Doc 218-H RelCalcCCA - Comune Sotto il Monte Giovanni XXIII

CITTA' DI SOTTO IL MONTE GIOVANNI XXIII
Provincia di Bergamo
Committenti:
Avv. Gabriele Terzi
Gestimont srl
Ghisleni Alberto e Belotti Emanuela
Costruzioni Agazzi srl
Rossi Luca
Opera Diocesana San Narno
PROGETTO DELLE OPERE DI URBANIZZAZIONE
PIANO ATTUATIVO Atr2
AMBITO DI TRASFORMAZIONE RESIDENZIALE
località Corna Boarolo
REVISIONE
N. commessa
Tavola / Elaborato
Oggetto
11009
Rif. File
RELAZIONI DI CALCOLO OPERE IN CCA
Fase
PROGETTO ESECUTIVO
110092A218H00
Software
ArchiCAD 14
DATA
MOTIVO
Eseguito
Controllato
Approvato
Ing. Pennati Matteo
Arch. Antonio Gonella
Ing. Chiappa Moreno
Studio Gonella
Antonio Gonella Architetto
Ordine Architetti della Provincia di Bergamo n° 751
21, via Domenico Carpinoni - 24023 - Clusone - Italia - tel + 39 (0)34 623 044 - fax + 39 (0)34622 605
e-mail: [email protected]
c.f. GNL NNM 59S03 C800K
P. IVA IT01643720160
Albo Regionale Collaudatori n° 2497 - Albo Consulenti Tecnici del Giudice
www.architettogonella.it
Moreno
Chiappa
ingegnere
17-19, via IV Novembre - Sotto il Monte Giovanni XXIII 24039 (Bergamo)
telefono e fax 035 4360023 - e-mail:[email protected]
Ordine degli Ingegneri della Provincia di Bergamo n° 2005
c.f. CHP MRN 66B22 I869A - p.iva 02294320169
218/H
Scala Disegno
Data
luglio 2013
CHIAPPA MORENO – INGEGNERE –
PIANO ATTUATIVO Atr2
Avv. Gabriele Terzi
Gestimont srl
Ghisleni Alberto e Belotti Emanuela
Costruzioni Agazzi srl
Rossi Luca
Opera Diocesana San Narno
PROGETTO DELLE STRUTTURE
RELATIVE AL PROGETTO DELLE OPERE DI URBANIZZAZIONE
PIANO ATTUATIVO Atr2
AMBITO DI TRASFORMAZIONE RESIDENZIALE
località Corna Boarolo
RELAZIONE GENERALE E DESCRITTIVA
DELLE STRUTTURE IN C.A.
(Legge 1086 del 5/11/1971 - art. 4)
RELAZIONE DI CALCOLO
Data
Cliente:
Località:
A
Revisione
Attuatori Atr2
Corna-Boarolo a Sotto il Monte Giovanni XXIII
Redatto
Controllato
Moreno Chiappa – Ingegnere –
1.
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Dichiarazione di conformità alle norme ministeriali, ed elenco delle principali normative vigenti.
Si dichiara che le strutture della costruzione in oggetto sono state progettate a
norma delle vigenti disposizioni di legge e che gli elaborati allegati sono completi e
sufficienti a definire esattamente le opere da eseguire e le caratteristiche dei materiali da impiegare.
Principali normative vigenti:
•
•
Legge 5 novembre 1971 N. 1086 "Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica."
Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri N.3274 del 20 Marzo 2003
pubblicata sul supplemento ordinario n.72 della G.U. n.105 del 08 Maggio
2003 "Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per la costruzione in zona
sismica" con le modifiche apportate dall’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3316 del 10 Ottobre 2003.
D.M. 14 Gennaio 2008 "Norme tecniche per le costruzioni."
•
2.
Ipotesi di carico.
