Strutture in c.a. Piano 2010 e Axis VM
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 1
Il Problema Sismico
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 2
Il movimento delle placche tettoniche genera energia elastica
L’azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 3
L’azione sismica
Comportamento reale
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 4
SismicaStatica
L’azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 5
Carichi sismiciCarichi statici
L’azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 6
SollecitazioniCarichi sismici
L’azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Stato limite ultimoStato Limite di esercizio
Ipotesi di base del calcolo sismico
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
slvsld slc
Ipotesi di base del calcolo sismico
slo
Stati Limite di Esercizio (SLO SLD): sisma di bassa intensitàcomport. non dissipativo
Stati limite Ultimi (SLV SLC): sisma di alta intensitàcomport. dissipativo
Effetto sismico
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 9
Effetto sismicoEvento sismico di bassa intensità: nessun danno (la strutture rimane in campo elastico � non dissipativo)
Evento sismico di alta intensità: salvaguardia della vita (comportamento duttile� dissipativo)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 10
DM 96:linearità
NTC 08 – EC:non linearità
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica
Tipologie di analisi e zone
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Le verifiche richieste secondo NTC Zone 1-2-3
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Tipologie di analisi
Resistenza
Analisi non lineare
• dinamica
• statica
Analisi lineare
• dinamica modale
• statica
Isolamento
Smorzamento
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 20
L’isolamento sismico
Rispetto ad un sistema assoluto la terra si muove e la struttura resta ferma
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gli SLE per l’analisi sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.7.2. Stato limite di danno (SLD - SLO)
h1
h2
h3
d1 d2 d3
di /hi < 0,005
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Elenco verifiche
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Rif.Norma
A B C D E F G H I L
Tipo di analisiStatica(*) Dinamica Statica(*) Dinamica Statica Statica Statica(**) Dinamica Statica(**) Dinamica
Modelli Axis VM per calcolo resistenza
elementi in elevazione
SLV (q var.) q=1Cerniere
SLV (q var.) q=1Cerniere
SLV SLDCerniere
SLVSLD
CerniereTA SLU TA TA SLV SLV
Modelli Axis VM per calcolo resistenza
elementi di fondazioneFondaz Fondaz Fondaz Fondaz - - - - - -
Definizione azione sismica per verifica resistenza SLV q var. SLV q var.
SLV q var.SLD q=1,5
SLV q var.SLD q=1,5
1% forze
verticali
1% forze verticali
Spettro DM 96 S=5
Spettro DM 96 S=5
Spettro costSd = 0,07g
Spettro costSd = 0,07g
Sisma verticale §7.2.1
Opzionale Opzionale Opzionale Opzionale NO NO Opzionale Opzionale NO NO
Controllo effetti II ordine §7.3.1
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Classe duttilitàCDA – CDB
CDA –CDB
CDA –CDB
CDA – CDB - - - - CD B CD B
Gerarchia delle ResistenzeSI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Limitazioni geometria e % armatura secondo NTC
§7.2.1 SI SI SI SI NO NO NO NO SI SI
Modelli Axis VM per calcolo spostamenti SLE
SLD SLD
SLO confronto con drift = 2/3
limiti per SLD
SLO confronto con drift = 2/3 limiti per SLD
- -
=MODELLO TAdrift = 0,002h
=MODELLO TAdrift = 0,002h
- -
Le verifiche richieste
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Rif.Norma
A B C D E F G H I L
Tipo di analisi Statica(*) Dinamica Statica(*) Dinamica Statica Statica Statica(**) Dinamica Statica(**) Dinamica
Definizione azione sismica per verifica drift di piano - SLE
Spettro NTCq = 1
Spettro NTCq = 1
Spettro NTCq = 1
Spettro NTCq = 1
- -
Spettro DM 96 S=5
Vedi C 6.3
Spettro DM 96 S=5
Vedi C 6.3
- -
Analisi separata delle fondazioni (per gerarchia delle resistenze)
§7.2.1
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Assenza di martellamento tra strutture contigue
§7.2.2 SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI
Resistenza delle strutture
§7.3.6.1
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Duttilità delle strutture §7.3.6.2
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Assenza di collasso fragile ed espulsione di
elementi non strutturali
§7.3.6.3
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Resistenza dei sostegni e collegamenti degli
impianti
§7.3.6.3
SI SI SI SI NO NO NO NO NO NO
Le verifiche richieste
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Tab C7.1.I - Verifiche di sicurezza in funzione della Classe d’uso
Elementi Strutturali Principali – Verifiche di resistenza
Descrizione della prestazione Norme I II III IV
SLV1. Resistenza delle strutture: Rd >= Ed con applicazione dello spettro di progetto
§ 7.3.6.1
SLD4. Resistenza degli elementi strutturali: la resistenza si considera per condizioni eccezionali, quindi con γc e γs = 1. L’analisi deve essere contemporanea alla 1.
