Opere di arredo autostradale - old.ording.roma.it · • viene definita per ciascuna tipologia di...

Opere di arredo autostradaleDispositivi antirumore e Strutture supporto segnaletica

cenni relativi alla progettazione strutturaleModulo 2 – dispositivi per la riduzione del rumore

Roma – 11-12 marzo 2016 Dr. Ing. Lucio Ferretti Torricelli

Inquadramento generale

Lucio Ferretti Torricelli 2Roma – 11-12 marzo 2016

• Dispositivi antirumore (barriere fonoassorbenti)• Inquadramento generale tipologie più ricorrenti

• Quadro normativo di riferimento• Concept strutturale

• Prestazioni non acustiche• Requisiti principali• Azioni di progetto• Scelta della tipologia di profilo

• Case Study – intervento antifonico• Normative di riferimento per la progettazione• Dati di base• Analisi dei carichi e combinazioni di carico• Calcolo delle sollecitazioni• Verifiche S.L.U. e S.L.E. montante

• resistenza• buckling laterale torsionale• deformabilità

• Verifica saldature• Verifica connessione di base

• Cenni sulla progettazione per tipologie• criteri• abaco dei montanti

Dispositivi per la riduzione del rumore - tipologie


• Dispositivo a mensola semplice• variabili:

• h montante• posizione del montante lungo l’intervento



• Dispositivo a mensola composta (con sbraccio)• variabili:

• h montante• posizione del montante lungo l’intervento• lunghezza e inclinazione mensola



• Dispositivo integrato con barriera di sicurezza



• Copertura antifonica

Normative di riferimento


Principali documenti di riferimento per la progettazione strutturale

• D.M. 14/01/2008 Nuove Norme tecniche per le costruzioni

• Circolare 2/02/2009 Istruzioni per l’applicazione delle Nuove Nome Tecniche sulle costruzioni

• C.N.R. DT 207-2008 Istruzioni per la valutazione degli effetti del vento sulle costruzioni

• EN 1794-1 Dispositivi per la riduzione del rumore – prestazioni non acustiche

In alternativa (*):

• Eurocodici• EN 1990• EN1991• EN 1992• EN 1993

• D.M. 31/07/2012 Approvazione delle appendici Nazionali recanti i parametri tecnici per l’applicazione degli Eurocodici

• Altre Istruzioni:

• Highways’ Agency – HA 66/95 «Enviromental Barriers – Technical requirements»• (*) nel rispetto del carattere di cogenza dei contenuti del D.M.

Eurocodici strutturali


• EN 1990-1 – Regole generali• EN1991-1-1: Azioni in generale

• EN1991-1-3: Carichi da neve

• EN 1991-1-4 : Azioni del vento

• EN1992-1-1: Regole generali e regole per gli edifici

• EN1993-1-1: Regole generali e regole per gli edifici

• EN 1993-1-5: Elementi strutturali a lastra

• EN 1993-1-8: Progettazione dei collegamenti

• EN 1993-1-9: Fatica

• EN 1993-1-10: Resilienza e proprietà attraverso lo spessore

• EN1997-1: Regole generali

• EN1997-2: Indagini nel sottosuolo

• EN1998-1: Regole generali

• EN1998-2: Resistenza sismica dei ponti

• EN 1998-5: Resistenza simica di elementi di fondazione e strutture di sostegno

Norme Tecniche 2008


1. Oggetto

2. Sicurezza e prestazioni attese

3. Azioni sulle costruzioni

3.1 Opere civili e industriali

3.2 Azioni sismiche

3.3 Azioni del vento

3.4 Azioni della temperatura

3.5 Azioni eccezionali

4. Costruzioni civili e industriali

4.1 Costruzioni di calcestruzzo

4.2 Costruzioni di acciaio

4.3 Costruzioni composte di acciaio-calcestruzzo

4.4 Costruzioni di legno

4.5 Costruzioni di muratura

5. Ponti

6. Progettazione Geotecnica

7. Progettazione per azioni sismiche

8. Costruzioni esistenti

9. Collaudo statico

10. Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo

11. Materiali e prodotti per uso strutturale

Dispositivi per la riduzione del rumore – requisiti di base


• Prestazioni non acustiche – principali requisiti• Resistenza/deformabilità nei confronti di:

• azioni di peso proprio e permanenti ed eventuali variabili (pannello e montante)• pressione del vento – EN 1794-1, A.2.1 (pannello e montanti)• pressione dinamica dei veicoli – EN 1794-1, A.2.2 (pannello e montanti)• azioni concentrate (urti localizzati) – EN 1794-1, cap. 4.3 (pannello)• proiezione della neve dai mezzi di servizio (pannello e montanti)

• Valutazione delle prestazioni• Resistenza: usuali criteri di resistenza per:

• membrature metalliche• connessioni• fondazioni

• Deformabiltà:• max δy = h/150 massima freccia orizzontale del dispositivo (altezza mensola semplice)• maz δz = Ls/300 massima freccia orizzontale del dispositivo (sbraccio del dispositivo composto)

• Per barriere integrate• i requisiti sotto l’effetto dell’urto sono definiti secondo EN 1317-2• in aggiunta, devono valere i criteri prestazionali previsti da EN 1794 relativamente alla condizione di servizio

Dispositivi per la riduzione del rumore – requisiti di base


• Prestazioni non acustiche – principali requisiti• Barriere integrate

• Soddisfacimento dei requisiti di base di alcune barriere commerciali

conforme per def. + res.

NON conforme per deformabiltà

NON conforme per def. + res.