Vasca “Baradello“
peso proprio
625 Kg/ m2 (getto pieno H=25cm)
carico permanente 2.975 Kg/ m2 (guaina – massetto – terra Hmax=180cm)
carico accidentale 250 Kg/ m2 (automezzi peso pieno carico fino a 30kN)
Vasca “Guardina“
peso proprio
625 Kg/ m2 (getto pieno H=25cm)
carico permanente 1.430 Kg/ m2 (guaina – massetto – terra Hmax=80cm)
carico accidentale
250 Kg/ m2 (automezzi peso pieno carico fino a 30kN)
Ponticello
peso proprio
1.750 Kg/ m2
carico permanente 685 Kg/ m2
carico accidentale
500 Kg/ m2
carico dinamico 20.000 Kg
1° categoria
3.
(getto pieno H=40cm + volta estradossata)
(cls leggero - fondazione bituminosa - tappeto)
(folla)
(impronta superficiale 60x35cm)
Caratteristiche dei materiali.
3.1. Calcestruzzo per:
muri di contenimento:
ponticello:
vasche:
Data
Cliente:
Località:
calcestruzzo C25/30 (Rck > 300 Kg/cm2)
calcestruzzo C28/35 (Rck > 350 Kg/cm2)
calcestruzzo C30/37 (Rck > 370 Kg/cm2)
A
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Attuatori Atr2
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Controllato
Moreno Chiappa – Ingegnere –
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coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza di calcolo 1,5
3.2. Acciaio per:
opere di fondazione
tipo B450 C controllato
strutture in elevazione:
tipo B450 C controllato
impalcati:
tipo B450 C controllato
coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza di calcolo 1,15
4.
Verifiche.
Le fasi di progetto, analisi, calcolo e verifica sono state svolte seguendo i dettami
della scienza e tecnica delle costruzioni, eseguendo le attività di progetto a regola
d’arte e nel rispetto delle normative vigenti.
Al fine di garantire la sicurezza delle costruzioni è stato utilizzato il metodo agli stati
limite per verificare gli elementi strutturali, nella fattispecie si è considerato:
STATO LIMITE ULTIMO: lo stato per cui si previene a collasso strutturale, crolli,
perdita di equilibrio e dissesti gravi, causati da deformazioni eccessive, dal raggiungimento della massima capacità di resistenza per parti della struttura o nel suo insieme, dalla rottura per instabilità degli elementi.
STATO LIMITE DI ESERCIZIO: lo stato per cui si giunge alla perdita di una particolare funzionalità, condizionando la prestazione dell’opera a causa di danneggiamenti locali, eccessive deformazioni che limitano l’efficienza della costruzione, di
impianti o elementi non strutturali.
STATO LIMITE DI DANNO: previsto per costruzioni situate in zona classificata sismica.
5.
Caratteristiche del codice di calcolo
L’analisi strutturale del progetto e le relative verifiche effettuate sono state condotte
con l’ausilio di un codice di calcolo automatico. In conformità con quanto richiesto
dalle NTC 2008 § 10.2 si riportano di seguito le caratteristiche riguardanti la tipologia di analisi svolta ed il codice di calcolo utilizzato.
5.1. Origine e Caratteristiche del Codice di Calcolo
Software TRAVILOG TITANIUM 2,
Produttore e distributore Logical Soft s.r.l - via Garibaldi 253, 20033 Desio
(MB)
Solutore ad elementi finiti adottato Xfinest di Harpaceas
5.2. Metodo numerico adottato
Il software esegue l’analisi della struttura tramite metodo di calcolo agli elementi finiti, ovvero mediante la costruzione di un modello matematico costituito da un numero definito di elementi discreti, per ognuno dei quali è stata definita analiticamente una relazione tra forze e spostamenti. Da queste elazioni il
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programma assembla quindi la matrice di rigidezza e calcola la risposta
dell’intera struttura.
Nel seguito della relazione si riporta il calcolo dettagliato delle strutture, che
consiste in:
1.
2.
3.
4.
Progetto impalcato vasca “Baradello”;
Progetto trave pilastrata n. 5-6-7-8 vasca “Guardina”;
Progetto muro di contenimento H<200cm “tipo C”;
Progetto impalcato ponticello.