§ 7.3.7.1
SLO5. Contenimento del danno degli elementi non strutturali Controllo del drift di piano
§ 7.3.7.2
SLD
6. Contenimento del danno degli elementi non strutturali. Controllo del drift di piano
§ 7.3.7.2
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Schema di calcolo
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 28
1 0 - G E O M E T R IA
V A R IA T A ?
1 - IM P O S T A Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A
2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I
3 – C A R IC H I
V E R T IC A L I
4 – A N A L IS I
M O D A L E
6 – C A R IC H I S IS M IC I
7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I/S P O S T A M E N T I
5 – P A R A M E T R I
S IS M IC I
9 – V E R IF IC A S T A T O
L IM IT E D I D A N N O
S I
N O
a
b
c
8 – C A L C O L O T R A V I
9 – C A L C O L O
P IL A S T R I E S E T T I
1 0 – V E R IF IC A N O D I
1 3 - M O D E L L O F O N D A Z IO N I
1 4 - C A L C O L O F O N D A Z IO N I
G E R A R C H IA D E L L E R E S IS T E N Z E
S C H E M A G E N E R A L E E D IF IC I T IP O A , B , C , D
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 29
1 0 - G E O M E T R IA
V A R IA TA ?
C A L C O L O S IS M IC O N T C 0 8 / D M 9 6 E D IF IC I T IP O G , H , I , L
1 - IM P O S TA Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A
2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I
3 – C A R IC H I
V E R T IC A L I
4 – A N A L IS I
M O D A L E
6 – C A R IC H I S IS M IC I
7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I - S P O S TA M E N T I
5 – P A R A M E T R I
S IS M IC I
8 – C A L C O L O T R A V I,
P IL A S T R I, S E T T I, N O D I
9 – V E R IF IC A S T A T O
L IM IT E D I D A N N O
S I
N O
1 1 - F IN E
a
b
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 30
10 - GEOMETRIA
VARIATA?
1- IMPOSTAZIONE GENERALE DELLA STRUTTURA
2- MODELLO DI CALCOLO ELEMENTI FINITI
3 – CARICHI
VERTICALI
4 – ANALISI
MODALE
6 – CARICHI SISMICI
7- CALCOLO SOLLECITAZIONI/SPOSTAMENTI
5 – PARAMETRI
SISMICI
9 – VERIFICA STATO
LIMITE DI DANNO
SI
NO
a
b
c
8 – CALCOLO TRAVI
9 – CALCOLO
PILASTRI E SETTI
10 – VERIFICA NODI
13- MODELLO FONDAZIONI
14- CALCOLO FONDAZIONI
GERARCHIA DELLE RESISTENZE
SCHEMA GENERALE EDIFICI TIPO A, B, C, D
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 31
PresentazionePiano 2010
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica
Duttilità e fattore di struttura “q”
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 33
La logica della duttilità
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 34
La logica della duttilità
Comportamento Duttile(molla)
Comportamento Fragile(vetro)
Duttilità = du/de de du
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Comportamento dei materiali
Azione ciclica in fase elasto-plastica: l’energia è dissipata per isteresi
Azione ciclica in fase elastica: scambio tra energia elastica e cinetica in fase elastica, l’energia non è dissipata
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
Cerniere plastiche (Terremoto Irpinia)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare
Comportamento elastoplastico: fattore “q”
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare
Classi di duttilità Bassa (CDB) e Alta (CDA)
Struttura elastica q=1
CDB q= 3-4
CDA q= 5-6
Duttilità = du/de Carico sismico CDA < carico sismico CDB
de de du
… ma la duttilità costa! CDA � maggior cura in fase esecutiva rispetto a CDB
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2.3.2.2 Spettro elastico in verticale
3.2 Azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica
2.4 Vita nominale e Classi d’uso per il calcolo di ag
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento
2.4.1 Vita nominale
≥ 100Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica
Tipo 3
≥ 50Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale
Tipo 2
<= 10Opere provvisorie – Opere provvisionali -Strutture in fase costruttiva
Tipo 1
Vita Nominale VN
(in anni)
Tab 2.4.I Tipi di costruzione
Numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata (da precisare nel progetto).
