RELAZIONE DI CALCOLO

Opere strutturali

COMUNE DI CANNOBIO

PROGETTO ESECUTIVO

RECUPERO E RESTAURO DEL PALAZZO DELLA RAGIONE

RELAZIONE DI CALCOLO

Premessa Oggetto della presente relazione di calcolo sono gli interventi riguardanti la ristrutturazione di un edificio esistente sito in Cannobio. L’edificio si trova in un comune classificato dalla Regione Piemonte come sismico in zona 4, avente le seguenti coordinate geografiche: Latitudine 46.0667 Longitudine 8.7000

Con riferimento al punto 8.4 del D.M. 14/01/2008 ed al punto C8.4 della Circolare per l’applicazione delle norme tecniche, l’intervento, interessando porzioni limitate della costruzione, si configura come RIPARAZIONE OD INTERVENTO LOCALE (8.4.3 e C8.4.3), e come tale non richiede la verifica della struttura esistente in quanto non ne altera il comportamento statico.

Inoltre, trattandosi di edificio soggetto alla tutela della Soprintendenza per i Beni Culturali del Piemonte, valgono le disposizioni della CIRCOLARE Ministero per i Beni e le Attività Culturali 5 giugno 2007 Prot .n. 10175 DIREZIONE GENERALE PER I BENI ARCHITETTONICI E PAESAGGISTICI, Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni.

Normativa di riferimento

- Legge 5/11/71 n. 1086 "Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica".

- D.M. 12/02/82 "Aggiornamento delle norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni, dei carichi e dei sovraccarichi" e successive istruzioni.

- Circ. del consiglio Superiore del Min. LL.PP. 24/05/82 n. 22631 "Istruzioni relative ai carichi, ai sovraccarichi ed ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni".

- D.M. 20/11/87 "Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro riconsolidamento".

- D.M. 11/03/88 "Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni, sulle rocce, la stabilità dei pendii e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione. l'esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione".

- D.M. 14/02/92 "Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in conglomerato cementizio armato normale e precompresso e per le strutture metalliche".

- D.M. 09/01/1996 ‘‘norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche".

- D.M. 16.01.1996 “Criteri generali per la verifica della sicurezza delle costruzioni e dei carichi e dei sovraccarichi”.

- D.P.R. 380/2001 “Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia”

- Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20/03/2003. - Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n. 3379 del 5 novembre 2004. - Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n. 3431 del 3 maggio 2005. - Legge 17.08.2005 n° 168 - D.Min. Infrastrutture 14 gennaio 2008 “Nuove norme tecniche per le costruzioni” - Circ. Min. Infrastrutture e Trasporti 2 febbraio 2009, n. 617 “Applicazione norme

tecniche per le costruzioni”. - D.G.R. 11-11-13058 in data 19 gennaio 2010.

Caratteristiche dei materiali Nella esecuzione delle opere è previsto l'impiego dei seguenti materiali:

A) Caratteristiche del conglomerato e dell’acciaio per c.a.

Calcestruzzo C 25/30 Classe di esposizione XC1 Cemento 42,5 R Rapporto acqua/cemento 0,55 (<O,60) Dimensioni max aggregati 20 mm Classe di consistenza SLUMP S3 (semifluida) Le tensioni ammissibili valgono: σc = 85 kg/cmq ≈ 8,50 N/mmq per travi, solette e pilastri soggetti a flessioni o pressoflessioni σc = 0,70*97,5 kg/cmq = 59,50 kg/cmq ≈ 5,95 N/mmq τc0 = 5,30 kg/cmq ≈ 0,50 N/mmq τc1 = 16,90 kg/cmq ≈ 1,69 N/mmq τad = 16,00 kg/cmq ≈ 1,60 N/mmq Ecm = 314472 kg/cmq ≈ 31.447 N/mmq

S.L.U. fck = 207,50 kg/cmq ≈ 20,70 N/mmq fcd = 117,60 kg/cmq ≈ 11,76 N/mmq fctk = 15,90 kg/cmq ≈ 1,59 N/mmq fctd = 10,90 kg/cmq ≈ 1,09 N/mmq

γc = 1,5 Acciaio per C.A. B 450 C Ea = 2.100.000 kg/cmq ≈ 210.000 N/mmq σa = 2.600 kg/cmq ≈ 260 N/mmq S.L.U.

fyk = 4.500 kg/cmq ≈ 450 N/mmq fyd = 3.913 kg/cmq ≈391 N/mmq γc = 1,15

B) Caratteristiche dell’acciaio per le carpenterie metalliche

1- Acciaio per strutture. Tipo S 275 - - EN 10025-2 - (ex-Fe 430) Le tensioni ammissibili valgono: σa = 1.900 kg/cmq ≈ 190 N/mmq τa = 1.097 kg/cmq ≈ 109 N/mmq Ea = 2.100.000 kg/cmq ≈ 210.000 N/mmq S.L.U.

