le alisuperiori dei profilati ai quali saranno saldati pioli diancoraggio per la soletta; si prevede inoltre la posa in operadi barre di armatura perimetrali al fine di assicurarel’ancoraggio della soletta, e quindi del solaio alle muratureperimetrali, assicurando con ciò quel comportamento scatolarerichiesto dalla norma per le strutture murarie; la presenza dibarre in acciaio saldate ai profilati e debitamente incassatenelle murature, con ancoraggi chimici, contribuirà a garantireun buon grado di vincolo alle estremità delle IPE 200 in mododa diminuire le sollecitazioni flettenti assicurando ilrispetto delle verifiche di sicurezza; a favore di sicurezza siconsidera resistente alle sollecitazioni flettenti la sola

sezione in acciaio dei profilati;-redistribuzione di alcune aperture disposte sui muri

maestri interni sottostanti al solaio in argomento; in questocaso si può facilmente constatare che le aperture chiuse hannouna superficie maggiore rispetto a quelle dei nuovi vani.

Come si vede si tratta di interventi limitati ad alcuneparti strutturali del fabbricato che non né modificano ilcomportamento complessivo nè producono variazioni significativenei carichi.

Si ritiene pertanto di non dover sottoporre a valutazionedella sicurezza l’intero edificio.


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Elab. A.1.2

C)-NORMATIVE DI RIFERIMENTO

Le principali normative cui si è fatto riferimento sono le

seguenti:1-Legge 5.11.1971 n° 1086“Norme per la disciplina delle opere in conglomerato

cementizio armato normale e precompresso ed a strutturametallica”

2-D.M. 20.11.1987

"Norme tecniche per la progettazione, esecuzione ecollaudo degli edifici in muratura e per il loroconsolidamento"

3-D.M. 11.03.1988

"Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni esulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate,i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione,l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terree delle opere di fondazione"

3-Circ. n°30483 del 24.09.1988

"Istruzioni riguardanti le indagini sui terreni e sullerocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, icriteri generali e le prescrizioni per la progettazione,l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terree delle opere di fondazione"

4-Circ. n°30787 del 04.01.1989"Istruzioni in merito alle norme tecniche per la

progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muraturae per il loro consolidamento "

5-D.M. 09.01.1996

"Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione e il collaudodelle strutture in cemento armato, normale e precompresso e perle strutture metalliche"

6-D.M. 16.01.1996

"Norme tecniche relative ai criteri generali per la

verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi esovraccarichi"

7-D.M. 16.01.1996

"Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche"

8-Circ. 156AA.GG./STC del 4.07.1996

"Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecnicherelative ai criteri generali per la verifica di sicurezza dellecostruzioni e dei carichi e sovraccarichi" di cui al DD.M. 16gennaio 1996"

9-Circ. 252 AA.GG./S.T.C. del 15.10.1996

Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecniche per ilcalcolo, l'esecuzione e il collaudo delle strutture in cementoarmato, normale e precompresso e per le strutture metalliche"


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di cui al D.M. 9 gennaio 1996

10-Circ. 65/AA.GG. del 10.04.1997

"Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecniche perle costruzioni in zone sismiche" di cui al D.M. 16.01.1996"

11-D.P.R. n° 380 del 6.06.2001Testo Unico delle disposizioni legislative e regolamentari

in materia edilizia

12-D.M. 14.01.2008“Approvazione delle nuove norme tecniche per le

costruzioni”

13-Circ. n° 617 del 02.02.2009“Istruzioni per l’applicazione delle nuove norme tecniche

per le costruzioni di cui al D.M. 14.01.2008”

D)LE AZIONI APPLICATE ALLA STRUTTURA

Per dimensionare il rinforzo del solaio esistente sonostate considerate applicate alla struttura le azioni di seguitodescritte. Per una migliore comprensione si richiamano gliarticoli del decreto che si riferiscono alle varie azioni.

3.1-Carichi permanenti e carichi variabiliPer quanto riguarda i carichi adottati nei calcoli si è

fatto riferimento alle vigenti normative, in particolare si èadottato:

G) azioni permanenti

G1:peso proprio profilato 27 daN/mq

G2:permanenti non strutturalipavimento 150 daN/mqsoletta 100 daN/mqpolistirolo 30 daN/mqtavelloni 35 daN/mq

intonaco 30 daN/mq

Q) azioni variabili

C1:ospedali,ristoranti ecc. 300 daN/mq

Totale 672 daN/mq

Per quanto riguarda invece la struttura in acciaio dicollegamento sono state considerate le seguenti azioni:



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G2:permanenti non strutturaligrigliato 20 daN/mq

Q) azioni variabili

C2:balconi, sale convegni, ecc. 400 daN/mq

Totale 447 daN/mq

3.3-Azioni del ventoL’edificio è ovviamente soggetto all’azione del vento ma

per il dimensionamento delle singole strutture (solaio e telai)non è stato necessario determinare tale azioni.