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
La “Vita nominale” è presa in conto per:• Determinare l’intensità sismica – 2.4.3;• La durabilità delle strutture vedi: C4.1.6.1.3 Copriferro e interferro;Vedi C 2.4.1• Nel dimensionare le strutture ed i particolari costruttivi;• Nella scelta dei materiali e delle eventuali applicazioni e delle misure protettive per garantire il mantenimento della resistenza e della funzionalità.
2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento
2.4.1 Vita nominale
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Classe I: Presenza occasionale di persone, ed. agricoli.
Classe II: Costruzioni con normali affollamenti, Industrie non pericolose, Ponti, Opere infrastrutturali.
Classe III: Costruzioni con affollamenti significativi, Industrie con attività pericolose, Reti viarie extraurbane.
Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, Protezione civile, Industrie particolarmente pericolose per l’ambiente.
Suddivisione delle strutture in caso di azioni sismiche (sostituisce il coefficiente di importanza).
2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento
2.4.1 Vita nominale
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Le azioni sismiche vengono valutate in relazione al periodo di riferimento VR:
VR = VN××××CU (2.4.1).
VN = 10, 50, 100 anni
2.4.3 Periodo di riferimento per l’azione sismica
Tab. 2.4.II – Valori del coefficiente d’uso CUCLASSE D’USO I II III IVCOEFFICIENTE CU 0,7 1,0 1,5 2,0
Tipo 1 VR 35 35 35 35Tipo 2 VR 35 50 75 100Tipo 3 VR 70 100 150 200
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2 Azione sismica
3.1.1 GeneralitàVedi sito www.stadata.com
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2 Azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Il fattore di struttura
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare
7.4.3 Tipologie strutturali e fattori di struttura
Rigidezza torsionaler/ls > 0,8?
DEFORMABILETORSIONALMENTE
q0 A=3,0 q 0 B=2,0NO
Distribuzioneforze orizzontali
(telai > 65%)?
PARETI OEQUIVALENTI A
PARETI
TELAIO OEQUIVALENTI A
TELAIONO SI
n. pianin. campate
1 PIANOq0 A=4,95 q 0 B=3,3
N PIANI1 CAMPATA
q0 A=5,4 q 0 B=3,6
N PIANIN CAMPATE
q0 A=5,85 q 0 B=3,9
MISTE TELAIOPARETI
PARETI ACCOPPIATEO EQUIVALENTIq0 A=5,4 q 0 B=3,6
Paretiaccoppiate?NO SI
SI
PENDOLO INVERSOq0 A=2,0 q 0 B=1,5
2 solepareti?
q0 A=4,0q0 B=3,0
q0 A=4,4q0 B=3,0
SI NO
SI
Pendoloinverso?
NO
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 49
PresentazionePiano 2010
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 50
Gerarchia delle resistenze
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 51
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
Rottura duttile (elemento duttile protegge l’elemento fragile perché la forza non può più crescere)
Rottura fragile (elemento fragile condiziona la rottura; l’elemento duttile non entra in gioco)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
Travi deboli,Pilastri forti� Comportamento
duttile diffuso
Travi forti,Pilastri deboli� Comportamento fragile
Gerarchia delle resistenze
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione
Comportamento strutturale non dissipativo ���� SLEComportamento strutturale dissipativo ���� SLV, SLC• Classe di duttilità alta (“CD A”)• Classe di duttilità bassa (“CD B”)• Attenzione alle zone DISSIPATIVE (zone CRITICHE)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione
PER LE STRUTTURE IN C.A. E’ OBBLIGATORIA la gerarchia delle resistenze (EC8 prevede calcoli senza gerarchia della resistenza!)Sovraresistenza per alcuni elementi: CD A = 1,3 - CD B = 1,1 Per collegamenti temporanei = 1,5
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
Rottura per flessione
Duttilità per modalità di rottura elementi in c.a.
