Duttilità e Fragilità in Geotecnica · GERARCHIA DELLE RESISTENZE In caso di rotture alternative,...

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Verifiche pseudostatiche Coefficiente sismico dovrebbe essere funzione di: Tipo di opera Duttilità e Fragilità in Geotecnica Spostamenti accettabili • Duttilità • Rigidezza

Transcript of Duttilità e Fragilità in Geotecnica · GERARCHIA DELLE RESISTENZE In caso di rotture alternative,...

Verifiche pseudostatiche

• Coefficiente sismico dovrebbe essere funzione di:

• Tipo di opera

Duttilità e Fragilità in Geotecnica

• Spostamenti accettabili

• Duttilità

• Rigidezza

Normativa previgente

• Forse calibrata su certe opere

• Inadeguata su altre

Duttilità e Fragilità in Geotecnica

• Inadeguata su altre

• Comunque, da verificare

• Da calibrare sulle prestazioni attese

• Stati limite ↔↔↔↔ probabilità di superamento, periodo di ritorno

• Diverse prestazioni richieste, in funzione di:• stato limite studiato

RECENTI SVILUPPI NELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN ZONA SISMICA

Novità nella progettazione strutturale antisismica

• stato limite studiato • importanza dell’opera

ad esempio:I. eventi sismici frequenti → struttura in campo elastico

II. eventi sismici rari e opere “ordinarie” → attivazione di meccanismi duttili – collasso distante

METODI DI ANALISI PER IL TERREMOTO RARODiversi approcci:

a) analisi modale con spettri di progetto (fattore q)b) analisi non lineare con spettri di rispostac) analisi non lineare dinamica al passo

RECENTI SVILUPPI NELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN ZONA SISMICA

Novità nella progettazione strutturale antisismica

c) analisi non lineare dinamica al passo

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0T (s)

SLV (Se)

SLV (Sp)

SLD

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Se

(g)

T (s)

SLV

SLD

ANALISI MODALE CON SPETTRO DI PROGETTO (fattore q)funzione di TIPOLOGIA STRUTTURALE, REGOLARITÀ in ELEVAZIONE e NUMERO di PIANI

q = q0·KRq0 = aU/a1 (DUTTILITÀ ATTESA)aU = intensità azione sismica per la quale la struttura diviene labileVESPAIO

Calpest io 1° Livello-0.50

2.70

5.90

9.10

12.3

Novità nella progettazione strutturale antisismica

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0T (s)

SLV (Se)

SLV (Sp)

SLD

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Se

(g)

T (s)

SLV

SLD

struttura diviene labilea1=intensità azione sismica per la quale si forma la prima cerniera plastica KR (≤1) dipende dalla regolarità in altezza

VESPAIO

Trave Col legamento

-1.30

-2.20

GERARCHIA DELLE RESISTENZE

In caso di rotture alternative, preferire quella duttile

COME?Innalzando la soglia di resistenza della rottura fragile

Novità nella progettazione strutturale antisismica

Ad esempio:

1. Utilizzare materiali con specifici requisiti di duttilità

2. Progettare le sezioni in modo da avere una rottura di tipo duttile

3. Favorire la duttilità locale curando i dettagli costruttivi

4. Ottenere un meccanismo globale di crisi con elevata capacità dissipativa

GERARCHIA DELLE RESISTENZE

Esempio: evitare trave forte/pilastro debole

Novità nella progettazione strutturale antisismica

Myc

yc rd ybM Mγ≥ ⋅∑ ∑

γrd = coefficiente di sovraresistenza →→ Per inibire il meccanismo più fragileKocaeli (1999)

APPROCCIO PRESTAZIONALE

Metodologia avanzata, che prevede la definizione dei terremoti attesi e dei corrispondenti di danno

Novità nella progettazione strutturale antisismica

Danno strutturale : misura del costo necessario per ripristinare l’integrità strutturale