3.4-Azioni della neve

Anche in questo caso vale quanto detto precedentemente perl’azione del vento.

3.5-Azioni della temperaturaValgono le considerazioni sopraesposte in particolare

quelle per le azioni del vento.

3.6-Azioni eccezionaliPer quanto riguarda il rischio di incendio nel nostro caso

per la costruzione vale il livello 1 della tabella 3.5.IV che

non prevede alcun requisito specifico.Anche nel caso delle altre azioni eccezionali, vedi

esplosioni urti, valgono le stesse considerazioni.


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Elab. A.1.3

E)-PRESTAZIONI DI PROGETTO

Le prestazioni della struttura e le condizioni per la sua

sicurezza sono state individuate comunemente dal progettista edal committente nel rispetto delle prescrizioni normative.

A tal fine è stata posta attenzione al tipo dellastruttura, al suo uso e alle possibili conseguenze della azionianche accidentali; particolare rilievo è stato dato allasicurezza delle persone e alla operatività della struttura.

Altrettanta cura è stata posta per garantire la durabilitàdelle opere, con la consapevolezza che tutte le prestazioniattese potranno essere adeguatamente realizzate solo medianteopportune procedure da seguire non solo in fase diprogettazione, ma di costruzione, manutenzione e gestionedell’opera. Per quanto riguarda la durabilità si sono presi

tutti gli accorgimenti utili alla conservazione dellecaratteristiche fisiche e dinamiche dei materiali e dellestrutture in considerazione dell’ambiente in cui l’opera dovràvivere e dei cicli di carico cui sarà sottoposta.

La qualità dei materiali e le dimensioni degli elementisono coerenti con tali obiettivi. In fase di costruzionesaranno attuate severe procedure di controllo sulla qualità, inparticolare per quanto riguarda materiali, componenti,lavorazioni e metodi costruttivi.

Saranno seguiti tutti gli adempimenti suggeriti dalleNorme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio2008.

F)-TIPO DI COSTRUZIONE, VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E

PERIODO DI RIFERIMENTO PER L’AZIONE SISMICA

Il Decreto del Ministero delle infrastrutture del 14gennaio 2008 “Approvazione delle nuove norme tecniche per lecostruzioni” prevede che alla base della progettazione diun’opera ci sia la definizione della vita nominale dellamedesima, intesa come il numero di anni nel quale la struttura,purchè soggetta alla manutenzione ordinaria, può essere usataper lo scopo al quale è destinata.

Le norme prevedono tre tipi di costruzione, tipo 1, 2 e 3con vita nominale che va da ≤ 10 anni a ≥ 100 anni.

Nel caso delle zone sismiche oltre alla vita nominaleoccorre tener conto della classe d’uso di un’opera che èfunzione delle conseguenze delle interruzioni di operatività odi un eventuale collasso.

In funzione delle conseguenze che tali fatti possono averele costruzioni sono divise in quattro classi che tengono contodell’affollamento e delle loro funzioni.

La vita nominale e la classe d’uso concorrono, in zonasismica, a determinare il periodo di riferimento dell’azionesismica.

Venendo al nostro caso abbiamo:-vita nominale: nel nostro caso l’edificio è destinato adaccogliere gli uffici del presidio ospedaliero di Pistoia ed inparticolare la direzione sanitaria di presidio; l’importanza


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delle attività presenti sono tali da far definire l’edificiotra quelli di interesse strategico.

In base all’art. 2.4.1. del D.M. 14.01.2008 il tipo dicostruzione è 3 con una vita nominale pari o superiore a 100anni.

-Classe d’uso: essendo una costruzione comunque rilevante

si ritiene di dover far riferimento per quanto riguarda laclasse d’uso alla classe IV “Costruzioni con funzioni pubblicheo strategiche importanti …”.

Alla classe d’uso IV corrisponde un coefficiente d’uso Cupari a 2,00.

-Periodo di riferimento per l’azione sismica: Il periododi riferimento per l’azione sismica di una costruzione sidetermina moltiplicando la vita nominale per il coefficiented’uso.

Nel nostro caso abbiamo:Vr= Vn * Cu anni

Vr= 100 * 2,00= 200 anni

Il periodo di riferimento per l’azione sismica èfondamentale per il calcolo delle strutture.