Rottura per taglio
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Azioni SLV
Inviluppo soll.
Travi Verifica SLV
Calc. Momento Resistente
Calc. Taglio1. Trave appog.
2. M/rl
Calc. Momento Pilastri Calc. Pilastri
Verifica Taglio
Calcolo Taglio pilastri
FINE
Calcolo Nodi
Fondazioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. StrutturaliClasse d’uso I e II
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. StrutturaliClasse d’uso III e IV
Azioni SLV Azioni SLD
Inviluppo soll.
Travi Verifica SLV
Travi Verifica SLD
Calc. Momento Resistente
Calc. Taglio1. Trave appog.
2. M/rl
Calc. Momento Pilastri Calc. Pilastri
Verifica Taglio
Calcolo Taglio pilastri
FINE
Calcolo Nodi
Fondazioni
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 60
Gerarchia delle resistenze
1
2
34
5
1= Af trave
2= Staffe trave
3= Af pilastri
4 = staffe pil.
5 = staffe nodi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 61
Gerarchia delle resistenze
MR1 MR2
T = (MR1 + MR2 )/L*γRd+ q * l/2
1° Calcolo Af trave � Momenti resistenti per Af reale
2° Taglio: sismico (momento resistente trave * γRd) + carichi verticali (cerniere appoggi per le travi)
Af trave
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Azioni SLV
Inviluppo soll.
Travi Verifica SLV
Calc. Momento Resistente
Calc. Taglio1. Trave appog.
2. M/rl
Calc. Momento Pilastri Calc. Pilastri
Verifica Taglio
Calcolo Taglio pilastri
FINE
Calcolo Nodi
Fondazioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. StrutturaliClasse d’uso I e II
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 63
Gerarchia delle resistenze
1= Af trave3= Af pilastri
1° Calcolo Af trave � Momenti resistenti
2° Momenti pilastri: momenti resistenti trave * γRd) + N da modello di calcolo
MRsMRd
Af trave
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 64
Gerarchia delle resistenze
MR1
MR2
VEd = (MR1 + MR2 )/L*γRd
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 65
Gerarchia delle resistenze
Momento resistente
l 1 ���� aderenza minima
l 2 ���� aderenza massima
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze
Cap. 11…In sede di progettazione si può assumere come resistenza media a trazione semplice (assiale) del calcestruzzo il valore fctm = 0,3 fck
2/3
I valori caratteristici corrispondenti ai frattili 5% e 95% sono assunti, rispettivamente, pari a 0,7 fctm, ed 1,3 fctm.
Cap. 4…La resistenza tangenziale di aderenza di calcolo fbd vale: fbd = fbk / γC (4.1.7) dove γC è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo, pari a 1,5; fbk è la resistenza tangenziale caratteristica di aderenza data da fbk = 2,25 ⋅⋅⋅⋅η⋅⋅⋅⋅ fctk (4.1.8)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 67
Gerarchia delle resistenze
Momento resistente
Sovrapposizione in campata
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Azioni SLV
Inviluppo soll.
Travi Verifica SLV
Calc. Momento Resistente
Calc. Taglio1. Trave appog.
2. M/rl
Calc. Momento Pilastri Calc. Pilastri
Verifica Taglio
Calcolo Taglio pilastri
FINE
Calcolo Nodi
Fondazioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. StrutturaliClasse d’uso I e II
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 69
Gerarchia delle resistenze
Fondazioni: MR Pilastri * γRd
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Azioni SLV
Inviluppo soll.
Travi Verifica SLV
Calc. Momento Resistente
Calc. Taglio1. Trave appog.
2. M/rl
Calc. Momento Pilastri Calc. Pilastri
Verifica Taglio
Calcolo Taglio pilastri
FINE
Calcolo Nodi
Fondazioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. StrutturaliClasse d’uso I e II
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09 71
PresentazionePiano 2010
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
GRAZIE PER L’ATTENZIONE