Dispositivi per la riduzione del rumore – azioni di progetto


• Fw - Forze statiche indotte dal vento• EN 1991-1-4 + NAD / CNR DT 207/2004

• Formulazione generale per la valutazione delle pressioni indotte dal ventofw = cscd qp (ze) x cp,net

• qp (ze) = valore di picco della pressione dinamica alla quota di riferimento ze (EN 1991-1-4, cap.4)• tiene conto dell’orografica del luogo

• cscd = fattore di struttura (cap. 6)• tiene conto delle proprietà dinamiche (cd) e dell’estensione dell’oggetto investito dal vento (cs)

• per mensole comuni è generalmente = 1

• cp,net coefficiente di pressione netta (En 1991-1-4. cap. 7.4.2)• dipende dalla tipologia e configurazione dell’oggetto investito dal vento

• EN 1991-1-4 prospetto 5.1.:procedura generale per il calcolo per azioni del vento• da contestualizzare a seconda della tipologia dell’oggetto investito dal vento



• Valore di picco della pressione del vento

qp (z) = ce(z) qb• fattori di base che governano il valore di qp(z)

• zona sito (localizzazione geografica)• categoria di esposizione del sito• classe di rugosità• quota altimetrica di sommità (ze)

Tab. A1 N.A.D.

Zona vb0 a0 k0 Regione

1 25 1000 0.010 Valle d'Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino Alto Adige, Veneto, Friuli Venezia Giulia (con l'eccezione della prov. Di Trieste)

2 25 750 0.015 Emilia Romagna

3 27 500 0.020 Toscana, Marche, Umbria, Lazio, Abruzzo, Molise, Campania, Puglia, Basilicata, Calabria (esclusa la prov. di Reggio Calabria)

4 28 500 0.020 Sicilia e prov. di Reggio Calabria

5 28 750 0.015 Sardegna (zona a oriente della retta congiungente Capo Teulada con l'isola della Maddalena)

6 28 500 0.020 Sardegna (zona a occidente della retta congiungente Capo Teulada con l'isola della Maddalena)

7 28 1000 0.015 Liguria

8 30 1500 0.010 Provincia di Trieste

9 31 500 0.020 Isole (con l'eccezione di Sicilia e Sardegna) e mare aperto

A Aree urbane in cui almeno il 15% della superficie sia coperto da edifici la cui altezza media superi i 15 m

B Aree urbane (non di classe A), suburbane, industriali e boschive

C Aree con vegetazione bassa come erba e ostacoli isolati (alberi, edifici) separati da una distanza pari almeno a 20 volte l’altezza degli ostacoli.

D Aree prive di ostacoli (aperta campagna, aeroporti, aree agricole, pascoli, zone paludose o sabbiose, superfici innevate o ghiacciate, mare, laghi, …..)

Classi di rugosità secondo NAD EN 1991-1-4

Parametri generali e tabelle di riferimento

tabelle parametri di base



• Individuazione della classe di rugosità (EN 1991-1-4, annex A1 / NAD)

categoria Ccategoria A

categoria B

categoria «0» (non esplicitamente contemplata dal NAD)

categoria D

• A valle dell’individuazione della classe di rugosità discende:• l’individuazione della categoria di esposizione• l’individuazione delle quote z0 e zmin

• il coefficiente i rugosità cr = kr ln z/z0 per z > zmin

cr = cr (zmin) per z < zmin



• Quota di riferimento (ze)• la quota i riferimento influisce in maniera decisa sull’intensità della pressione del vento• viene definita per ciascuna tipologia di oggetto investito da vento (cap. 7) EN 1991-1-4• per la valutazione degli effetti globali, per i dispositivi antirumore: ze = zmax

Barriera su opera:ze = hm + HFOA per vento proveniente da esterno stradaze = HFOA per vento proveniente da interno strada

Barriera «a terra»:ze = HFOA

Esempio: F.O.A. H 5 m montata su muro h 4 mze,i = 5. 0 qb,i(5.0) = 879.05 kN/m2

ze,e = 9.0 m qb,e(9.0) = 1041.45 kN/m2



• Coefficiente di pressione cp,net• Determinazione del valore cp,net, cap. 7.4. «Pareti isolate e parapetti»• L = lunghezza complessiva dello sviluppo della parete• h = altezza della parete

• coefficiente variabile in funzione della distanza dal limite intervento (effetti di bordo)



• Pressione del vento fw• intervento L = 120 m• 3 ≤ h ≤ 7 m• zona 1• cat. sito III• quota sito 52 m s.l.m.• Tr = 50 anni



• Azione del vento per verifiche a fatica fw

• EN 1991-1-4, annex B3• Numero di cicli Ng per cui viene raggiunta o superata una data

percentuale dell’azione del vento massima ∆s/sk (con Tr = 50 anni)

• E’ pertanto possibile derivare da questa relazione uno spettro di ∆ di tensione.• Individuare il numero di cicli corrispondenti ad una data percentuale di intensità

di vento ∆s/sk, rapportata al massimo atteso in 50 anni.

• Spettro ottenuto discretizzando la curva B.3 in un numero finito di intervalli

0102030405060708090

8.22E+00

2.60E+01

8.22E+01

2.60E+02

8.22E+02

2.60E+03

8.22E+03

2.60E+04

8.22E+04

2.60E+05

8.22E+05

2.60E+06

8.22E+06

2.60E+07

8.22E+07

Spettro dell'intervallo di variazione delle tensioni(EN 1993-1-9; A.6)

Delta S/Sk - ni



• Azione del vento per verifiche a fatica fw

• Regola di Miner (cumulazione del danno) EN 1993-1-9

• γMf = 1.3 metodo «safe life» (EN 1993-1-9)• γFf = 1• ni = numero di cicli di un dato ∆σ

• Ni = numero di cicli ∆σ che portano a collasso il dettaglio

0.1=≤××

∑ di

FfMfi DN

n γγ

• curva di Woheler del generico dettaglio

• Verifica positiva se:


