Appunti di Tecnica delle costruzioni

APPUNTI DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI

NTC 2018

A.A. 2021-2022

A CURA DELL’ALLIEVO INGEGNERE: Calogero Frangiamore

DOCENTE DEL CORSO: Prof.ssa Ing. Marinella Fossetti

• Definizione degli stati limite

• Definizione delle combinazioni delle azioni

• Appunti sulla valutazione dell’azione sismica

• Appunti sulla verifica agli Stati Limite Ultimi per

tensioni normali

• Appunti sulla verifica agli Stati Limite Ultimi per

tensioni tangenziali da taglio

La stesura di questi appunti ha richiesto un lungo e faticoso lavoro di scrittura e revisione. A pochi giorni

dall’esame, iniziai a pensare ripetutamente che non sarei mai riuscito a superare quello scoglio

apparentemente insormontabile. Alla fine, però, è stato un successo!

L’esame di Tecnica delle Costruzioni mi ha insegnato a credere nei miei metodi, a ragionare con la mia testa,

ad interrogarmi sempre sul perché dei meccanismi che studio e a perseverare proprio quando tutto sembra

andare in peggio.

Dedico questo lavoro a chi ha fede, perché la fede conduce dove la logica non può arrivare. A chi ama

scoprire. A chi non si arrende mai.

“La vita è come andare in bicicletta. Per restare in equilibrio devi muoverti”.

(Albert Einstein)

INDICE:

1) SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE:………………………………………………………………………………………….Pag. 1

o L’EDIFICIO IN CALCESTRUZZO ARMATO: Struttura Portante:………………………………………Pag. 2

o NTC 2018: 7.2.2. CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE DEI SISTEMI

STRUTTURALI:……………………………………………………………………………………………………………..Pag. 4

▪ ELEMENTI STRUTTURALI PRIMARI (ST):………………………………………………………….Pag. 4

▪ ELEMENTI STRUTTURALI SECONDARI:…………………………………………………………..Pag. 11

o I CARICHI SOSTENUTI DALLA STRUTTURA PORTANTE DI UN EDIFICIO IN CALCESTRUZZO

ARMATO:…………………………………………………………………………………………………………………..Pag. 13

o I 3 PARAMETRI PER LA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN BASE ALLE NTC 2018:

RESISTENZA, RIGIDEZZA E DUTTILITA’:……………………………………………………………………..Pag. 16

▪ DUTTILITA’ DEL MATERIALE:……………………………………………..………………………...Pag. 17

o VERIFICHE DI SICUREZZA:………………………………………………………………………………………….Pag. 19

▪ STATI LIMITE DI ESERCIZIO:…………………………………………………………………………..Pag. 24

• STATO LIMITE DI OPERATIVITA’:………………………………………………………Pag. 24

• STATO LIMITE DI DANNO:…………………………………………………………………Pag. 25

▪ STATI LIMITE ULTIMI:…………………………………………………………………………………….Pag. 27

• STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA:…………………………………Pag. 27

• STATO LIMITE DI PREVENZIONE DEL COLLASSO:………………………………Pag. 28

▪ CONDIZIONE DI VERIFICA STRUTTURALE:……………………………………………………..Pag. 29

o SINTESI DEL PERCORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE:……………………………………..Pag. 30

o SICUREZZA STRUTTURALE: RICHIAMI DI TEORIA DELLA PROBABILITA’:…………………….Pag. 31

o METODO SEMIPROBABILISTICO AGLI STATI LIMITE:………………………………………………… Pag. 35

▪ FATTORI PARZIALI DI SICUREZZA ASSOCIATI ALLA RESISTENZA DEL MATERIALE

(γ ):……………………………………………………………………………………………………………..Pag. 36

m • PROVE DI RESISTENZA SUL CALCESTRUZZO E SULL’ACCIAIO:…………..Pag. 37

▪ FATTORI PARZIALI DI SICUREZZA ASSOCIATI ALLE AZIONI GRAVANTI SULLA

STRUTTURA (γ ):………..…………………………………………………………………………………Pag. 38

F

o CENNI SUL METODO DETERMINISTICO (O METODO DELLE TENSIONI

AMMISSIBILI):……………………………………………………………………………………………………………Pag. 39

o CENNI SUL METODO PROBABILISTICO:……………………………………………………………………..Pag. 42

o AZIONI SULLE COSTRUZIONI: CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI:…………………………………Pag. 42

▪ IN BASE AL MODO DI ESPLICARSI:…………………………………………………………………Pag. 42

▪ IN BASE ALLA RISPOSTA DELLA STRUTTURA:………………………………………………..Pag. 44

▪ SECONDO LA VARIAZIONE DELL’INTENSITA’ DELLE AZIONI NEL TEMPO:………Pag. 47

o AZIONI SULLE COSTRUZIONI: COMBINAZIONI DELLE AZIONI:……………………………………Pag. 48

▪ COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA (γ):……………………………………………………Pag. 50