Danno alla funzionalità: misura dei costo dovuti a interruzioni d’uso, limitazioni della funzionalità, danneggiamenti dei caratteri estetici

APPROCCIO PRESTAZIONALE

Performance grade

Design earthquake L1 Design earthquake L2

Gradi di prestazione - PIANC (2001)

Approccio prestazionale in Geotecnica

S Serviceable (deg. I) Serviceable (deg. I)

A Serviceable (deg. I) Repairable (deg. II)

B Serviceable (deg. I) Near Collapse (deg. III)

C Repairable (deg. II) Collapse (deg. IV)

APPROCCIO PRESTAZIONALE

Grado di dannoDanno

strutturaleDanno funzionale

IDanno lieve e Assente o Perdita della funzionalità

Gradi di danno (definizione) - AGI (2005)

Approccio prestazionale in Geotecnica

IDanno lieve e sistema agibile

Assente o trascurabile

Perdita della funzionalità modesta o nulla

IIDanno medio e

sistema riparabileApprezzabile

Perdita della funzionalità di breve durata

IIIDanno ingente e non riparabile ma

senza collasso

Ingente, ma senza collasso

Perdita della funzionalità di lunga durata, o totale

APPROCCIO PRESTAZIONALE

STATO LIMITE Livello di danno Livello diterremoto

PVR (%)

SLO LA COSTRUZIONE NEL SUO COMPLESSO, INCLUSI IMPIANTI E MACCHINARI, NON SUBISCE DANNI

81

Gradi di prestazione - NTC (2008)

Approccio prestazionale in Geotecnica

MACCHINARI, NON SUBISCE DANNI

SLD PUR CON INTERRUZIONI D’USO DELLE APPARECCHIATURE, LA COSTRUZIONE E’ UTILIZZABILE. LIMITATA RIDUZIONE DELLA

RESISTENZA ALLE AZIONI ORIZZONTALI

63

SLV ROTTURE E CROLLI DI PARTI NON STRUTTURALI E IMPI ANTI. MARGINE DI RESISTENZA PER AZIONI ORIZZONTALI

10

SLC ROTTURE E CROLLI DI PARTI NON STRUTTURALI E IMPI ANIT. MARGINE ‘ESIGUO’ DI RESISTENZA PER AZIONI ORIZZONTA LI

5

PVR probabilità di superamento nel periodo di riferimento VRTR = -VR/Ln(1-PVR)

FONDAZIONI

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

METODI DI ANALISI PER IL TERREMOTO RARODiversi approcci:

a) analisi modale con spettri di progetto (fattore q)b) analisi non lineare con spettri di rispostac) analisi non lineare dinamica al passo

Azioni di progetto in fondazione

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

c) analisi non lineare dinamica al passo

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0T (s)

SLV (Se)

SLV (Sp)

SLD

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Se

(g)

T (s)

SLV

SLD

VALUTAZIONE DELLE AZIONI IN FONDAZIONE

PRESCRIZIONE DELLE NTC

In ottica di gerarchia delle resistenze, le verifiche di sicurezza del complesso fondazione-terreno dovrebbero essere eseguite assumendo come azioni le resistenze degli elementi soprastanti.

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

In effetti, le NTC richiedono di associare lo sforzo normale di calcolo al minore di:

1. Resistenza di progetto dell’elemento soprastante

2. Azione derivante dal calcolo, amplificata per un coefficiente che dipende dalla classe di duttilità (1.1 in CD'B' e 1.3 in CD'A')

VALUTAZIONE DELLE AZIONI IN FONDAZIONE

SECONDO NTC

Nqd

Sollecitazioni da calcolo ( con q )

Nqd

Resistenze di progetto

Nqd

Sollecitazioni di calcolo amplificate

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

MqdVqd

MydVyd

γRDMqdγRDVqd

[ ]qdRDydd MMMinM ⋅= γ; [ ]qdRDydd VVMinV ⋅= γ;

ALCUNE DOMANDE SULLA VALUTAZIONE DELLE AZIONI

IN FONDAZIONE

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Prima domanda

Perché si sollecita la fondazione con le resistenze di progetto (ridotte) e non con valori più realistici (caratteristici o medi)?