Nel nostro caso non svolge alcuna funzione relativamenteal calcolo del rinforzo del solaio della sala riunioni inquanto il calcolo dei profilati metallici viene condotto conriferimento ai soli carichi verticali. Non si è infattiproceduto, per le ragioni chiaramente espresse nelle premesse,alla verifica dell’edifico alle azioni orizzontali.

Per quanto riguarda invece il calcolo della passerellasono state tenute in considerazione le azioni sismicheorizzontali, non verticali data la modesta luce delle travi,

come sopra determinate.

G)-CARATTERISTICHE DEL SITO E DEI TERRENI

La costruzione in argomento è ubicata in una zonafortemente urbanizzata e, come già detto in precedenza, nonpresenta lesioni di sorta che possano far pensare a problemidelle fondazioni o a possibili dissesti in atto.

A seguito dell’intervento poi i carichi dell’edificio nonsubiranno variazioni e soprattutto non verrà modificato il

comportamento sia alle azioni verticali che orizzontali dellastruttura.

In conseguenza di ciò si ritiene di non dover eseguireindagini geologiche/geotecniche approfondite e studiparticolari del terreno.

Elab. A.1.4

H)-IPOTESI POSTE A BASE DELLA CALCOLAZIONE DELLE STRUTTURE

Data la tipologia dell’intervento previsto i calcoli sisono limitati alla verifica dei profilati del solaio della salariunioni.

Per come sono stati condotti i calcoli dei profilati non


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si sono dovute determinare le azioni sismiche in quanto ildimensionamento è stato condotto per i soli carichi verticali.

Ovviamente è stata condotta una verifica agli stati limiteultimi.

Per quanto riguarda invece la passerella metallica icalcoli sono stati condotti con l’ausilio di un programma di

calcolo agli elementi finiti (Mastersap della A.M.V.) le cuicaratteristiche sono indicate in apposita e specificarelazione.

I)-PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA

DEFINIZIONE DEL PROGETTO

Il nuovo decreto dedica (vedi art. 8.5) una particolare

attenzione alle procedure che consentono di avere un quadroconoscitivo approfondito della costruzione su cui si deveintervenire, in modo da poter individuare con una certasicurezza il livello di conoscenza raggiunto e di conseguenzafissare i fattori di confidenza che sono da intendersi comeulteriori coefficienti parziali di sicurezza che tengono contodelle carenze nella conoscenza dei parametri del modello.

Le indagini devono essere basate su indagini storico-critiche, su un rilievo geometrico strutturale e sullacaratterizzazione meccanica dei materiali.

Nel nostro caso si può affermare di aver raggiunto unlivello di conoscenza molto alto che ci consente di assumerefattori di confidenza praticamente unitari.

E’ stata innanzitutto effettuata una ricerca storica,facilitata dalla copiosa mole di pubblicazioni specifiche, cheha consentito di appurare la data di costruzione del fabbricatorisale al trediciesimo secolo.

Negli anni novanta il fabbricato è stato oggetto dinumerosi e consistenti interventi di ristrutturazione eadeguamento per renderlo funzionale alle attività sanitarie.

E’ stato eseguito poi un accurato rilievo dell’interoedificio e delle sue strutture, e sono stati fatti alcuni sagginel corso dei numerosi interventi effettuati in precedenza.

Non si è ritenuto visto la esiguità del’intervento e leverifiche effettuate di approfondire ulteriormente le indagini.

Gli interventi che andremo a realizzare sull’edificio sonosenza dubbio da classificare come interventi locali, ai sensidegli artt. 8.4 e 8.4.3. del decreto.

Essendo l’intervento limitato a porzioni limitate dellacostruzione la valutazione della sicurezza è limitata aglielementi interessati e a quelli con essi interagenti, tenendopresente la loro funzione nel complesso strutturale, comeprevisto dal punto 8.3. del D.M. 14 gennaio 2008.

L’intervento non influirà in nessun modo sui carichi delfabbricato né sul suo comportamento in caso di sisma.


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Elab A.1’.

Comune di Pistoia





connessi

RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

(art. 10.2 del D.M. 14.01.2008)



Ing. Fabrizio D’Arrigo Ing. Fabrizio D’ArrigoAvendo svolto i calcoli della passerella in acciaio


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mediante l’ausilio di un codice di calcolo si forniscono diseguito tutte le informazioni richieste dall’art. 10.2 del d.m.14 gennaio 2008.

Metodologie di calcolo, tipo di analisi estrumenti utilizzati.

L’analisi di tipo numerico è stata realizzata mediante il

programma di calcolo MasterSap, prodotto da Studio Software

AMV di Ronchi dei Legionari (Gorizia). E’ stato utilizzata

un’analisi lineare dinamica nel rispetto delle norme indicate

in precedenza. Le procedure di verifica adottate seguono il

metodo di calcolo delle stati limite ultimo /esercizio

secondo quanto previsto dal DM 14.01.2008, Norme Tecniche per

le Costruzioni.