• Passi di verifica• Scelta categoria dettaglio da EN 1993-1-9

• Calcolo ∆σ per vento caratteristico σk,w = ∆σk,w

• Calcolo NR,i a collasso di fatica per ciascun intervallo di discretizzazzione dello spettro di carico

• Calcolo danno, attraverso la sommatoria di nri/NRi ed applicazione dei coefficienti di sicurezza

NRi

∆σi

tensioni per azioni caratteristiche

EN 1993-1-9 – tab. 8

sommatoria estesa a tutti gi intervalli di discretizzazione della curva ∆S/Sk

punti curva Whoeler dettaglio

spettro di carico




• Sovrapressione dinamica veicoli (EN 1794-1 – annex A.2.2)• Pressione normale dipendente da:

• velocità dei veicoli• distanza dell’installazione

valori suggeriti: A.2.2. – note a), b), c)

d (m) q (N /m 2) v (km/h)1 650 1003 800 120

d (m) q (N /m 2) v (km/h)1 1500 100

all'aperto

in ga lleria

N.B. Azione NON concomitante al vento. => generalmente non dimensionante per il montante

esempio di calcolo: FOA, distanza 3 m da p.viabilemassima azione per sovrappressione dinamica in base montante

h var. 2 => 7 m

H FOA TIPO f_aerod V_aerod M_aerod

[N/m] [N] [Nm]2.00 m Standard 3200 6400 64003.00 m Standard 3200 9600 144003.50 m Standard 3200 11200 19600

3.50 m Standard 3200 11200 196003.50 m Integrata 1800 6300 110254.00 m Standard 3200 12800 256004.50 m Standard 3200 14400 324005.00 m Standard 3200 16000 400006.00 m Standard 3200 19200 576007.00 m Standard 3200 22400 78400



• Carico rimozione della neve (EN 1794-1, cap. 4.5 – annex E)• Azione concentrata sul pannello, dipendente da:

• velocità dei mezzi antineve• distanza dell’installazione

F 15 000 [N]

b_rn (COSTANTE) 2.00 [m]

h_rn (COSTANTE) 2.00 [m]

A 4.00 [m²]

h dislivello 0.00 [m]

h forzante (COSTANTE) 1.50 [m]

h tot Forzante 1.50 [m]

V_rim.neve 15 000 [N]

M_rim.neve 22 500 [Nm]

esempio di calcolo: FOA, h qualunque, distanza 3 m da piano viabilemassima azione per rimozione neve in base montante

N.B. Azione NON concomitante al vento. => generalmente non dimensionante per il montante



• qs,k – azione «diretta» della neve (rif. NTC2008, cap. 3.4 / EN1991-1-3 + NAD)

qs,k = µi CeCt sk sk• sk = val. car. neve al suolo• µe = coefficiente di forma (tipo/inclinazione falda)• Ce = coefficiente di esposizione• Ct = coefficiente termico = 1 (NAD)• N.B.: gifniciativo solo per barriere composte e/o copertura antifoniche

Ce - EN 1991-1-3 cap. 5.2(7) tab. 5.1 + NAD

zona coeff. esp.B 0.9N 1R 1.1

• Esempio• barriera con sbraccio

• zona alpina 1A

• cond. topografiche «N»

• incl. falda 45° => µ1 = 0.4• sk = 1.5 kN/m2

• qsk = 0.6 kN/m2

carico neve al suoloEN 1991-1-3 - Annex C - modificato da NAD con mappa nazionale

zona qsk capoluogo

1a 1.50Aosta, Belluno, Bergamo, Biella, Bolzano, Brescia, Como, Cuneo, Lecco, Pordenone, Sondrio, Torino, Trento, Udine, Verbania, Vercelli, Vicenza:

1m 1.50Alessandria, Ancona, Asti, Bologna, Cremona, Forlì-Cesena, Lodi, Milano, Modena, Novara, Parma, Pavia, Pesaro e Urbino, Piacenza, Ravenna, Reggio Emilia, Rimini, Treviso, Varese:

2 1.00

Arezzo, Ascoli Piceno, Bari, Campobasso, Chieti, Ferrara, Firenze, Foggia, Genova, Gorizia, Imperia, Isernia, La Spezia, Lucca, Macerata, Mantova, Massa Carrara, Padova, Perugia, Pescara, Pistoia, Prato, Rovigo, Savona, Teramo, Trieste, Venezia, Verona:

3 0.60

Agrigento, Avellino, Benevento, Brindisi, Cagliari, Caltanisetta, Carbonia-Iglesias, Caserta, Catania, Catanzaro, Cosenza, Crotone, Enna, Frosinone, Grosseto, L’Aquila, Latina, Lecce, Livorno, Matera, Medio Campidano, Messina, Napoli, Nuoro, Ogliastra Olbia-Tempio, Oristano, Palermo, Pisa, Potenza, Ragusa, Reggio Calabria, Rieti, Roma, Salerno, Sassari, Siena, Siracusa, Taranto, Terni, Trapani, Vibo Valentia, Viterbo:


• Dispositivi a mensola: scelta del tipo di montante

• Caratteristiche• elevata rigidezza flessionale• ridotto ingombro • simmetria del profilo

Dispositivi per la riduzione del rumore

• Profilo scatolari tondo

• Profilo serie HE o IPE


• Combinazioni di carico (NTC08 cap. 2.5 / 2.6, tab. 2.5.I / tab. 2.6.I / EN 1990 cap. 6.5 - annex A1)

• S.L.U. - STR (*)• Fw leading (vento dominante)• S = 1.3 S(gk1,2) + 1.5xS(Fw) + 1.5 x 0.5 x S(qs,k)

