COMBINAZIONI E STATI LIMITE GEOTECNICI – 13 LUGLIO 2009

LA PROGETTAZIONE GEOTECNICA DEGLI EDIFICI AI SENSI DEL DM 14 GENNAIO 2008

Diego Lo PrestiDipartimento Ingegneria CivileUniversità di Pisad.lopresti@ing.unipi.it

2

INDICE

STATI LIMITE RILEVANTI ULTIMI ESERCIZIO

FATTORI DI SICUREZZA AZIONI FATTORI DI SICUREZZA PARAMETRI FATTORI DI SICUREZZA RESISTENZA APPROCCI DI CALCOLO

FONDAZIONI SUPERFICIALI FONDAZIONI PROFONDE PENDII E OPERE DI SOSTEGNO

3

STATI LIMITE

SLU Perdita equilibrio (EQU) Rottura fondazione (STR) Rottura terreno (GEO, HYD, UPLIFT) Spostamenti e deformazioni eccessive (GEO)

SLE Spostamenti e deformazioni che possono compromettere

uso, estetica, durabilità ovverosia il corretto funzionamento nel tempo dell’opera

4

REGOLE GENERALI: COMBINAZIONI

........2022112211 kQkQpGG QQPGG

........202121 kk QQPGG

........22211121 kk QQPGG

........22212121 kk QQPGG

........22212121 kk QQPGGE

........22212121 kkd QQPGGA

RARA SLE IRR.

FREQUENTE SLE REV.

QUASI PERMANENTE SLE LT

SLU

SISMICA SLU - SLE

ACCIDENTALE SLU

Nelle combinazioni per SLE, si intende che vengono omessi i carichi Qkj che danno un contributo favorevole ai fini delle verifiche e, se del caso, i carichi G2.

5

COEFFICIENTI DI COMBINAZIONE

CATEGORIA/AZIONE VARIABILE 0j 1j 2j

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 (≤ 30 kN) 0.7 0.7 0.6

Categoria G Rimesse e parcheggi (≥ 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 (quota ≤ 1000 m s.l.m) 0.5 0.2 0.0

Neve (quota > 1000 m s.l.m) 0.7 0.5 0.2

Variazioni termiche 0.6 0.5 0.0

6

VERIFICHE SLU - SLE

Ed ≤ Rd Vinst,d ≤ Gstb,d + Rd; (dove Vinst,d = Ginst,d + Qinst,d)

uinst,d ≤ sstb,d

Ed Cd

7

SLU: FATTORI DI SICUREZZA PARZIALI AZIONI

Coefficiente EQU HYD A1 -STR A2 - GEO

G1 0.901.10

0.901.30

1.001.30

1.001.00

G2 0.001.50

0.001.50

0.001.50

0.001.30

Q 0.001.50

0.001.50

0.001.50

0.001.30

8

SLU: COEFFICIENTI PARZIALI TERRENO

Parametro M1 M2 EC8

Cu Resistenza al taglio non drenata 1.00 1.40 1.40

cy,uResistenza al taglio ciclica non drenata

- - 1.25

’ Angolo di resistenza al taglio 1.00 1.25 1.25

quResistenza compressione non confinata

1.00 1.60 1.6

c’ Coesione efficace 1.00 1.25 1.25

Peso di volume 1.00 1.00 1.00

Condizione sismica: E, G, P e Q unitari; M

9

FONDAZIONI SUPERFICIALI: SLU SLE

10

APPROCCI DI CALCOLO – FOND. SUP.

APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 1 (A1 + M1 + R1) COMBINAZIONE 2 (A2 + M2 + R2)

APPROCCIO 2 (A1 + M1 + R3) SISMICA M2 + R2 (M1 + R3) (M1 + R1 STR)

11

STATO LIMITE ULTIMO Ed Rd

Collasso per slittamento (Comb. sismica)Vd < FRd + Epd

Collasso per rottura generale (Comb. SLU, sismica)

Nd < Qlim,d f(Nd, Vd, Md) < 0

12

FONDAZIONI SUPERFICIALI: COEFFICIENTI R

VERIFICA R1 R2 R3

CAP. PORTANTE 1.00 1.80 2.30

SCORRIMENTO 1.00 1.10 1.10

13

Azioni in Fondazione

FxkN

FykN

FzkN

MxkNm

MykNm

MzkNm

SLU DA1 C1 0 0 43434 -2321 114 0

SLU DA1 C2 0 0 34126 -1828 97 0

SLU DA2 0 0 43434 -2321 114 0

SLV - Sismico 959 2100 35317 5230 2630 107

kPa204q 1C1DA

kPa5q x,SLV kPa10q y,SLV kPa164q z,SLV

Le eccentricità dovute al momento sono trascurabili (< 0.2 m)