Elaboratore utilizzato

Computer Hewlett – Packard

HP – Workstation XW4100

Intel ®

Pentium ® 4 CPU 3.00 GHz

2.99 GHz, 1.00 Gb di RAM

Sistema Microsfot Windows XP Professional

Versione 2002

Service Pack 2

Registrato a nome di: Ing. Fabrizio D’Arrigo


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Criteri di concezione e di schematizzazionestrutturale, modellazione del terreno, proprietàdei materiali, efficacia del modello.

La struttura e il suo comportamento sotto le azioni

statiche e dinamiche è state adeguatamente valutato,

interpretato e trasferito nel modello che si caratterizza per

la sua impostazione completamente tridimensionale. A tal fine

ai nodi strutturali possono convergere diverse tipologie di

elementi, che corrispondono nel codice numerico di calcolo in

altrettante tipologie di elementi finiti. Travi e pilastri,

ovvero componenti in cui una dimensione prevale sulle altre

due, vengono modellati con elementi “beam”, il cui

comportamento può essere opportunamente perfezionatoattraverso alcune opzioni quali quelle in grado di definire le

modalità di connessione all’estremità. Eventuali elementi

soggetti a solo sforzo normale possono essere trattati come

elementi “truss” oppure con elementi “beam” opportunamente

svincolati. Le pareti, le piastre, le platee ovvero in

generale i componenti strutturali bidimensionali, con due

dimensioni prevalenti sulla terza (lo spessore), sono stati

modellati con elementi “shell” a comportamento flessionale e

membranale. I vincoli con il mondo esterno vengono

rappresentati, nei casi più semplici (apparecchi d’appoggio,

cerniere, carrelli), con elementi in grado di definire lemodalità di vincolo e le rigidezze nello spazio. Questi

elementi, coniugati con i precedenti, consentono di modellare

i casi più complessi ma più frequenti di interazione con il

terreno, realizzabile tipicamente mediante fondazioni, pali,

platee nonché attraverso una combinazione di tali situazioni.

Il comportamento del terreno è sostanzialmente rappresentato

tramite una schematizzazione lineare alla Winkler,

principalmente caratterizzabile attraverso una opportuna

costante di sottofondo, che può essere anche variata nella

superficie di contatto fra struttura e terreno e quindi essere

in grado di descrivere anche situazioni più complesse. Nelcaso dei pali il comportamento del terreno implica anche

l’introduzione di vincoli per la traslazione orizzontale.

I parametri dei materiali utilizzati per la modellazione

riguardano il modulo di Young, il coefficiente di Poisson, ma

sono disponibili anche opzioni per ridurre la rigidezza

flessionale e tagliante dei materiali per considerare

l’effetto di fenomeni fessurativi nei materiali.

Il calcolo viene condotto mediante analisi lineare, ma

vengono considerati gli effetti del secondo ordine e si può

simulare il comportamento di elementi resistenti a sola

trazione o compressione.La presenza di diaframmi orizzontali, se rigidi, nel piano

viene gestita attraverso l’impostazione di un’apposita


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relazione fra i nodi strutturali coinvolti, che ne condiziona

il movimento relativo. Relazioni analoghe possono essere

impostate anche fra elementi contigui.

Si ritiene che il modello utilizzato sia rappresentativo

del comportamento reale della struttura. Sono stati inoltre

valutate tutti i possibili effetti o le azioni anchetransitorie che possano essere significative e avere

implicazione per la struttura.

E’ stata impiegata un’analisi dinamica modale in campo

lineare con adozione di spettro di risposta conforme al D.M.

14.01.2008. Agli effetti del dimensionamento è stato quindi

impiegato il metodo degli stati limite.

Presentazione del modello strutturale e sueproprietà

Diamo una breve descrizione delle simbologie adottate da

MasterSap.

I NODI

La struttura è individuata da nodi riportati in coordinate.

Ogni nodo possiede sei gradi di libertà, associati alle sei

possibili deformazioni. I gradi di libertà possono essere

liberi (spostamenti generalizzati incogniti), bloccati

(spostamenti generalizzati corrispondente uguale a zero), di

tipo slave o linked (il parametro cinematico dipende dalla

relazione con altri gradi di libertà).

Si può intervenire sui gradi di libertà bloccando uno o più

gradi. I blocchi vengono applicate nella direzione della terna

locale del nodo.

Le relazioni complesse creano un legame tra uno o più gradi di

libertà di un nodo detto slave con quelli di un altro nodo

detto master. Esistono tre tipi di relazioni complesse.