Il progettista
Ing. Moreno Chiappa
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1. Progetto impalcato vasca “Baradello”
Verifica a flessione
Med+ = 520.000 Kgcm/m
As = 4ø16 = 8,04 cm2/m
B = 100 cm
d = 21 cm
h’= 4 cm
(campata)
X= fyd x As / 0,8 x B x 0,85 x fcd
X= 3.913 x 8,04 / 0,8 x 100 x 0,85 x 204,73 = 2,26 cm
Mrd = As x fyd x (d – 0,4 x X)
Mrd = 8,04 x 3.913 x (21 – 0,4 x 2,26) = 632.231 Kgcm/m > Med+ (verificato)
Verifica a Taglio
Ved = 4.000 Kg
(appoggio)
Vrd = [0,18 x k x (100 x ρ1 x fck)1/3 / γc] x B x d
Vrd = [0,18 x 2 x (100 x 0,02 x 307,10)1/3 / 1,50] x 100 x 21
Vrd = 4.285 Kg > 4.000 Kg (verificato)
2. Progetto trave pilastrata n. 5-6-7-8 vasca “Guardina”
Verifica a flessione
Med+ = 2.364.475 Kgcm
As = 4ø20 + 3ø20 = 21,99 cm2
B = 40 cm
d = 36 cm
h’= 4 cm
(campata)
X= fyd x As / 0,8 x B x 0,85 x fcd
X= 3.913 x 21,99 / 0,8 x 40 x 0,85 x 204,73 = 15,45 cm
Mrd = As x fyd x (d – 0,4 x X)
Mrd = 21,99 x 3.913 x (36 – 0,4 x 15,45) = 2.565.918 Kgcm > Med (verificato)
Verifica a Taglio
Ved = 30.000 Kg
(appoggio)
Vrsd = Asw/s x (0,9 x d x fyd)
Asw/s = Ved / (0,9 x d x fyd)
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At = 30.000/(0,9x36) x 225/2 = 104.167 Kg
Ap = 3 x √ 2 x 3.913 x 3,14 = 52.128 Kg
taglio assorbito dai piegati > 50%
Asw/s = 15.000 / (0,9 x 36 x 3.913) = 0,12 cm2/cm
Asw = 2 x 0,79 = 1,58 cm2
s = 1,58 / 0,12 = 13,16 cm ==> st.ø10/12,50 cm
3. Progetto muro di contenimento H<200cm “tipo C”
Azione sismica
Caratteristiche del sito
Comune: SMGXXIII
Longitudine: 9,502 °
Categoria di sottosuolo: C
Provincia: Bergamo (BG)
Latitudine: 45,709 °
Amplificazione topografica: T1
Caratteristiche della costruzione
Vita nominale: 50 anni
Classe d’uso: II
Zona sismica: 4
Coefficiente d’uso Cu: 1,0
Accelerazione al suolo
Coefficiente di amplificazione stratigrafica Ss: 1,50
Coefficiente di amplificazione topografica St: 1,00
Accelerazione ag: 0,8182 m/s2
Per rendere più chiari i risultati si è deciso di rappresentare la risposta della struttura mediante
la definizione dei luoghi limite del piano Kh – Kv essendo questi rispettivamente il coefficiente sismico pseudo-statico in direzione orizzontale e quello in direzione verticale.
Kh = ßm x (ag / g)
Kv = ± 0,5 x Kh
dove
ßm coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito = 1,00
g accelerazione di gravità = 9,81 m/s2
Kh = 0,083
Kv = ± 0,041
Caratteristiche del terreno
Tipologia: Argilla limosa
Φ' = 24°
(angolo di attrito terreno)
c=0
(coesione)
γt = 1.600 Kg/m3
(peso per unità di volume)
Calcolo spinta
Utilizzando la teoria di Coulomb, ed applicando quanto prescritto da normativa
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(cfr. § 6.5.3.1.1 – combinazione dei carichi tipo A2+M2+R2), la spinta SA gravante sul
muro di sostegno risulta essere orizzontale ed il suo modulo dato dalla espressione:
SAstatica = 1/2 Ka x γt x H2 = 1/2 x 0,497 x 1.600 x (2,00+0,6)2 = 2.690 Kg
SAsisma = 1/2 Ka x γt x H2 x Kh = 1/2 x 0,497 x 1.600 x (2,00+0,6)2 x 0,083 = 223 Kg
Ka = (1 - sinΦ') / (1 + sinΦ')
tanΦ' = tanΦ' / γΦ
dove γΦ rappresenta il coefficiente riduttivo, pari a 1,25 da applicare secondo quanto prescritto da normativa (Tab. 6.2 II-colonna M2)
N.B. Nel calcolo della spinta viene incrementata l’altezza di 0,60 m come equivalente del terrapieno inclinato di 30° massimo.