fyk = 2.750 kg/cmq ≈ 275 N/mmq ftk = 4.300 kg/cmq ≈ 430 N/mmq fyd = 2.619 kg/cmq ≈262 N/mmq

- Saldature 1a classe, per acciaio S 275 (ex-Fe 430), con elettrodi tipo E44 di qualità 2,3,4, per spessori< 30 mm, 4B per spessori > 30 mm, secondo UNI 5132 - Bulloni ad alta resistenza Vite in acciaio 8.8 Dado in acciaio 6S Rosette piane in acciaio C50 Resistenze di progetto fd/N

= 560 N/mm2

fd/V = 396 N/mm

2

Analisi dei carichi Le strutture sono dimensionate per resistere alle sollecitazioni indotte dai seguenti carichi:

- peso proprio calcestruzzo armato = 2500 kg/mc

- sovraccarichi accidentali = 400/600 kg/mq - sovraccarichi fissi = 100/150 kg/mq - scale = 500 kg/mq - neve come da D.M. 14.01.08 (NTC 2008) - vento come da D.M. 14.01.08 (NTC 2008) - forze sismiche come da NTC 2008 e Circolare Ministero per i Beni e le Attività Culturali 5 giugno 2007 Prot .n. 10175 nelle varie combinazioni di carico previste dalle normative vigenti.

In particolare, per il carico di neve si è assunto: ** q sk = 151 kg/mq, neve al suolo.

In particolare, per l’azione del vento si è assunto: ** v riferimento = 25 m/sec, Classe di rugosità : B Le caratteristiche valgono specificatamente per Cannobio, H s.l.m. = 214 s.l.m.

Verifiche

Si riportano le verifiche degli elementi strutturali più significativi.

1 opere in c.a

1.1 rampa tipo scala interna

1.2 striscia unitaria soletta sbarco ascensore

1.3 trave di bordo soletta sbarco ascensore

2 opere in acciaio per impalcati

2.1 solaio soprelevato: pieno carico

2.2 solaio soprelevato: carico accidentale (verifica delle deformazioni)

2.3 soppalco appeso: pieno carico (trave)

2.4 soppalco appeso: carico accidentale (trave-verifica delle deformazioni)

2.5 soppalco appeso: pieno carico (mensola)

2.6 soppalco appeso: carico accidentale (mensola-verifica delle deformazioni)

Si riportano le schede di verifica per la “combinazione rara”, in quanto significativa per le deformazioni a pieno carico e per il solo carico accidentale. Dai valori delle tensioni che figurano nelle schede si verifica facilmente, moltiplicandoli per il coefficiente 1,5 che è sempre soddisfatta la condizione:

1,5xσσσσ < fyd = 2.619 kg/cmq

3 opere in acciaio per scala esterna

3.1 impalcato

La struttura portante principale della scala esterna è costituita da due travi di grande luce, senza sostegni intermedi, ciascuna formata da due piatti d’acciaio gemellati, delle dimensioni 20 mm x 400 mm. Le verifiche vengono condotte nell’ipotesi di trave semplicemente appoggiata, senza considera il contributo di alzate/pedate e dei pianerottoli, a vantaggio di sicurezza. La presenza di tali elementi viene presa in considerazione solamente per quanto attiene alla funzione di controventamento delle travi per le quali, di conseguenza, si omette la verifica allo svergolamento.

caratteristiche del singolo piatto

20x400

A = 80 cm2

P = 63 kg/m

Jx = 10.666 cm4

Wx = 533 cm3

verifica

l = 10,50 m

b = 1,50 m

qp travi = 4x63 = 252 kg/m

qp gradini = 1,50x53 = 80 kg/m

qp parapetto = 50 kg/m

q1 = 382 kg/m

qacc = 1,25x600 = 750 kg/m

qtot = 1.132 kg/m

q0 = 1.132 x 1,15 = 1380 kg/m (il coeff 1,15 tiene conto dello sviluppo delle rampe)

M = 1.380 / 8 x 10,502 = 19.018 kgm

T = 1.380 x 10,50 / 2 = 7.077 kg

Md = 19.018 x 1,5 = 28.527 kgm

Td = 7.077 x 1,5 = 10.616 kg

σ = 2.852.700 / (4x533) = 1.338 kg/cm2 < Fyd = 2.619 Kg/cm2

τ = 10.616 / (4x80) = 34,00 kg/cm2 << Fyd,taglio = 1.512 Kg/cm2

F = (5/384)x((1.380x10,50)x10503/(2.100.000x4x10.666) = 2,44 cm = l/431

3.2 mancorrenti-montanti

Il mancorrente è costituito da un tubo diam. 48 mm, spessore 3 mm in acciao inox assimilabile ad acciaio di tipo S 235