Le relazioni di tipo link prescrivono l’uguaglianza tra gradi

di libertà analoghi di nodi diversi. Specificare una relazione

di tipo link significa specificare il nodo slave assieme ai

gradi di libertà che partecipano al vincolo ed il nodo master.

I gradi di libertà slave saranno eguagliati ai rispettivi

gradi di libertà del nodo master.

La relazione di piano rigido prescrive che il nodo slave

appartiene ad un piano rigido e quindi che i due spostamenti

in piano e la rotazione normale al piano sono legati ai tre

parametri di roto-traslazione rigida di un piano.

Il Corpo rigido prescrive che il nodo slave fa parte di un

corpo rigido e tutti e sei i suoi gradi di libertà sono legati

ai sei gradi di libertà posseduti dal corpo rigido (i gradi di

libertà del suo nodo master).

I MATERIALI

I materiali sono individuati da un codice specifico e

descritti dal modulo di elasticità, dal coefficiente di


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Poisson, dal peso specifico, dal coefficiente di dilatazione

termica.

LE SEZIONI

Le sezioni sono individuate in ogni caso da un codice numerico

specifico, dal tipo e dai relativi parametri identificativi.La simbologia adottata dal programma è la seguente:

Rettangolare piena (Rp);

Rettangolare cava (Rc);

Circolare piena (Cp);

Circolare cava (Cc);

T (T.);

T rovescia (Tr);

L (L.);

C (C.);

C rovescia (Cr);

Cassone (Ca);Profilo singolo (Ps);

Profilo doppio (Pd);

Generica (Ge).

I CARICHI

I carichi agenti sulla struttura possono essere suddivisi in

carichi nodali e carichi elementari. I carichi nodali sono

forze e coppie concentrate applicate ai nodi della

discretizzazione. I carichi elementari sono forze, coppie e

sollecitazioni termiche.

I carichi in luce sono individuati da un codice numerico, daun tipo e da una descrizione. Sono previsti carichi

distribuiti trapezoidali riferiti agli assi globali (fX, fY,

fZ, fV) e locali (fx, fy, fz), forze concentrate riferite agli

assi globali (FX, FY, FZ, FV) o locali (Fx, Fy, Fz), momenti

concentrati riferiti agli assi locali (Mx, My, Mz), momento

torcente distribuito riferito all'asse locale x (mx), carichi

termici (tx, ty, tz), descritti con i relativi parametri

identificativi, aliquote inerziali comprese, rispetto al

riferimento locale. I carichi in luce possono essere

attribuiti solo a elementi finiti del tipo trave o trave di

fondazione.

GLI ELEMENTI FINITI

La struttura può essere suddivisa in sottostrutture, chiamate

gruppi.

ELEMENTO TRUSS (ASTA RETICOLARE)

L’elemento truss (asta reticolare) rappresenta il modello

meccanico della biella elastica. Possiede 2 nodi I e J e di

conseguenza 12 gradi di libertà.Gli elementi truss sono caratterizzati da 4 parametri fisici e

geometrici ovvero:


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A Area della sezione.

E. Modulo elastico.

. Densità di peso (peso per unità di volume).

. Coefficiente termico di dilatazione cubica.

I dati di input e i risultati del calcolo relativi

all’elemento stesso sono riferiti alla terna locale diriferimento indicata in figura.

ELEMENTO FRAME (TRAVE E PILASTRO, TRAVE DI FONDAZIONE)

Verifiche di sicurezza degli elementi

Diamo una breve descrizione delle simbologie adottate da

MasterSap.

VERIFICHE DI OPERE IN CEMENTO ARMATO CON IL METODO DEGLI STATI

LIMITETRAVI, PILASTRI, SETTI E TRAVI DI FONDAZIONE

Fra le informazioni di testa per le travi è anche segnalata la

componente del peso proprio e il carico medio. Per i soli

pilastri oltre al numero strutturale dell’asta è anche

indicato l’eventuale numero di pilastrata.

Le sollecitazioni sono riferite al sistema locale x, y, z.

Vengono riportate, in ordine:

numero combinazione di carico;

ascissa di calcolo (cm);

in sequenza Fx, Fy, Fz (F); Mx, My, Mz (F*m).

Per le travi e le fondazioni viene applicata la regola dellatraslazione. In particolare il momento flettente viene

incrementato, dove richiesto, del prodotto di Fy (o Fz) con

0.9*d, dove d è l’altezza utile corrispondente.

Per elementi trave di fondazione Fx, Fz, My sono generalmente

nulli.