Verifica allo scorrimento
La verifica allo scorrimento sul piano di posa della fondazione del muro di sostegno consiste
nell’imporre l’equilibrio alla traslazione orizzontale tra tutte le forze instabilizzanti e resistenti
che intervengono nel problema, richiedendo che l’equilibrio sia soddisfatto con un opportuno
fattore di sicurezza alla traslazione, imposto dalle norme.
Wmg = γcls x Amg = 2.400 x (1,30 x 0,10) = 312 Kg
Wf = γcls x Af = 2.500 x (1,10 x 0,40) = 1.100 Kg
Wm = γcls x Am = 2.500 x (0,25 x 2,00) = 1.250 Kg
Wt = γt x At = 1.600 x (0,75 x 2,30) = 2.760 Kg
Wp = γp x Ap = 2.200 x (0,20 x 2,00) = 880 Kg
(magrone)
(fondazione)
(muro)
(terra monte)
(rivestimento pietra)
N = ∑W = (312 + 1.100 + 1.250 + 2.760 + 880) = 6.302 Kg
Tl = N x f
Tl = 6.302 x 0,7 = 4.411 Kg
Fs = Tl / SAtotale
Fs = 4.411 / (2.690 + 223) = 1,51 > 1,00 (verificato)
Verifica al ribaltamento
La verifica al ribaltamento consiste nell’imporre la verifica alla rotazione intorno al punto più
a valle dell’opera di sostegno, valutando le azioni ribaltanti e quelle stabilizzanti.
E’ necessario applicare la combinazione di carico tipo EQU+M2, per la quale:
• il carico permanente sfavorevole, ovvero la spinta SA valutata in precedenza, deve essere incrementata del fattore γg1 = 1,10
• i carichi permanenti favorevoli, ovvero i pesi del muro e del terreno oltre alla spinta
passiva SP, devono essere moltiplicati per il fattore riduttivo γg2 = 0,90
Mr statico = (SAstatica x γg1) x 1/3 x H
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Mr statico = (2.690 x 1,10) x 1/3 x 2,40 = 2.367 Kg/m
Mr sisma = SAsisma x 2/3 x H
Mr sisma = 223 x 2/3 x 2,40 = 357 Kg/m
Ms = (Wmg x γg2) x bmg + (Wf x γg2) x bf + (Wm x γg2) x bm + (Wt x γg2) x bt + (Wp x
γg2) x bp
Ms = (312x 0,90) x 0,65 + (1.100 x 0,90) x 0,65 + (1.250 x 0,90) x 0,425 + (2.760 x 0,90) x
0,925 + (880x 0,90) x 0,20
Ms = 182,50 + 643,50 + 478 + 2.323 + 158 = 3.785 Kg/m
Fs = Ms / Mr totale
Fs = 3.785 / (2.367 + 357) = 1,39 > 1,00 (verificato)
Verifica di stabilità globale
Di seguito si utilizza il metodo del trapezio delle tensioni, per sezione rettangolare, analizzando i vari casi in cui la risultante delle forze verticali ricada o meno all’interno del nocciolo
centrale d’inerzia, applicando ancora una volta la combinazione A2+M2+R2.