Resistenze di progetto

Resistenze realistiche

ymykyd VVV <<

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Nqd

MydVyd

progetto

Nqd

MqkVyk

realisticheymykyd VVV <<

ymykyd MMM <<

E in ambito strutturale ?

∑∑ ⋅≥ ybdRDycd MM γ

∑∑ ⋅≥M

ybkRD

M

yck MM

γγ

γ

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

In strutture in acciaio i coefficienti parziali su azioni e resistenze si elidono

L’unico coefficiente di sicurezza è γRD

Myc

MM γγ

∑∑ ⋅≥ ybkRDyck MM γ

E per altre situazioni ?

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

In strutture in c.a. non è detto che sia così ( γs ≠γc)

E per strutture “miste” (travi in acciaio e pilastr i in c.a.) ?

E per le fondazioni?

Myc

Fondazioni

Nqd

MRd

V

Resistenze di progetto

Nqd

Myk

V

Resistenze realistiche

Relazione fortemente

non lineare per

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

MRd

Vyd

Myk

Vyk

( )

=

ϕγϕϕ k

d

tgarctg

''

k'ϕ

non lineare per carico limite

FORSE, NELLE VERIFICHE SISMICHE CONVERREBBE UTILIZZ ARE I VALORI “REALI” E NON QUELLI DI PROGETTO

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

NON APPLICARE I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA(solo i coefficienti di sovraresistenza)

IN FONDO SI VALUTA UN COMPORTAMENTO (Performance)

Nel caso di combinazione con azione sismica prevale nte lungo x si modificano le caratteristiche della sollecitazione che agiscono nel

piano x-z o anche quelle nel piano y -z?

Seconda domanda

G = baricentro

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Ey

EyExEx

X

Y

A

B

C

DG

G = baricentrodelle masse

COMBINAZIONI:

CV + Ex + 0,3EyCV + Ex - 0,3EyCV - Ex + 0,3EyCV - Ex - 0,3EyCV + Ey + 0,3ExCV + Ey -0,3ExCV - Ey + 0,3ExCV - Ey - 0,3Ex

Volendo considerare la modalità di collasso lungo x

Seconda domandaNel caso di combinazione con azione sismica prevale nte lungo x si modificano le caratteristiche della sollecitazione che agiscono nel

piano x-z o anche quelle nel piano y -z?

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

MRD-Y MRD-Y MRD-Y

sembrerebbe opportuno modificare solo le caratteris tiche della sollecitazione associate alla direzione sismica pre valente

Myd,Y e Vyd,X

X

Z

Per quale motivo si scegli la minima tra resistenza della sezione e sollecitazione di calcolo amplificata per un coeffi ciente γRD?

Terza domanda

Nqd

Resistenze di progetto

Nqd

Sollecitazioni di calcolo amplificate

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Nqd

Myd

Vyd

Nqd

γRDMqdγRDVqd

[ ]qdRDydd MMMinM ⋅= γ;

[ ]qdRDydd VVMinV ⋅= γ;

Per quale motivo si scegli la minima tra resistenza della sezione e sollecitazione di calcolo amplificata per un coeffi ciente γRD?

Terza domanda

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Ovviamente per non sovradimensionare le fondazioni di strutture con elevati momenti resistenti plastici

Cosa comporta ?

SE PER TUTTI GLI ELEMENTI VERTICALI

Myd < γRD⋅Mqd

Terza domanda

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

SI APPLICANO I MOMENTI RESISTENTI

IL COLLASSO PER CARICO LIMITE PUO’ COESISTERE CON LA CRISI GLOBALE DELLA STRUTTURA

LA FONDAZIONE E’ EQUIPARATA ALLA STRUTTURA

SE PER TUTTI GLI ELEMENTI VERTICALI

Myd > γRD⋅Mqd

Cosa comporta ?