I METODI DI CALCOLO

ANALISI DINAMICA MODALE

ll programma effettua l'analisi dinamica con il metodo

dello spettro di risposta.

Il sistema da analizzare è essere visto come un oscillatore

a n gradi di libertà, di cui vanno individuati i modi propri

di vibrazione. Il numero di frequenze da considerare è un dato

di ingresso che l'utente deve assegnare. In generale si

osservi che il numero di modi propri di vibrazione non può

superare il numero di gradi di libertà del sistema.

La procedura attua l'analisi dinamica in due fasi distinte:

la prima si occupa di calcolare le frequenze proprie di

vibrazione, la seconda calcola spostamenti e sollecitazioniconseguenti allo spettro di risposta assegnato in input.

Nell'analisi spettrale il programma utilizza lo spettro di


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risposta assegnato in input, coerentemente con quanto previsto

dalla normativa. L'eventuale spettro nella direzione globale Z

è unitario. L'ampiezza degli spettri di risposta è determinata

dai parametri sismici previsti dalla normativa e assegnati in

input dall'utente.

La procedura calcola inizialmente i coefficienti dipartecipazione modale per ogni direzione del sisma e per ogni

frequenza. Tali coefficienti possono essere visti come il

contributo dinamico di ogni modo di vibrazione nelle direzioni

assegnate. Si potrà perciò notare in quale direzione il

singolo modo di vibrazione ha effetti predominanti.

Successivamente vengono calcolati, per ogni modo di

vibrazione, gli spostamenti e le sollecitazioni relative a

ciascuna direzione dinamica attivata, per ogni modo di

vibrazione. Per ogni direzione dinamica viene calcolato

l'effetto globale, dovuto ai singoli modi di vibrazione,

mediante la radice quadrata della somma dei quadrati deisingoli effetti. E' prevista una specifica fase di stampa per

tali risultati.

L'ultima elaborazione riguarda il calcolo degli effetti

complessivi, ottenuti considerando tutte le direzioni

dinamiche applicate. Tale risultato (inviluppo) può essere

ottenuto, a discrezione dell'utente in tre modi distinti,

inclusi quelli suggeriti della normativa italiana e

dall'Eurocodice 8.

Valutazione dei risultati e giudizio motivato

sulla loro accettabilità

Il programma di calcolo utilizzato MasterSap è idoneo a

riprodurre nel modello matematico il comportamento della

struttura e gli elementi finiti disponibili e utilizzati sono

rappresentativi della realtà costruttiva. Le funzioni dicontrollo disponibili, innanzitutto quelle grafiche,

consentono di verificare la riproduzione della realtà

costruttiva ed accertare la corrispondenza del modello con la

geometria strutturale e con le condizioni di carico

ipotizzate. Si evidenzia che il modello viene generato

direttamente dal disegno architettonico riproducendone così

fedelmente le proporzioni geometriche. In ogni caso sono stati

effettuati alcuni controlli dimensionali con gli strumenti

software a disposizione dell’utente. Tutte le proprietà di

rilevanza strutturale (materiali, sezioni, carichi,

sconnessioni, etc.) sono state controllate attraverso lefunzioni di indagine specificatamente previste.

Sono state sfruttate le funzioni di autodiagnostica presenti


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nel software che hanno accertato che non sussistono difetti

formali di impostazione.

E’ stato accertato che le risultanti delle azioni verticali

sono in equilibrio con i carichi applicati.

Sono state controllate le azioni taglianti di piano ed

accertata la loro congruenza con quella ricavabile da semplicied agevoli elaborazioni. Le sollecitazioni prodotte da alcune

combinazioni di carico di prova hanno prodotto valori prossimi

a quelli ricavabili adottando consolidate formulazioni

ricavate della Scienza delle Costruzioni. Anche le

deformazioni risultano prossime ai valori attesi. Il

dimensionamento e le verifiche di sicurezza hanno determinato

risultati che sono in linea con casi di comprovata validità,

confortati anche dalla propria esperienza.


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Elab. A.1.5

Comune di Pistoia



presso il presidio ospedaliero di Pistoia -

lotto 2- Loggiato su Piazza Giovanni XXIII° e

locali connessi

CALCOLI STATICI



Ing. Fabrizio D’Arrigo Ing. Fabrizio D’Arrigo


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CALCOLO RINFORZO SOLAIO IN ACCIAIO

4.2 Costruzioni di acciaio:

L’attuale solaio è realizzato con profilati metallici NP 200,

posti ad interasse di circa 1 metro e con tavelloni posizionatisull’ala superiore del profilato, senza soletta in cementoarmato di ripartizione.L’intervento prevede la realizzazione del tavellonato incorrispondenza dell’ala inferiore del profilato in modo dapoter ricavare, conservando l’altezza originaria del solaio,una soletta superiore in cemento armato di ripartizione edirrigidimento.Sempre per migliorare la ripartizione del solaio si prevede diporre in opera due profilati ortogonalmente ai profilatiesistenti ed efficacemente ancorati nelle murature perimetrali.Trattandosi di strutture in acciaio si deve fare riferimento al

punto 4.2 delle norme tecniche.