• qsk leading (neve dominante)• S = 1.3 S(gk1,2) + 1.5 x S(qs,k) + 0.6 x 1.5xS(Fw)

• S.L.U. – GEO (*)• Fw leading (vento dominante)• S = 1.0 S(gk1,2) + 1.3 x S(Fw) + 1.3 x 0.5 x S(qs,k)

• qsk leading (neve dominante) (*)• S = 1.0 S(gk1,2) + 1.3xS(qs,k) + 1.3x0.6xS(Fw)• Per verifica fondazioni

• S.L.E. caratteristica (*)• Fw leading (vento dominante)• S = S(gk1,2) + S(Fw) + 0.5 S(qs,k)

• qsk leading (neve dominante)• S = S(gk1,2) + S(qs,k) + 0.6 x S(Fw)

• (S.L.E. , frequente) (*)• Fw leading (vento dominante)• S = S(gk1,2) + 0.2 S(Fw)

• qsk leading (neve dominante)• S = S(gk1,2) + 0.2 S(qs,k) + 0.2 S(Fw)

Dispositivi per la riduzione del rumore – Combinazioni di carico

• (Sisma)• S = S(gk1,2) + S(Ed)

• S.L.Fatica• ∆σ calcolato sulla base di:• S = 1.0 S(gk1,2) + 1.0xS(S(Fw,fat)

equivalente considerare il solo contributo del vento per calcolo di ∆σ

(*) caso di installazione a quota < 1000 m s.l.m.

A Aree urbane in cui almeno il 15% della superficie sia coperto da edifici la cui altezza media superi i 15 m

B Aree urbane (non di classe A), suburbane, industriali e boschive

C Aree con vegetazione bassa come erba e ostacoli isolati (alberi, edifici) separati da una distanza pari almeno a 20 volte l’altezza degli ostacoli.

D Aree prive di ostacoli (aperta campagna, aeroporti, aree agricole, pascoli, zone paludose o sabbiose, superfici innevate o ghiacciate, mare, laghi, …..)

Classi di rugosità secondo NAD EN 1991-1-4

Case Study – intervento F.O.A.


• Case study – intervento FOA su A27 Mestre-Belluno

• Dati di base• zona 1• classe di rugosità III• progressive inizio-fine intervento (cfr. tabella)• altezza dispositivo 3 => 5 m (cfr. tabella)• altezza rilevato/muro 0 => 8 m• interasse dei montanti 3 => 4 m

• in funzione della posizione rispetto al bordo

Mic

ro

Inte

rven

to

Inte

rven

to

elem

enta

re

Aut

ostr

ada

Carr

eggi

ata

Lato DA A

Lunghezza totale gruppo [m]

Lunghezzamicro intervento

[m]

Lungh. interv.elementare [m]

Altezza[m]

interasse[m]

Rilevato[m]

Montata Fondazione FOA RIL.

BX-a A27 N Dx 31+204.24 31+216.24 12.00 3 3.00 7.00 su bordo strada fondazione 3.00_bordo Rilevato_6.0÷8.0BX-b A27 N Dx 31+216.24 31+288.24 72.00 3 4.00 7.00 su bordo strada fondazione 3.00_corrente Rilevato_6.0÷8.0B1-a A27 N Dx 31+288.24 31+572.24 284.00 5 4.00 6.10 su bordo strada fondazione 5.00_corrente Rilevato_6.0÷8.0B1-b A27 N Dx 31+572.24 31+593.24 21.00 5 3.00 3.00 su bordo strada fondazione 5.00_bordo Rilevato_2.5÷6.0B2-a A27 N Dx 00+457.78 00+478.78 21.00 5 3.00 2.40 su bordo strada fondazione 5.00_bordo Rilevato_0.0÷2.5B2-b A27 N Dx 00+478.78 00+562.78 84.00 5 4.00 2.40 su bordo strada fondazione 5.00_corrente Rilevato_0.0÷2.5B2-c A27 N Dx 00+562.78 00+583.78 21.00 5 3.00 2.10 su bordo strada fondazione 5.00_bordo Rilevato_0.0÷2.5B3-a A27 S Dx 00+274.50 00+286.50 12.00 3 3.00 1.70 su bordo strada fondazione 3.00_bordo Rilevato_0.0÷2.5B3-b A27 S Dx 00+286.50 00+430.50 144.00 3 4.00 1.50 su bordo strada fondazione 3.00_corrente Rilevato_0.0÷2.5B3-c A27 S Dx 00+430.50 00+442.50 12.00 3 3.00 1.50 su bordo strada fondazione 3.00_bordo Rilevato_0.0÷2.5

Chilometrica autostrada

Caratteristiche intevento

84.00

B1

BX

B2

B3

126.00

168.00

305.00389.00

126.00

168.00



• Case study – intervento FOA su A27 Mestre-Belluno

• Rappresentazione grafica scalatura altezze• Altezza Dispositivo• Altezza complessiva (H FOA + H rilevato)• Progressive inizio-fine intervento



• Case study – intervento FOA su A27 Mestre-Belluno• Semplificazioni introdotte per snellire l’implementazione dei dati di base:

• 2 zone lungo lo sviluppo longitudinale:• zona «bordo (zona B)»: per 0 ≤ d ≤ 4 h cp,net = 2.1 interasse montanti i = 3 m• zona «corrente (zona D)»: d > 4 h cp,net = 1.2 interasse montanti i = 4 m