Terza domanda

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

SI APPLICANO I MOMENTI DI CALCOLO AMPLIFICATI

IL COLLASSO PER CARICO LIMITE POTREBBE AVVENIRE PRIMA DELLA CRISI GLOBALE DELLA STRUTTURA

LA FONDAZIONE E’ GERARCHICAMENTE INFERIORE ALLA STRUTTURA

Lo SLD può produrre sollecitazioni di progetto in

fondazione maggiori di quelle relative allo SLV.

Quarta domanda

20

30

40

50

60

0.70

80

90

SLV (Se)

SLV (Sp)

SLD

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Se

(g)

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Che significa e che si deve fare?00

0.10

20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0T (s)

0.00

0.10

0.20

Per effetto di plasticizzazione negli elementi strutturali, i carichi da SLD non dovrebbero essere applicati in fondazione

Lo SLD può produrre sollecitazioni di progetto in

fondazione maggiori di quelle relative allo SLV.

Quarta domanda

20

30

40

50

60

0.70

80

90

SLV (Se)

SLV (Sp)

SLD

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Se

(g)

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Che significa e che si deve fare?00

0.10

20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0T (s)

0.00

0.10

0.20

Per effetto di plasticizzazione negli elementi strutturali, i carichi da SLD non dovrebbero essere applicati in fondazione

VALUTAZIONE DELLE AZIONI IN FONDAZIONE

Modifiche proposte

Si applica più correttamente la gerarchia delle resistenze, richiedendo di associare allo sforzo normale di calcolo la minore di:

Modifiche proposte

1. Momento resistente di progetto amplificato per un coefficiente che dipende dalla classe di duttilità (1.0 in CD'B e 1.3 in CD'A), con il taglio in equilibrio

2. Momento derivante dal calcolo con q =1 con taglio di calcolo (q=1)

VALUTAZIONE DELLE AZIONI IN FONDAZIONE

SECONDO MODIFICA PROPOSTA

Nqd

Mqd

Sollecitazioni da calcolo ( con q )

Nqd

Mq=1

Resistenze di progetto

Nqd

γRDMyd

Sollecitazioni di calcolo amplificate

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

MqdVqd

Mq=1Vq=1

γRDMydVyd,e

[ ]ydRDqdd MMMinM ⋅= = γ;)1(

Azioni in fondazione maggiorate

FONDAZIONI SUPERFICIALI

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Effetto cinematico nella valutazione del carico di collasso

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Generalmente si trascurano le azioni di inerzia sul volume di terreno potenzialmente interessato dalla rottura per carico limite

oppure metodi di:

- Richards, Elms e Budhu (1993)

- Maugeri e Novità (2004)

non obbligatori, ma utilizzabili

- Maugeri e Novità (2004)

- metodo di Eurocodice 8-5 (escluso da Appendici Nazionali)

EFFETTO CINEMATICO NELLA VALUTAZIONE DEL

CARICO DI COLLASSO

• Necessario definire un kh analogamente a quanto fatto per altre

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

• Necessario definire un kh analogamente a quanto fatto per altre opere e situazioni (muri, paratie, pendii)

• Contemporaneità con azioni inerziali da sovrastruttura

• Significato di accoppiamento con azioni convenzionali da sovrastruttura

• Solo DA2

• Coefficienti ridotti rispetto al caso statico

Modifiche nelle verifiche in fondazione

• Per fondazioni superficiali, coefficiente paraziale di sicurezza a carico limite minore se si considera esplicitamente l’effetto delle azioni inerziali su volume sottostante la fondazione

• Coefficiente di sicurezza maggiore se non si considera esplicitamente tale effetto

