Appunti completi di Costruzioni edili - Parte 1

P

Le pressioni statiche di progetto max v max v v

Si considera il valore maggiore che troviamo dalle due formule; dove p = pressione statica uniformemente

v

distribuita; A = area delle aperture di sfogo; V = volume ambiente. In ambienti confinati comuni le finestre

v

sono le aperture di sfogo mentre negli ambienti ciechi vengono disposte apposite aperture di sfogo.

Le azioni sismiche

Si tratta di azioni prevalentemente orizzontali ma anche le componenti verticali non sono certo da

che si ricava, per ciascun tipo

trascurare. Le azioni sismiche sono valutate per un periodo di riferimento V

R

di costruzione, mediante con V = vita nominale, C = coefficiente d’uso, variabile con le classi

V V

= ∙ C N U

R N U

d’uso.

Le classi d’uso sono rapportate alle conseguenze derivanti da una interruzione di operatività o dal collasso:

• Classe 1: costruzioni con presenza occasionale di persone (edifici agricoli)

• Classe 2: costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti e senza funzioni pubbliche e sociali

essenziali (infrastrutture, industrie)

• Classe 3: costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi (infrastrutture, industrie, scuole)

• Classe 4: costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti (infrastrutture, industrie,

ospedali, edifici di comando o controllo)

Per V si possono avere Periodi di riferimento molto differenti: il minimo ritenuto accettabile è pari a 35

N

anni ma si possono raggiungere altresì anche valori pari a 200 anni. Le azioni sismiche di progetto si

definiscono a partire dalla pericolosità sismica del sito di costruzione, che è data dalla probabilità che, in un

fissato lasso di tempo (Periodo di riferimento) in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno

pari ad un valore prefissato. La probabilità è detta Probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di

riferimento P .

VR

Gli stati limite di esercizio sono così definiti:

• la costruzione non deve subire danni ed interruzioni d’uso

Stato limite di operatività (SLO):

significativi. P 81

VR

• La costruzione deve mantenersi immediatamente utilizzabile pur

Stato limite di danno (SLD):

nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature. P 63%



VR

• la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non

Stato limite di salvaguardia della vita (SLV):

strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali. P 10%



VR

• danni e crolli ai componenti non strutturali e danni

Stato limite di prevenzione del collasso (SLC):

molto gravi dei componenti strutturali. P 5%



VR

In relazione alle differenti probabilità di superamento vengono individuati i Tempi di ritorno di riferimento

del sisma di progetto mediante una formula, si ottiene: VR= 50 VR= 200

+G +P+ ψ ∙Qk1+ ψ ∙Q +… la forza sismica E da applicare alla struttura è

Nella combinazione sismica E+G

1 2 21 22 k2

una forza d'inerzia, che dipende quindi dalla massa dell'elemento strutturale considerato e dalla

accelerazione a cui è sottoposto durante l'azione sismica. Tale forza sismica può avere componenti sia

orizzontali (scomponibili nelle 2 direzioni) che verticali: sebbene siano le prime ad originare i danni più

rilevanti, sono le seconde a "tirare giù" un fabbricato (già molto danneggiato dagli spostamenti orizzontali).

Le caratteristiche del moto sismico registrato in un sito possono essere descritte in termini di accelerazione

al suolo. L'evento può essere descritto da un accelerogramma che ci permette di individuare l’accelerazione

massima e la durata nel tempo. Ma le caratteristiche del moto sismico per una fissata P , si ritengono

vR

individuate quando si conosca, oltre all’accelerazione massima, il corrispondente Spettro di risposta

che è il luogo dei punti corrispondenti alla massima accelerazione con

elastico in accelerazione:

smorzamento convenzionale del 5%.

Le azioni sismiche di progetto

A partire dai valori delle accelerazioni al suolo a si ottengono le azioni sismiche di progetto mediando i

g dove: S è il coefficiente che tiene conto della

valori di accelerazione con altri termini: S (T)= a ∙ ∙ ∙

S ɳ F

e g 0

categoria di sottosuolo; ɳ= è il fattore che altera lo spettro elastico per coefficienti di smorzamento viscosi;

F = è il fattore che quantifica l’amplificazione spettrale massima. L'amplificazione stratigrafica e

0 Se il contesto di progetto risulta avere differenze significative rispetto alle situazioni-tipo

topografica:

potrebbe risultare opportuno da parte del progettista valutare questa differente condizione del contesto.

Quindi l'amplificazione stratigrafica è valutata in relazione alle diverse tipologie stratigrafiche del terreno

ed è in grado di modificare notevolmente gli spettri di risposta. L'amplificazione topografica è valutata in

funzione dell’ubicazione dell’opera o dell’intervento; la variazione del coefficiente è definita da un

decremento lineare con l’altezza del pendio o rilievo, dalla sommità fino alla base.

2-3-4 Le (possibili) cause di crollo

Non è opportuno affrontare qui questo tema a cui sono dedicate le Unità didattiche afferenti alla Tecnica

delle costruzioni. Si può dire però che tra le possibili cause all’origine di crollo (anche parziale) di un edificio

ci possono essere: la perdita dell’equilibrio e il superamento dei limiti di resistenza.