• si tiene conto dell’altezza di rilevato assumendo:• rilevati con h fino a 2.50 m: ze = hFOA + 2.50• rilevati con 2.5 ≤ h ≤ 6 : ze = hFOA + 6• rilevati con 6 ≤ h ≤ 8: : ze = hFOA + 8

bordo corrente



• Tipologie montanti• montanti metallici serie HE

• FOA H 3 m – bordo e corrente• HE 160A

• FOA H 5 m - corrente• HE 220A

• FOA H 5 m - bordo• HE 240A

• tipologie pannello• pannello antifonico in alluminio• pannello trasparente (PMMA)

dettagli piastre e testa montante



• Dettagli strutturali



• Calcolo sollecitazioni base montanti• Carichi di peso proprio (gk1)

• Peso montante• HE160A – H 3 m gk,netto = 0.3 kN/m/montante• HE220A – H 5 m gk,netto = 0.51 kN/m/montante• HE260A – H 5 m gk,netto = 0.6 kN/m/montante

• Peso piastrame e accessori• + 5 % peso netto

• Peso pannelli• lastra cls (0.15x0.5 m) gk,netto = 1.875 kN/m• panelli fonassorbenti gk,netto = 0.5 kN/m2

MEd

VEd

NEd



• Calcolo sollecitazioni base montanti• Carichi variabili

• effetto del vento - fw

• effetto della sovrapressione dinamica veicoli • effetto della proiezione neve

N.B.: contributi NON concomitanti



• Calcolo sollecitazioni base montanti

• Azioni sismiche• Vn 50 anni• cl uso IV• VR 100 anni• ag = 0.256 g• cat. top. T1• suolo C• Ss 1• ST 1

• Calcolo semplificato periodo proprio mensola (cfr. NTC08 7.3.3.2):

• (k L)2 = 3.516• T1 = 1/2 π / ω• µ = massa distribuita

• Le azioni sismiche risultano molto minori delle azioni da vento caratteristico

Case Study – intervento F.O.A. – Sollecitazioni di verifica


• Sollecitazioni base montante per i vari S.L.

• Si rileva che l’azione del vento risulta dominante in tutti i casi ad eccezione di:• FOA H 3 m zona bordo• FOA H 3 m zona corrente, rilevato fino a 2.5 m

Case Study – intervento F.O.A. – Sollecitazioni di verifica


• Sollecitazioni per verifiche montanti e fondazioni

• Combinazioni non prese in esame (scarsamente significative per il caso in esame):• Sisma• S.L. frequente

Case Study – intervento F.O.A. - Cross section checks


• Verifiche di resistenza S.L.U. - EN 1993-1-1

Case Study – intervento F.O.A. – Verifiche di resistenza


• Verifiche di resistenza S.L.U. • Classificazione sezione (EN 1993-1-1, cap. 5)

• Dato lo scarso contributo dell’azione assiale, è possibile riferirsi direttamente al caso di flessione semplice ai fini dell’individuazione della classe

• classe minima = 1 => è ammessa analisi plastica



• Proprietà resistenti delle sezioni• Npl = A fy/γM0

• Mpl = Wpl fy/γM0

• Vpl = Av fy/γM0 /√3

• fy = 275 MPa (acciaio S275)

• γm0 = 1.05

• Verifiche di resistenza S.L.U. • S.L.U. - tensioni normali e taglio (EN 1993-1-1) cap. 5

• Tensioni normali• η1 = NEd/Npl,Rd + My,Ed/Mply,Rd ≤ 1 EN 1993-1-1 cap. 6.2.1.(7)• Taglio• η3 = VEd/Vpl,Rd ≤ 1 EN 1993-1-1 cap. 6.2.6.• Controllo interazione N - M / V EN 1993-1-1 cap. 6.2.8.(2)



• Rapporti di sfruttamento S.L.U.

• Tensioni normali N-M

• Tensioni taglianti V

• Interazione N-M / V• VEd < 0.5 Vpl,Rd | Assenza di shear buckling => NO interazione N-M / V

Sezione verificata



• Verifica di stabilità flesso torsionale S.L.U. EN 1993-1-1 6.3.2.• Il profilo impiegato è potenzialmente prono a fenomeni di instabilità flesso torsionale

• MEd/MB,Rd ≤ 1

• Mb,Rd = χLT x Wy x fy / γM1

• . fattore di riduzione per instabilità

• .

• . snellezza adimensionalizzata per instaiblità laterale

• Mcr = momento critico elastico della mensola per instabilità laterale torsionale

fattori di imperfezione (tab.6.3)

impiego dei fattori di imperfezione (tab. 6.4)

fattore di riduzione (fig. 6.4)

Instabilizzazione laterale mensola (LTBeam)



• Verifica di stabilità flesso torsionale S.L.U.• Calcolo di Mcr in forma chiusa

• . ENV 1993-1-1, appendice F

• costante di ingobbamento• zg = ordinata di posizione del carico lungo l’anima• Jz = inerzia attorno all’asse debole• k = fattore di lunghezza efficace relativo alla rotazione di un estremo nel piano• kw = fattore di lunghezza efficace relativo all’ingobbamento di un estremo nel piano• C1, C2 = fattori di posizione del carico

• .

• In alternativa• calcolo elementi finiti• tool Elementi Finiti «LTBeam» elaborato da CTICM: «Centre Technique Industriel de la Construction Metallique»

Carico C1 C2

Carico alla flangia superiore Carico alla flangia inferiore

CONCENTRATO 2.462 / (1+K²)0.5 + + 2.383 / (1+K²)0.5

0.380 + 2.092 x K + - 0.318 x K²

0.512 + 0.370 x K + - 0.033 x K²

DISTRIBUITO 3.962 / (1+K²)0.5 + + 5.531 x K / (1+K²)0.5

1.130 + 1.539 x K + - 0.176 x K²

1.049 + 0.234 x K + - 0.020 x K²

posizione del carico lungo l’anima

calcolo di C1 e C2

! NON presente nelle attuali EN 1993



• Verifica di stabilità flesso torsionale S.L.U.