A = 4,27 cm2

J = 11,00 cm4

W = 4,55 cm3

i = 1,61 cm

I montanti sono costituiti da un piatto 60 x 10 in acciaio tipo S 275

A = 6,00 cm2

J = 18,00 cm4

W = 6,00 cm3

i = 0,65 m interasse montanti

q = 150 kg/m

h = 1,10 altezza piantone

a) mancorrente

M = (1/8) x 150 x 0,652 = 7,92 kgm

Mrd = 7,92 x 1,5 = 11,88 kgm

σ = 1188 / 4,55 = 2,67 kg/cm2 << Fyd = 2.238 Kg/cm2

b) montanti

M = 1,10 x (150 x 0,65) = 107,25 kgm

Mrd = 107,25 x 1,5 = 161,00 kgm

σ = 16100 / 6,00 = 2683 kg/cm2 = Fyd = 2.619 Kg/cm2

Si ritiene il risultato accettabile.

c) bullonatura

Ab = 0,78 cm2 bullone M12, mat. 8.8

i = 10 cm interasse bulloni

Trd = 16170/10 = 1617 kg sforzo tagliante nei bulloni

τ = 1617 / 0,78 = 2185 kg/cm2 < fd/V = 3960 Kg/cm

2

Tutte le verifiche sono soddisfatte.

4 opere in acciaio per rinforzo capriate

per ogni capriata interessata, l’intervento consiste nell’accoppiare ai puntoni inclinati due piatti d’acciaio delle dimensioni 16 mm x 320 mm elementi strutturali metallici, atti a conferire la necessaria capacità portante alla struttura composta, conseguente alla variazione dello schema statico da trave reticolare appoggiata a portale a tre cerniere con spinta eliminata ed alla variazione delle condizioni di carico per effetto della sospensione del nuovo soppalco a struttura mista acciaio-calcestruzzo.

Le verifiche, a vantaggio di sicurezza, prescindono dal contributo delle travature lignee. Per eliminare i problemi dello svergolamento degli elementi metallici, i due piatti saranno tra loro collegati puntualmente con calastrelli, di conseguenza si omette la verifica allo svergolamento.

caratteristiche del singolo piatto

16x320

A = 51 cm2

P = 41 kg/m

Jx = 4.369 cm4

Wx = 273 cm3

verifica

l = 10,20 m

i = 2,55 m interasse capriate

a = 10,20/4 = 2,55 m interasse terzere (poste in mezzeria, ¼ l e ¾ l)

b = 3,75 m distanza fra appoggio e punto di appendimento soppalco

f = 3,10 m distanza fra asse catena e vertice capriata

f1 = 3,10/2 = 1,55 m distanza fra asse catena e terzera a ¼ l

f2 = 2,20 m distanza fra asse catena e punto di appendimento soppalco

CARICHI NODALI

Ppiode = 500x2,55x2,55 = 3.251 kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l

Ptetto struttura = 80x2,55x2,55 = 520 kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l

Pneve = 150x2,55x2,55 = 976 kg applicati in mezzeria, ¼ l e ¾ l

Ptravi = 2x51x(10,20/2)x1,15 = 943 kg applicati ad ¼ l e ¾ l

Psoppalco = (600+350)x2,55 = 2.423 kg applicati a b = 3,75 m dagli appoggi

RA = RB = T = ((3x3.251)+(3x520)+(3x976)+(2x943)+(2x2.432))/2 = 10.496 kg

Td = 10.496 x 1,5 = 15.744 kg

τ = 15.744 / (2x51) = 155,00 kg/cm2 << Fyd,taglio = 1.512 Kg/cm2

La sollecitazione nella catena che elimina la spinta vale

H = ((10.496x5,1)-(3.251x2,55)-(520x2,55)-(976x2,55)-(943x2,55)-(2.423x1,35))/3.1 =

11.532 kg

Hd = 11.532 x 1,5 = 17.298 kg

facendo assorbire la sollecitazione da 2 piatti 60x10

σ = 17.298 / (2x6,0x1,0) = 1.442 kg/cm2 < Fyd = 2.619 Kg/cm2

La massima sollecitazione flettente sui piatti si ha in corrispondenza del carico nodale sulla

terzera ad ¼ l

M1 = (10.496x2,55) – (11.532x1,55) = 8.890 kgm

M1d = 8.890 x 1,5 = 13.336 kgm

σ = 1.333.600 / (2x273) = 2.442 kg/cm2 < Fyd = 2.619 Kg/cm2

Tutte le verifiche sono soddisfatte.