kPa204q 2DA kPa159q 2C1DA

14

VERIFICHE BARGAterreno migliorato c’ = 78 kPa, ’ = 35°

SCORRIMENTOVd = 11.2 kPa < FRd = 164*tan(29.3) = 92kPa CAPACITA’ PORTANTE

EdkPa

RdkPa

SLU DA1 C1 204 8106

SLU DA1 C2 159 2220

SLU DA2 204 3524

SLV - Sismico 164 3208

15

STATO LIMITE DI ESERCIZIO Ed Cd

s0 cedimento immediato (rara)s1 cedimento di consolidazione (q-p)s2 cedimento dovuto al creep (q-p)

stot = s0 + s1 + s2

• Sollevamento (rigonfiamento)

• Vibrazioni (apparati meccanici, sisma)

16

FONDAZIONI PROFONDE: SLU SLE

17

APPROCCI DI CALCOLO: FOND. PROF.

APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 1 (A1 + M1 + R1) COMBINAZIONE 2 (A2 + M1 + R2)

APPROCCIO 2 (A1 + M1 + R3) SISMICA (?)

18

FONDAZIONI MISTE

6.4.3.3 Verifiche agli stati limite ultimi (SLU) delle fondazioni miste Nel caso in cui la capacità portante sia garantita dalla sola struttura di

collegamento posta a contatto con il terreno, ai pali può essere assegnata la sola funzione di riduzione e regolazione degli spostamenti. In questo caso il dimensionamento dei pali deve garantire il solo soddisfacimento delle verifiche SLE secondo quanto riportato al paragrafo successivo.

Nel caso in cui, invece, la capacità portante sia garantita con il contributo anche dei pali, la verifica deve essere condotta con l’approccio 2; la resistenza di progetto Rd della fondazione mista è ottenuta sommando le rispettive resistenze caratteristiche e applicando alla resistenza caratteristica totale il coefficiente parziale di capacità portante (R3).

6.4.3.4 Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE) delle fondazioni miste

L’analisi di interazione tra il terreno e la fondazione mista deve garantire che i valori degli spostamenti e delle distorsioni siano compatibili con i requisiti prestazionali della struttura inelevazione (§§ 2.2.2 e 2.6.2), nel rispetto della condizione (6.2.7). La geometria della fondazione (numero, lunghezza, diametro e interasse dei pali) deve essere stabilita nel rispetto dei summenzionati requisiti prestazionali, tenendo opportunamente conto dei diversi meccanismi di mobilitazione della resistenza laterale rispetto alla resistenza alla base, soprattutto in presenza di pali di grande diametro.

19

PENDII OPERE DI SOSTEGNO

20

OPERE SOSTEGNO RIGIDE: STATO LIMITE ULTIMO Ed Rd

Per i muri di sostegno o per le altre strutture miste ad essi assimilabili devono essere effettuate le verifiche con riferimento almeno ai seguenti stati limite:

- scorrimento sul piano di posa, - ribaltamento, - rottura per carico limite dell’insieme fondazione-

terreno, - stabilità globale del complesso opera di sostegno-

terreno,

21

APPROCCI DI CALCOLO: PENDII OPERE SOSTEGNO

APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 1 (A1 + M1 + R1) COMBINAZIONE 2 (A2 + M2 + R2)

APPROCCIO 2 (A1 + M1 + R3) APPROCCIO STABILITA’ GLOBALE (A2 + M2 + R2) SISMICA (M2 + R2 oppure M1 + R3)

22

FONDAZIONI SUPERFICIALI: COEFFICIENTI R

VERIFICA R1 R2 R3

CAP. PORTANTE 1.00 1.00 1.40

SCORRIMENTO 1.00 1.00 1.10

RESISTENZA DEL TERRENO A VALLE

1.0 1.0 1.4

23

PARATIE: STATO LIMITE ULTIMO Ed Rd

- rotazione intorno ad un punto dell’opera, - sfilamento o rottura di uno o più ancoraggi, - rottura di uno o più puntoni, - rottura strutturale della paratia, - instabilità del fondo scavo in terreni a grana fine

in condizioni non drenate, - sifonamento del fondo scavo, - instabilità del fondo scavo per sollevamento, - instabilità globale dell’insieme terreno-opera, - rottura per carico limite verticale,

24

APPROCCI DI CALCOLO: PENDII PARATIE

APPROCCIO 1 COMBINAZIONE 1 (A1 + M1 + R1) COMBINAZIONE 2 (A2 + M2 + R1)

APPROCCIO STABILITA’ GLOBALE (A2 + M2 + R2) SISMICA (GEO M2 + R2, STRU M1 + R1)