4.2.3. Analisi strutturale:

Nel nostro caso procediamo all’analisi globale mediante ilmetodo elastico che può essere applicato a strutture composteda sezioni di classe qualsiasi. Il metodo di calcolo dellacapacità resistente della sezione è plastico (tab. 4.2.IV).

Si definisce prioritariamente la classe delle sezioni piùsfavorite che intendiamo utilizzare. Il profilato NP 200 èquello che determina la classe.

Parti soggette a flessione

c/t< 72ξ = 18,0/0,75= 24 < 72ξ =72

I profilati sono quindi di classe 1.

4.2.3.4. Effetti delle deformazioni:

Nel nostro caso effettuiamo l’analisi del primo ordine inquanto possiamo ritenere trascurabili gli effetti delle

deformazioni sull’entità delle sollecitazioni.La struttura infatti è molto rigida.

4.2.3.5. Effetti delle imperfezioni:

Nel nostro caso, dato lo schema di trave semplicementeappoggiata agli estremi, sono parimenti da riteneretrascurabili gli effetti delle imperfezioni.

4.2.3.3 Metodi di analisi globale-determinazione degli effettidelle azioni:

Come detto in precedenza procediamo all’analisi globalemediante il metodo elastico che può essere applicato astrutture composte da sezioni di classe qualsiasi.


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analisi dei carichi:

1) -Carichi distribuiti:



G2:permanenti non strutturalipavimento 150 daN/mqsoletta 100 daN/mqpolistirolo 30 daN/mqtavelloni 35 daN/mqintonaco 30 daN/mq

Q) azioni variabili

C1:ospedali,ristoranti ecc. 300 daN/mq

Totale 672 daN/mq

3)-Azioni sismiche verticali:

Ai sensi dell’art. 7.2.1. non si considera l’azionesismica verticale.

Nel caso della verifica allo stato limite ultimo lacombinazione fondamentale è la seguente( nel nostro caso non

abbiamo azioni di pretensione e precompressione e quindi P=0):

γ g1*G1 + γ g2*G2 + γ Q1*Qk1 + γ Q2*ψ 02*Qk2 + γ Q3*ψ 03*Qk3 ..+

Con i seguenti valori dei coefficienti:

γ g1= 1,3 γ g2= 1,5 γ Q1= 1,5

Non essendo presente alcuna azione variabile i coefficienti γ Q1e ψ 02 non vengono impiegati.

In base alla combinazione delle azioni sopra indicata abbiamo:

Q= 27x1,3 + 345x1,5 + 300x1,5= 1002,6 daN/ml

Lo schema di calcolo del profilato è il seguente:


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Q

680

Il momento flettente di calcolo all’incastro vale:

MEd= 1002,6 x 6,802/10 = 4636,02 daN x m

Il valore di calcolo dell’azione tagliante vale invece:

VEd= 1002,6 x 6,8/2= 3408,84 daN

4.2.4.1.2. Resistenza di calcolo a flessione retta dellasezione:

Prevedendo l’impiego di sezioni di classe 1 la resistenza dicalcolo a flessione retta della membratura vale:

McRd = Wpl fyk /γ MO Con γ mo che vale 1,05.

McRd = 1,1 214 2350 /1,05= 526.847,62 daN cm

La condizione di resistenza prevista dalle norme è:

MEd/McRd= 4636,02/5268,47=0,88 < 1

La verifica di resistenza a flessione retta è ampiamentesoddisfatta.

4.2.4.1.2. Resistenza di calcolo a Taglio della sezione:

Prevedendo l’impiego di sezioni di classe 1 la resistenza dicalcolo a taglio della membratura vale:

VcRd = Av fyk /√3 γ MO

Con γ mo che vale 1,05.

VcRd = (18 0,75) 2350 /√3 1,05= 17444,22 daN



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VEd/VcRd= 3408,84/17444,22=0,19 < 1

La verifica di resistenza a taglio è ampiamente soddisfatta.Come possiamo vedere il taglio di calcolo è inoltre inferiorealla metà della resistenza di calcolo a taglio ed è quindi

legittimo aver trascurato l’influenza del taglio sullaresistenza a flessione.