Rapporti di sfruttamento S.L.U. inclusi effetti stabilità laterale torsionale

Verifiche con formulazione «chiusa»

Verifiche con programma E.F. (LTBeam)

Mcr = 515 kNm Mcr = 829 kNm Mcr = 1245 kNm

HE 160 A Lcr 3 000 [mm]

E 210 000 [N/mm²]

J min 6 156 000 [mm^4]

Jω 31 410 000 000 [mm^6]

H sez 152 [mm]

tf 9 [mm]

G 80 769 [N/mm²]

JT 121 900 [mm^4]

K 0.858 [-]

C1 6.608 [-]

C2 1.235 [-]

k 2 [-]

kw 1 [-]

zg 0 [mm]

Mcr 514 153 [Nm]

HE 240 A Lcr 5 000 [mm]

E 210 000 [N/mm²]

J min 27 690 000 [mm^4]

Jω 328 500 000 000 [mm^6]

H sez 230 [mm]

tf 12 [mm]

G 80 769 [N/mm²]

JT 415 500 [mm^4]

K 0.902 [-]

C1 6.646 [-]

C2 1.244 [-]

k 2 [-]

kw 1 [-]

zg 0 [mm]

Mcr 1 241 433 [Nm]

HE 220 A Lcr 5 000 [mm]

E 210 000 [N/mm²]

J min 19 550 000 [mm^4]

Jω 193 300 000 000 [mm^6]

H sez 210 [mm]

tf 11 [mm]

G 80 769 [N/mm²]

JT 284 600 [mm^4]

K 0.835 [-]

C1 6.587 [-]

C2 1.231 [-]

k 2 [-]

kw 1 [-]

zg 0 [mm]

Mcr 828 141 [Nm]



• fy = 275 MPa (acciaio S275)

• γm,ser = 1

• Verifiche di resistenza S.L.E. • S.L.E. - tensioni normali – EN 1993-1-1 cap. 7

• σid < fy/γM,ser controllo limitazione tensione ideale di Von Mises• σid = √(σ2 + 3τ2)

• N.B. Questa verifica assume significato qualora la sezione sia fortemente sfruttata plasticamente allo S.L.U.



• Verifiche di deformabilità S.L.E.

• δy,w = 1/8 Fw HFOA4 /EJ

• Verifiche soddisfatte



• Verifica unioni saldate (S.L.U.) • Saldatura piastra di base

• Metodo «direzionale» - NTC2008 4.2.8.2.4. / EN 1993-1-8 cap. 5.4.3• scomposizione tensioni lungo la sez. di gola nella effettiva posizione

• βw = fattore di correlazione (tabella)• fu = tensione di rottura del più debole degli elementi collegati (S275 => fu = 430 MPa• γM2 = 1.25coefficiente di sicurezza lato resistenze

• in alternativa: scomposizione e verifica tensioni lungo la sezione di gola ribaltata su uno dei due piani

• fy = tensione di snervamento del più debole degli elementi collegati (S275 => fy = 275 MPa)

scomposizione tensioni sez. gola cordone

NTC2008 – tab. 4.2.XIV

EN 1993-1-8 – tab. 4.1



• Verifica unioni saldate (S.L.U.) • Saldatura piastra di base – verifica dei cordoni di saldatura

• metodo direzionale• scomposizione tensioni normali σN lungo la sezione di gola

• σ┴ = σN √2• τ ┴ = σN √2• τ// = τ• σcf = 430/(0.85 x 1.25) = 404.75 MPa

• σN = tensioni valutate considerando quale sezione resistente quella della sez. di gola• amin = 0.5 t1 => minima sezione di gola = t/2

σ┴

σN

τ┴



• Verifica unioni saldate (S.L.U.) • Saldatura piastra di base – verifica dei cordoni di saldatura

• metodo NTC2008• scomposizione tensioni normali σN lungo la sezione di gola ribaltata su uno dei due lati dell’unione

• n┴ = σN

• τ// = t• σcf = 0.7x275 = 192.75 MPa

• σN = tensioni valutate considerando quale sezione resistente quella della sez. di gola• amin = 0.5 t1 => minima sezione di gola = t/2

n┴

• Il metodo NTC2008 si rileva leggermente più conservativo



• Connessione piastra di base• Calcolo ancoraggi• Verifica lamiera piastra di base



• Connessione piastra di base• Calcolo ancoraggi

• pressione sottopiastra• azioni nei gambi dei tirafondi

• Verifica a flessione sezione A-A

Schematizzazione quadro tensionale

• Calcolo pressioni sottopiastra e trazioni tirafondi• Ipotesi (semplificate):

• distribuzione lineare delle tensioni• flessione semplice (NEd < 5 % Npl,RD)

• . posizione a.n.

• . max. pressione cls

• . trazione nei gambi tirafondi

⋅⋅⋅

++−⋅

=s

s

Andb

bAnx 211

−⋅⋅

⋅=

3

2xdbx

Mcσ

−⋅= 1

xdn cs σσ

• Caratteristiche materiali (EN1993-1-8 cap. 3 / NTC08 cap. 11)

• Tirafondi• cl. 8.8

• fyb = 640 MPa

• fub = 800 MPa

• γM2 = 1.25

• Piastra• S275

A

A



• Connessione piastra di base• Calcolo ancoraggi

• pressione sottopiastra• azioni nei gambi dei tirafondi

• Verifica a flessione sezione A-A

Famiglia Montante x_piastra sigc_piastra sigs_piastra V_compr M_compr V_teso M_teso Interventi particolari interessati[mm] [N/mm²] [N/mm²] [N] [Nm] [N] [Nm]