FONDAZIONI SU PALI

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

PRESCRIZIONE DELLE NTC

- Evitare la formazione di cerniere plastiche nei pali

- Nelle verifiche strutturali SLU, includere anche gli effetti di interazione cinematica per:

1. Zone di elevata sismicità (a > 0.25 g)

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

1. Zone di elevata sismicità (ag > 0.25 g)2. Classe d’uso III e IV3. Sottosuolo di Classe D o peggiori4. Forti contrasti di rigidezza

Modifiche proposte:

• Accettata formazione di cerniere plastiche nei pali• Solo DA2• Probabilmente ridotti coefficienti parziali per verifiche sismiche

MURI DI SOSTEGNO

VERIFICHE SLU DI MURI DI SOSTEGNO – Prescrizioni NTC

Possono essere condotte con:• Metodo degli spostamenti

• Metodo pseudostatico• Possibili i due Approcci progettuali

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

• Coefficienti parziali solo su parametri di resistenza• Coefficienti pseudostatici

Categoria di sottosuolo

A B,C,D,E

βm βm

0.2 < ag(g) ≤ 0.4 0.31 0.31

0.1 < ag(g) ≤ 0.2 0.29 0.24

ag(g) ≤ 0.1 0.20 0.18

g

ak g

mh β=

VERIFICHE SLU DI MURI DI SOSTEGNO – Circolare attuat iva

• Metodo degli spostamenti • Accelerogrammi reali e parametri non ridotti• Spostamenti accettabili definiti dal progettista

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

• Metodo pseudostatico• Si consiglia di utilizzare l’Approccio Progettuale 1• Combinazione 1 per le verifiche strutturali• Combinazione 2 per le verifiche geotecniche

• Verifica a scorrimento• Verifica a carico limite

• Approccio EQU per verifica a ribaltamento

Perché la Circolare consiglia di utilizzare l’Appro ccio 1?

Prima domanda

DA1 – C2 DA2

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

2, 2

1HkS adead ⋅⋅= γ 2

, 2

1HkS akead ⋅⋅= γ>

Perché i coefficienti sismici sono così ridotti?

Seconda domanda

a0

ac

base

blocco

a

al’accelerazione del blocco non

a

ab

Sa(ab) Metodo di Newmark

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

t

tA

ac

a0

t0

t0 tm

v0

B Cv

ab

ur

l’accelerazione del blocco non può superare ac

le azioni inerziali sono limitate superiormente da mac + S(ac)

per a > ac le sollecitazioni rimangono costanti

a0

mac

Tlim

Sa(ac)

mab

T

Sa(ab)

m⋅ac + S (ac) = Tlim

Perché i coefficienti sismici sono così ridotti?

H = 3.5 m

γ = 20 kN/m3

c' = 0 - φφ' = 32°amax = 0.25 g

0.2

) u

r (m

)

100

120

140

Nm

/m)

M (amax)

ac = amax

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

B

0.6 Bc' = 0 - j' = 24°

amax = 0.25 g

Al crescere di B →Aumenta acSi riducono gli spostamentiAumentano le sollecitazioni

1.5 2.0 2.5

B (m)

0

0.1a c (

g)

40

60

80

M (

kN

Callisto e Aversa, 2008

Perché i coefficienti sismici sono così ridotti?

� Coefficiente k h dipende dalla possibilità di scorrimento del muro

� Calibrazione effettuata da Simonelli per spostament o di 10 cm

Seconda domanda

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

� Calibrazione effettuata da Simonelli per spostament o di 10 cm utilizzando banca accelerogrammi nazionali

Per quale stato limite valgono i βm?

� Coefficienti βm pensati per SLV

Terza domanda

Che fare con le verifiche agli altri Stati limite?

- Accettando spostamenti ammissibili crescenti al pas saggio da SLO a SLC, si dovrebbero ottenere βm decrescenti

Quarta domanda

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

- Per gli stati limite di esercizio (SLD) si può util izzare βm = 1, imponendo quindi spostamenti nulli

- Se si utilizzassero i βm di normativa per SLC, si avrebbe un sovradimensionamento del muro

Sarebbe opportuno gradare i coefficienti βm per i vari stati limite (o in funzione degli spostamenti)

Con che spinte dimensionare strutturalmente il muro ?