4.2.4.1.3.1 Stabilità delle membrature:

Non si effettua la verifica di instabilità flesso torsionale, osvergolamento, in quanto i profilati saranno inglobati nelgetto in cemento armato della soletta del solaio.


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CALCOLO PIEDRITTI PARAPETTO IN ACCIAIO

Il carico orizzontale imposto dalla vigente normativa è di 200daN/ml, tenuto conto che le nervature avranno un interasse di

cm. 90 e una sezione tubolare di cm. 8 x 4 (sp. 4 mm.) loschema di calcolo è il seguente:

135 daN

110

Il momento flettente di calcolo all’incastro vale:

MEd= 0,90 x 200 x 1,10 = 198 daN x m

Il valore di calcolo dell’azione tagliante vale invece:

VEd= 0,90 x 200 = 180 daN

4.2.4.1.2. Resistenza di calcolo a flessione retta dellasezione:

Prevedendo l’impiego di sezioni di classe 1 la resistenza dicalcolo a flessione retta della membratura vale:

McRd = Wpl fyk /γ MO Con γ mo che vale 1,05.

McRd = 1,1 8,10 2350 /1,05= 19.957,84 daN cm


MEd/McRd= 198/199,57=0,99 < 1


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Elab. A4

Comune di Pistoia





connessi

PIANO DI MANUTENZIONE DELLA

PARTE STRUTTURALE DELL’OPERA

(art. 10.1 del D.M. 14.01.2008)




PIANO DI MANUTENZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE


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L’art. 10.1 del D.M. 14 gennaio 2008 prevede che ilprogetto strutturale di un’opera sia composto da diversielaborati tali da definire compiutamente l’intervento tra iquali il piano di manutenzione della parte strutturale.

L’importanza di tale documento risulta evidente ove sipresti attenzione alla definizione di vita nominale di unacostruzione intesa come il numero di anni nel quale lastruttura, purchè soggetta alla manutenzione ordinaria, puòessere usata per lo scopo al quale è destinata.

E’ evidente che la vita di un’opera dipende dallamanutenzione che riceve e questa è funzione dell’attenzione chein fase di progettazione è stata dedicata alla durabilità deimateriali, alle tecniche costruttive e al rendere agevoli leoperazioni di manutenzione.

Per quanto riguarda l’intervento in argomento le singolestrutture saranno realizzate con materiali che assicurano una

buona durabilità. Anche la posa in opera sarà effettuata conmodalità tali da assicurare oltre alla durabilità un’agevolemanutenzione.

In particolare le strutture metalliche della passerella dicollegamento saranno zincate a caldo mentre i profilati delsolaio, di cui si prevede il rinforzo, saranno adeguatamenteprotetti da un abbondante strato di malta cementizia.

Nonostante l’adozione degli accorgimenti sopra descritti,si prevede di effettuare le seguenti operazione di verificaperiodica:

-ispezioni visive annuali

-ripristino protezionecon riprese cementizia 15-20 anni

-verniciatura superfici zincate 40-45 anni

-scarificazione e risanamentoc.a. ammalorato 40-45 anni

La periodicità delle operazioni tiene conto della vitanominale della costruzione che nel nostro caso è di 100 anni.

Il progettista il Direttore dei lavori


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Elab. A.2

Comune di Pistoia





connessi

RELAZIONE SUI MATERIALI

IMPIEGATI




1)-DOSAGGIO E CARATTERISTICHE DEI MATERIALI


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I materiali impiegati nella costruzione della strutturaesistente sono i seguenti:

Profilati per passerella:

a)Acciaio da carpenteria: S 235 avente le seguentitensioni caratteristiche: (art. 11.3.4.1. D.M. 14.01.2008)

ftk tensione di rottura a trazione ≥ 360 (N/mm2)

fyk tensione di snervamento ≥ 235 (N/mm2)

Con le ulteriori specifiche di cui all’art. 11.3.4.9 del

decreto di seguito indicate

ftk/fyk > 1,20

ξt allungamento a rottura ≥ 26


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Elab. A.8

Comune di Pistoia





connessi

ELENCO DETTAGLIATO ALLEGATI




Il presente progetto si compone dei seguenti elaborati:


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1)- Asseverazione modello A

2)- Relazione di calcolo strutturale:

Relazione generale illustrativa dell’opera;Normative di riferimento;

Descrizione del modello strutturale;

Verifica della sicurezza e delle prestazioni della

struttura

3)- Calcoli Statici

4)- Relazione sui materiali impiegati;

5)- Piano di manutenzione della parte strutturale dell’opera:

6)- Planimetria piano strutturale

7)- Elaborati grafici progetto architettonico- n° 15;

8)- Elaborati grafici progetto strutture- n° 1




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