Equilibrio e Resistenza diventano quindi due concetti chiave per affrontare il problema della stabilità. Tali

fenomeni coinvolgono spesso elementi non strutturali, con conseguenze anche gravi per gli occupanti. (es.

controsoffitti)

5-Materiali, prodotti, norme di esecuzione

Analizziamo alcune delle caratteristiche che devono avere i materiali utilizzati nelle strutture portanti dei

fabbricati e cioè:

• Strutture in calcestruzzo armato

• Strutture in muratura

• Strutture in legno

• Strutture in acciaio

Tale conoscenza può consentirci di identificare correttamente questi materiali in un capitolato speciale

d’appalto (anche in relazione alle modalità di posa in opera).

Strutture in calcestruzzo armato

Le strutture di calcestruzzo armato devono risultare conformi al complesso delle norme europee che le

riguardano e che sono dedicate:

• alle regole per la loro progettazione;

• alla composizione del calcestruzzo e alle caratteristiche dei materiali impiegati,

• alle modalità di esecuzione delle strutture

• alle modalità di valutazione delle prestazioni della struttura finita.

Nella impostazione di un cantiere di lavorazione ci si trova di fronte a 2 possibilità riguardo alla produzione

della miscela di calcestruzzo:

1. Il calcestruzzo verrà prodotto in una centrale di betonaggio allestita in cantiere:

il progettista dovrà preparare una specifica di calcestruzzo a che dovrebbe

composizione garantita

contenere:

• dosaggio di cemento;

• tipo e la classe di resistenza del cemento;

• rapporto acqua/cemento o la consistenza;

• tipo, categorie e contenuto massimo di cloruri nell’aggregato;

• dimensione massima dell’aggregato e limitazioni granulometriche;

• tipo e quantità di additivo o di aggiunta, se impiegati; nonché provenienza di tali componenti e del

cemento.

2. Il calcestruzzo verrà prodotto in uno stabilimento e poi portato in cantiere con delle betoniere: il

progettista dovrà preparare una specifica di calcestruzzo a che dovrebbe

prestazione garantita

contenere:

• Classe di resistenza del calcestruzzo;

• Classe di esposizione e di consistenza;

• Classe di contenuto di cloruri;

• Dimensione massima nominale dell’aggregato

• Massa volumica (se prestabilita)

• Valori limite della composizione del calcestruzzo (se stabiliti)

• Tipo e classe di resistenza del cemento (se stabiliti)

Le a prestazione garantita sono quelle attualmente previste nelle norme tecniche vigenti in Italia.

specifiche

La prescrizione del calcestruzzo all’atto del progetto deve riportare almeno la classe di resistenza e

consistenza, il diametro massimo dell’aggregato e sia la resistenza cubica che quella cilindrica. La resistenza

caratteristica a compressione R è definita come la resistenza per la quale si ha il 5% di probabilità di

ck

trovare valori inferiori. Si riferisce a provini confezionati e stagionati. Ciò vuol dire che nelle prove ci

saranno alcuni rovini con valori di resistenza inferiori a quanto previsto nella specifica senza che questo

implichi necessariamente una non conformità della fornitura.

Il riguarda il cls prodotto durante l’esecuzione dell’opera, con prelievo effettuato dagli impasti al

controllo

momento della posa in opera dei relativi elementi strutturali. Infatti il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di

eseguire controlli sistematici in corso d’opera per verificare la conformità delle caratteristiche del cls messo

in opera rispetto a quello stabilito dal progetto. Ulteriori controlli complementari vengono eseguiti dove

necessario a completamento delle prove di accettazione. Il controllo di accettazione va eseguito su miscele

omogenee e si configura in funzione del quantitativo di calcestruzzo:

• 3

.

controllo di tipo A: è riferito ad un quantitativo di miscela omogenea < di 300m

• controllo di tipo B: è un controllo di tipo statico che è obbligatorio per le opere strutturali che

3

richiedono l’impiego di più di 1500m di miscela omogenea.

Il controllo di accettazione è positivo ed il quantitativo di cls accettato se risultano verificate le

disuguaglianze in tabella:

Inoltre è possibile passare dal valore caratteristico al valore medio della resistenza cilindrica mediante la

2

= f +8 [N/mm ]

formula: f

cm ck

Se invece l’opera non è conforme ai controlli di accettazione si dovrà procedere ad una verifica del

calcestruzzo messo in opera. Qualora gli ulteriori controlli confermino i risultati ottenuti, si dovrà procedere

ad un controllo teorico e sperimentale della sicurezza della struttura. Se anche questo controllo risultasse

insodisfaccente si può dequalificare l’opera ovvero demolirla. L’elemento innovativo della normativa

europea è l’importanza riconosciuta al che gli elementi strutturali dovranno affrontare

tipo di esposizione

nella vita utile; è in relazione alle condizioni di esposizione che dovranno essere formulate le richieste di

prestazione e il mix design del con