La distanza u del centro di sollecitazione rispetto al lembo di valle è data dalla relazione
u = (Ms – Mr) / N = (3.785 - 2.367) / 6.302 = 22,50 cm
L’eccentricità del carico è data da
e = bmg/2 - u = 130 / 2 – 22,50 = 42,50 cm > bmg/6 (esterno al nocciolo centrale d’inerzia)
σmax = 2 x N / 300 x u
σmax = 2 x 6.302 / 300 x 22,50 = 1,87 Kg/cm2
Fs = σlim / σmax
Fs = 4,50 / 1,87 = 2,40 > 1,00 (verificato)
Verifica a flessione alla base del muro
Med = 272.400 Kgcm/m
As = 4ø10 + 2ø14 = 6,22 cm2/m
B = 100 cm
d = 22 cm
h’= 3 cm
X= fyd x As / 0,8 x B x 0,85 x fcd
X= 3.913 x 6,22 / 0,8 x 100 x 0,85 x 166,00 = 2,16 cm
Mrd = As x fyd x (d – 0,4 x X)
Mrd = 6,22 x 3.913 x (22 – 0,4 x 2,16) = 514.426 Kgcm/m > Med (verificato
4. Progetto impalcato ponticello - (NTC 2008 § 5.1.3.3.6)
Ponticello stradale 1° categoria.
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Si considera lo schema di carico 2 (NTC 2008 § 5.1.3.3.3) il più gravoso con il peso di una
singola ruota pari a 20.000 Kg con impronta di forma rettangolare, di larghezza 0,60m ed altezza 0,35m la cui diffusione attraverso la pavimentazione e lo spessore della soletta avviene
secondo un angolo di 45° fino al piano medio della soletta.
Premesso che il sito è in una zona a bassa sismicità e che la struttura è parzialmente interrata,
lo studio iniziale condotto ricorre a schemi semplici e ben noti, al fine di acquisire da subito le
informazioni salienti sul comportamento della struttura, infatti il ponticello può essere rappresentano come una trave in semplice appoggio, mentre in ambito sismico l’analisi strutturale
del progetto e le relative verifiche verranno effettuate con l’ausilio di un codice di calcolo automatico, dovendo tenere in conto non solo la rigidezza ma anche la massa ed il modo con cui
essa è distribuita all'interno della struttura.
Verifica a flessione
Med+ = 1.929.986 Kgcm/m
As = 4ø20 + 3ø14 = 17,19 cm2/m
B = 100 cm
d = 36 cm
h’= 4 cm
(campata)
X= fyd x As / 0,8 x B x 0,85 x fcd
X= 3.913 x 17,19 / 0,8 x 100 x 0,85 x 193,66 = 5,11 cm
Mrd = As x fyd x (d – 0,4 x X)
Mrd = 17,19 x 3.913 x (36 – 0,4 x 5,11) = 2.284.032 Kgcm/m > Med+ (verificato)
Verifica a Taglio
Ved = 22.440 Kg
(appoggio)
Vrd = [0,18 x k x (100 x ρ1 x fck)1/3 / γc] x B x d
Vrd = [0,18 x 2 x (100 x 0,02 x 290,50)1/3 / 1,50] x 100 x 131
Vrd = 26.235 Kg > 22.440 Kg (verificato)
Verifica a deformabilità
fa = 5/384 x [(q x l4) / (E x J)]
fa = 5/384 x [(24,35 x 4304) / (336.750 x 533.330)]
fa = 0,060 cm
fb = Q x l3 / (48 x E x J)
fb = 20.000 x 4303 / (48 x 336.750 x 533.330)
fb = 0,18 cm
deformazione elastica massima 1/1.790 della luce di calcolo
Data
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Località:
A
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DICHIARAZIONE
Si attesta che le strutture presentate sono state calcolate e progettate a norma delle vigenti disposizioni di legge, che gli elaborati relativi depositati sono completi e sufficienti ad individuare e definire esattamente le opere da eseguire e che i materiali di cui si prevede l'impiego e
rispettive dosature sono idonei in relazione alle sollecitazioni assunte a base dei calcoli. Ci si
impegna inoltre a presentare prima della loro esecuzione al Genio Civile, gli eventuali disegni
esecutivi di completamento o varianti delle strutture medesime caratteristiche di cui sopra.
Il progettista
Ing. Moreno Chiappa
Data
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Corna-Boarolo a Sotto il Monte Giovanni XXIII
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