Quinta domanda

γ = 20 kN/m3

c' = 0 - φ' = 32°

0.2

(m

) 120

140

m)

M (amax)

ac = amax

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

H = 3.5 m

B

0.6 Bc' = 0 - j' = 24°

amax = 0.25 g

1.5 2.0 2.5

B (m)

0

0.1a c (

g) u

r

40

60

80

100

M (

kNm

/m

In un’ottica di gerarchia delle resistenze (Callisto e Aversa, 2008), si dovrebbero utilizzare quelle che portano a scorrimento sul piano di posa

Ha senso l’indicazione di effettuare verifiche geot ecniche e strutturali rispettivamente con Combinazione 2 e 1?

Sesta domanda

DA1 – C2 DA1 – C1

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

2, 2

1HkS adead ⋅⋅= γ 2

, 2

1HkS akead ⋅⋅= γ

L’indicazione potrebbe portare a gerarchia inversa

Con che coefficiente sismico effettuare le verifich e a ribaltamento?

Settima domanda

- Meccanismo fragile

- Con coefficiente sismico pari all’accelerazione mas sima

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

- Con coefficiente sismico pari all’accelerazione mas sima attesa adimensionalizzata (a g/g)

- Con coefficiente sismico corrispondente a formazion e di meccanismi duttili (scorrimento o plasticizzazione d ella mensola) eventualmente amplificato da un coefficien te di sovraresistenza

La verifica sismica è sempre dimensionante?

Ottava domanda

Sismica StaticaWkh ⋅

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

2

2

1HkS e,ade,ad ⋅⋅= γ 2

2

1HkS s,ads,ad ⋅⋅= γ

Si ! A meno di sovraccarichi variabili molto rilevanti

h

• Solo approccio DA2

• Incrementati lievemente i coefficienti βm per compensare tale modifica

• Coefficienti βm per SLV e SLD

Modifiche per progetto di Muri di sostegno

• Coefficienti βm per SLV e SLD

• Nella Circolare si dovrebbe dare maggiore importanza all’applicazione dei concetti di gerarchia delle resistenze

• Con queste modifiche non è detto che la verifica si smica sia sempre quella dimensionante

PARATIE

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

VERIFICHE SLU DI PARATIE – Prescrizioni NTC

Possono essere condotte con:• Metodi numerici

• Non se ne esclude l’uso

• Metodi pseudostatici

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

• Solo l’Approccio progettuale 1• Coefficienti parziali solo su parametri di resistenza• Coefficienti pseudostatici

• Coefficiente α solo per spinta a monte

g

ak g

pph βα=

VERIFICHE SLU DI

PARATIE

Prescrizioni NTC

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

α

sottosuolo di tipo A

BCD

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Coefficiente

pseudostatico

g

ak g

h βα=0 0.1 0.2 0.3

us (m)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50H (m)

0.0

VERIFICHE SLU PER PARATIE – Circolare attuativa

• Metodi pseudostatici

• Combinazione 1 per le verifiche strutturali• Combinazione 2 per le verifiche geotecniche

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

• Combinazione 2 per le verifiche geotecniche

• Spostamento us:• Massimo spostamento ritenuto ammissibile da progettista• Spostamento critico per meccanismi fragili

Da cosa deriva il coefficiente α?