3.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 62 -10.4 247.8 116 695 9 711 116 695 6 302 B3-a, B3-cRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 62 -11.5 274.2 129 156 10 748 129 156 6 974 BX-a

3.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 62 -10.4 247.8 116 695 9 711 116 695 6 302 B3-bRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 62 -10.4 247.8 116 695 9 711 116 695 6 302 BX-b

5.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 240 A 94 -11.9 240.9 255 069 21 383 255 069 16 579 B2-a, B2-cRilevato_2.5÷6.0 HE 240 A 94 -13.3 271.1 287 093 24 067 287 093 18 661 B1-b

5.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 220 A 80 -9.7 242.4 178 199 17 547 178 199 13 365 B2-bRilevato_6.0÷8.0 HE 220 A 80 -11.5 286.6 210 666 20 744 210 666 15 800 B1-a

Altezzamontante

Lunghezza liberatirafondo

Diametrotirafondo

Diametrorosetta

Spessorerosetta

Tensionedi pretiro

Coppia di serraggio

Famiglia Montante Hm H dt dR s sig pre M serr Interventi particolari interessati[m] [mm] [mm] [mm] [mm] [N/mm²] [Nm]

3.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3.00 400 16 120 15 407.27 164 B3-a, B3-cRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 3.00 400 16 120 15 407.27 164 BX-a

3.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3.00 400 16 120 15 407.27 164 B3-bRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 3.00 400 16 120 15 407.27 164 BX-b

5.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 240 A 5.00 400 24 150 15 407.27 552 B2-a, B2-cRilevato_2.5÷6.0 HE 240 A 5.00 400 24 150 15 407.27 552 B1-b

5.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 220 A 5.00 400 20 150 15 407.27 319 B2-bRilevato_6.0÷8.0 HE 220 A 5.00 400 20 150 15 407.27 319 B1-a

TABELLA TIRAFONDI

Altezzamontante

Interassenontante

Larghezzapiastra

Lunghezzapiastra

Spessorepiastra

Foro supiastra

Larghezzamontante

Lunghezzamontante

Altezza piattidi irrigidimento

Spessore piattidi irrigidimento

Famiglia Montante Hm i A B sp Ø Ha Hb H L1 L2 sp_irr Interventi particolari interessati[m] [m] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

3.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3.00 3.00 360 360 30 17 160 152 180 84 80 9 B3-a, B3-cRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 3.00 3.00 360 360 30 17 160 152 180 84 80 9 BX-a

3.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3.00 4.00 360 360 25 17 160 152 180 84 80 9 B3-bRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 3.00 4.00 360 360 25 17 160 152 180 84 80 9 BX-b

5.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 240 A 5.00 3.00 460 460 40 25.5 240 230 180 95 90 12 B2-a, B2-cRilevato_2.5÷6.0 HE 240 A 5.00 3.00 460 460 40 25.5 240 230 180 95 90 12 B1-b

5.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 220 A 5.00 4.00 460 460 35 21 220 210 180 105 100 11 B2-bRilevato_6.0÷8.0 HE 220 A 5.00 4.00 460 460 35 21 220 210 180 105 100 11 B1-a

TABELLA MONTANTI EPIASTRE

Lunghezza piattiirrigidimento

caratteristiche dimensionali piastra e ancoraggi per ciascuna tipologia di montante

tensioni (MPa) tirafondi e calcestruzzo• Verifica lim. tensioni (approccio semplificato):

• Calcestruzzo• σc < fck/γc (da distr. lineare)

• Acciaio piastra• σs < fyd/γM0 (da distr. lineare)



• Verifica tirafondi (EN 1993-1-8 / NTC08)• Shear resistance (taglio): Fv,Ed/Fv,Rd ≤ 1• Bearing resistance (rifollamento): Fv,Ed/Fb,Rd ≤ 1• Tension resistance (trazione): Ft,Ed/Ft,Rd ≤ 1

• Combined Shear/Tension FvEd/Fv,Rd + Ft,Ed/(1.4 Ft,Rd) ≤ 1

• Punching shear (punzonamento piastra)

EN 1993-1-8 tab. 3.4

Famiglia Montante FtEd FtRd BpRd FtRd_min ver_Ft Interventi particolari interessati[N] [N] [N] [N] [%]

3.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 63 942 90 432 311 244 90 432 70.7% B3-a, B3-cRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 63 942 90 432 311 244 90 432 70.7% BX-a

3.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 63 942 90 432 259 370 90 432 70.7% B3-bRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 63 942 90 432 259 370 90 432 70.7% BX-b

5.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 240 A 143 767 203 328 622 488 203 328 70.7% B2-a, B2-cRilevato_2.5÷6.0 HE 240 A 143 767 203 328 622 488 203 328 70.7% B1-b

5.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 220 A 99 782 141 120 453 897 141 120 70.7% B2-bRilevato_6.0÷8.0 HE 220 A 99 782 141 120 453 897 141 120 70.7% B1-a

Famiglia Montante FvEd FvRd ver_Fv ver_TeV Interventi particolari interessati[N] [N] [%] [%]

3.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3 750 60 288 6.2% 56.7% B3-a, B3-cRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 4 150 60 288 6.9% 57.4% BX-a

3.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 160 A 3 750 60 288 6.2% 56.7% B3-bRilevato_6.0÷8.0 HE 160 A 3 750 60 288 6.2% 56.7% BX-b

5.00_bordo -Rilevato_0.0÷2.5 HE 240 A 6 442 135 552 4.8% 55.3% B2-a, B2-cRilevato_2.5÷6.0 HE 240 A 7 251 135 552 5.3% 55.9% B1-b