Prima domanda

(z,t)a

H

asincronicità a (z,t)

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

S

H

all’aumentare della deformabilità:λ =vs/f diminuisce → moto asincrono → S diminuisce

ag

Metodo di Steedman e Zeng (1990)

HW

hQ

dQh

a (z,t)0.4

0.6 kh = 0.35

kh = 0.25

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

aE2

aE 21

KHS ⋅⋅= γ

Sae ϕ

αR'

VS

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1H/(TVs) = H/λ

0

0.2

0.4

Ka

E kh = 0.15

ϕ' = 33°δ = ϕ'/3

definizione di un’accelerazione pseudostatica equivalentekh eq = a · kh maxda utilizzare nel metodo di M.O.

estensione del metodo di Steedman & Zeng (1990)

1

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

0 0.4 0.8 1.2 1.6

H/λ

0

0.2

0.4

0.6

0.8

α =

khe

q /

khm

ax

estensione del metodo di Steedman & Zeng (1990)

analisi di risposta sismica 1-DamaxTm

a(t) azione sismica assimilata a una sollecitazione armonica di periodo

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Tm

Gsec → vseq

l = vseq Tm

keq = f(H/l) → KaE

nonlinearità

∑ ⋅=

′=

ii

iii

C

fC

fT

2

2

mm

11

sollecitazione armonica di periodo medio (Rathje et al. 1998)

(Callisto, 2007)

applicazione a eventi sismici italiani ecategorie di sottosuolo NTC

0.8

1

0.8

1.0

1.2

sottosuolo di tipo A

BC

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

0 0.4 0.8 1.2

H/λ

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50H (m)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

α

BCD

Da cosa deriva il coefficiente β?

Seconda domanda

incertezze → inviluppo dei massimi

b = ky/kh maxduttilità

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

0.2 0.4 0.6 0.8Ky/Kmax

1E-005

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

d (

m)

0.35g

u (m

)

ky/kh max

0 0.1 0.2 0.3us (m)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

β

Al variare dello SL si possono considerare diversi spostamenti ammissibili e, quindi, diversi valori di β

Possibilità di calibrare β per diversi SL

0.8

1

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

0 0.1 0.2 0.3us (m)

0

0.2

0.4

0.6

β

SLD SLV SLC Meramente indicativa

Con che spinte dimensionare strutturalmente le paratie?

Terza domanda

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

a c (

g) u

r (m

)

amax 0.5 g0.4 g0.3 g

amax=0.3g

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

5.0 5.5 6.0 6.5

L (m)

0

5.0 5.5 6.0 6.5

L (m)

0

40

80

120

160

Mm

ax

(kN

m/m

) F

a (

kN/m

)

M(amax=0.3g)

Fa(amax=0.3g)

H = 4 m

d

L

γ = 20 kN/m3

c' = 0 - φ' = 32° - δ = 20° max

c

kk

AeBu ⋅=

(Callisto e Aversa, 2008)

Ha senso l’indicazione di effettuare verifiche geot ecniche e strutturali rispettivamente con Combinazione 2 e 1?

Quarta domanda

DA1 – C2 DA1 – C1

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

L’indicazione potrebbe portare a gerarchia inversa

La verifica sismica è sempre quella dimensionante?

Quarta domanda

Condizioni sismiche Condizioni statiche

NTC (2008) - Problematiche Geotecniche Sismiche

Si ! A meno di sovraccarichi variabili molto rileva nti

• Eliminati i coefficienti parziali sulle caratteristiche di resistenza del terreno (γM = 1.00)

• Non vi è quindi più differenza per verifiche strutturali e geotecniche

Modifiche per verifiche sismiche di Paratie

• Si espliciterà maggiormente la richiesta di fare riferimento a gerarchia delle resistenze

CONCLUSIONI

• NTC meglio del precedente

• Permette di tenere conto meglio del comportamento delle opere

• Si inserisce in una logica dii progettazione prestazionale (PBD)

Modifiche alle NTC

• Si inserisce in una logica dii progettazione prestazionale (PBD)

• Modifiche proposte:• Semplificano la vita in condizioni statiche• Risolvono alcuni problemi sotto azioni sismiche• Sono più coerenti con gerarchia delle resistenze• Evitano sovradimensionamento sismico di muri di sostegno e

paratie