5.00_corrente -Rilevato_0.0÷2.5 HE 220 A 4 556 94 080 4.8% 55.3% B2-bRilevato_6.0÷8.0 HE 220 A 5 386 94 080 5.7% 56.2% B1-a



• Azioni in fondazione• Azioni in fondazione• A seconda dell’arrangiamento della fondazione, le sollecitazioni trasmesse dalle FOA possono essere trattate

in termini di:• azioni distribuite, per unità di lunghezza (in funzione del passo dei montanti)• azioni concentrate in corrispondenza di ciascuna piantana



• Azioni in fondazione• A seconda dell’arrangiamento della fondazione, le sollecitazioni vengono fornite in termini di:• Azioni distribuite, per unità di lunghezza (in funzione del passo dei montanti)• Azioni concentrate in corrispondenza di ciascuna piantana

FOA STATO LIMITE N

[kN/palo] M

[kNm/palo] V

[kN/palo]

1

SLU (A1) 129.40 72.22 24.90

SLE Rara 99.54 48.14 16.60

SLE (Vento) 99.54 46.84 16.15

SLE (No vento) 99.54 0.00 0.00

2

SLU (A1) 172.14 65.25 22.50

SLE Rara 132.41 43.50 15.00

SLE (Vento) 132.41 35.69 12.31

SLE (No vento) 132.41 0.00 0.00

3

SLU (A1) 136.03 169.67 43.50

SLE Rara 104.64 113.11 29.00

SLE (Vento) 104.64 104.99 26.92

SLE (No vento) 104.64 0.00 0.00

4

SLU (A1) 179.43 126.02 32.31

SLE Rara 138.03 84.01 21.54

SLE (Vento) 138.03 84.01 21.54

SLE (No vento) 138.03 0.00 0.00

- FOA 1 (hpannello=3m; bordo; hrilevato = 7.0m):pali lunghezza L = 7.0m; interasse i = 3.0m

- FOA 2 (hpannello=3m; corrente; hrilevato = 7.0m): pali lunghezza L = 6.0m; interasse i = 4.0m

- FOA 3 (hpannello=5m; bordo; hrilevato = 3.0m):pali lunghezza L = 8.0m; interasse i = 3.0m

- FOA 4 (hpannello=5m; corrente; hrilevato = 6.1m): pali lunghezza L = 8.0m; interasse i = 4.0m

• Azioni di progetto sulla palificata:• azioni tramesse dai montanti (NEd, VEd, MED)• gk1, peso proprio cordolo• gkt, spinta laterale terreno riempimento• qk,t spinta laterale sovraccarico su terreno riempimento

Case Study – intervento F.O.A. – Progettazione per tipologie


• Alla luce di quanto esposto poco sopra, vi sono gli elementi per impostare una progettazione per tipologie• Individuati i possibili meccanismi di crisi del dispositivo:

• raggiungimento della resistenza a flessione del profilato;• raggiungimento del limite di instabilità flessionale del profilato;• raggiungimento della resistenza a taglio del profilato;• raggiungimento della deflessione massima ammissibile in sommità del profilato;• raggiungimento della trazione di rottura nei tirafondi;• raggiungimento della resistenza a flessione della piastra di base;• raggiungimento della resistenza a compressione nel calcestruzzo sottostante la piastra di base.

• E’ possibile individuare per un dato dispositivo, quale sia il range di applicazione• ovvero pressone massima da vento sopportabile per una data altezza



• Abaco inviluppo – montante tipo H2

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

plin

eare

[kN

/m]

Altezza della barriera [m]

Abaco di predimensionamento: inviluppo freccia / resistenza

Ipotesi di validità dell'abacoClasse di resistenza acciaio montanti/piastre S275JRClasse di resistenza calcestruzzo C28/35Classe di resistenza tirafondi e bulloni 8.8Interasse barriera corrente 4 mInterasse barriera di bordo 3 mResistenza limite del pannello fonoassorbente 1.5 kPasu barriera corrente (i=4m)

天上大風

plimite = 6.36 kN/m

valori di carico superiori al limite per la tipologia

di montante



1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

plin

eare

[kN

/m]

Altezza della barriera [m]

Abaco di predimensionamento: inviluppo freccia / resistenza

pdin veicol are barr. corrente

pdin veicolare barr. di bordo

Ipotesi di validità dell'abacoClasse di resistenza acciaio montanti/piastre S275JRClasse di resistenza calcestruzzo C28/35Classe di resistenza tirafondi e bulloni 8.8Interasse barriera corrente 4 mInterasse barriera di bordo 3 mResistenza limite del pannello fonoassorbente 1.5 kPasu barriera corrente (i=4m)

天上大風

Montanti impiegabili per l'azione considerata

• Abaco specializzato a interassi predeterminati (linee rosse e blu)

curve di risultante del vento di sitof (hril + hFOA ; i)

Bibliografia utile


• H.Gulvanessian, J.-A. Calgaro & M.Holicky, 2002. Designer's guide to EN1990. UK: Thomas Telford

• C.R. Hendy & C.J. Murphy, 2007. Designer's guide to EN1993-1. UK: Thomas Telford

• B.Johansson, R. Marquoi, G.Sedlaceck, C.Muller & D. Beg, 2007. Commentary and worked examples to EN1993-1-5. ECCS-JRC

• U. Kuhlmann et al. 2008. COMBRI – Design Manual – Part I – Application of Eurocode Rules. Stuttgart Universität

• J. Berthellemy – Signalisation Verticale – Amelioration de la resistance au vent – Centre Techniques d’ouvrages d’arts, Sétra, France

• A.A.V.V. – Lateral Torsional Buckling of Beams – “CTICM – Centre Technique Industriel de la Construction Metallique” - France

Opere di arredo autostradale - old.ording.roma.it · • viene definita per ciascuna tipologia di...

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