▪ COEFFICIENTI DI COMBINAZIONE (Ψ):………………………………………………………….Pag. 55

▪ COMBINAZIONI DELLE AZIONI (SECONDO LE NTC 2018):………………………………Pag. 60

2) APPUNTI SULLA VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA:………………………………………………………….Pag. 62

o PERICOLOSITA’ SISMICA:……………………………………………………………………………………………Pag. 63

o SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI:………………………………………………………………………………….Pag. 66

o ANALISI STATICA LINEARE.…………………………………………………………………………………………Pag. 75

3) APPUNTI SULLA VERIFICA AGLI SLU PER TENSIONI NORMALI:……………………………………………….Pag. 77

▪ CALCESTRUZZO:…………………………………………………………………………………………….Pag. 78

▪ ACCIAIO:……………………………………………………………………………………………………….Pag. 80

o RESISTENZE DI CALCOLO:…………………………………………………………………………………………..Pag. 80

▪ CALCESTRUZZO:…………………………………………………………………………………………….Pag. 81

▪ ACCIAIO:……………………………………………………………………………………………………….Pag. 82

o LEGAMI COSTITUTIVI CONVENZIONALI:…………………………………………………………………….Pag. 83

▪ LEGAMI COSTITUTIVI CONVENZIONALI PER IL CALCESTRUZZO CON CLASSI

≤C50/60:………………………………………………………………………………………………………Pag. 83

• MODELLO PARABOLA-RETTANGOLO:………………………………………………Pag. 83

• MODELLO TRIANGOLO-RETTANGOLO:.……………………………………………Pag. 84

• MODELLO RETTANGOLO (STRESS-BLOCK):……………………………………….Pag. 84

▪ LEGAMI COSTITUTIVI CONVENZIONALI PER L’ACCIAIO:………………………………..Pag. 86

o VERIFICHE DI SICUREZZA AGLI STATI LIMITE:……………………………………………………………..Pag. 88

▪ VERIFICHE AGLI SLU IN TERMINI DI RESISTENZA:…………………………………………..Pag. 91

o VERIFICHE AGLI STATI LIMITE ULTIMI PER TENSIONI NORMALI:………………………………..Pag. 92

▪ CAMBIO DI CONVENZIONE SUI SEGNI DELLE CARATTERISTICHE DELLA

SOLLECITAZIONE:………………………………………………………………………………………….Pag. 92

▪ MODELLO DI CALCOLO:…………………………………………………………………………………Pag. 98

• SCHEMATIZZAZIONE GRAFICA DELLA POSIZIONE REALE DELLA SEZIONE

DEFORMATA:……………………………………………………………………………………Pag. 99

• σ

SCHEMATIZZAZIONE GRAFICA DELLE TENSIONI DELLA SEZIONE

DEFORMATA:………………………………………………………………………………….Pag. 101

o σ

RICAVARE LA TENSIONE A CUI E’ SOGGETTA CIASCUNA FIBRA

DELLA SEZIONE:…………………………………………………………………Pag. 105

➢ CALCESTRUZZO:…………………………………………………….Pag. 105

➢ ACCIAIO:……………………………………………………………….Pag. 107

o σ-X:………………………………………Pag.

COSTRUIRE IL DIAGRAMMA 109

➢ σ-X

DIAGRAMMA DEL CALCESTRUZZO:………………..Pag. 111

➢ σ-X

DIAGRAMMA DELL’ACCIAIO:………………………….Pag. 115

➢ σ(x):…………Pag.

ASSEMBLAGGIO DEI DUE DIAGRAMMI 117

o LIMITI DI RESISTENZA DELLA SEZIONE: CONFIGURAZIONI ULTIME:…………………………Pag. 122

o LIMITI DI RESISTENZA DELLA SEZIONE: EQUAZIONI DI EQUILIBRIO:…………………………Pag. 126

▪ σ-ε

LEGAME COSTITUTIVO DEL CALCESTRUZZO DI TIPO PARABOLA-

RETTANGOLO:………………………………………………………………………………………….…Pag. 126

▪ σ-ε

LEGAME COSTITUTIVO DEL CALCESTRUZZO DI TIPO STRESS-

BLOCK:………………………………………………………………………………………………….…….Pag. 131

o LIMITI DI RESISTENZA DELLA SEZIONE: PROBLEMA DI PROGETTO E PROBLEMA DI

VERIFICA:…………………………………………………………………………………………………………………Pag. 135

▪ PROBLEMA DI PROGETTO:.…………………………………………………………………………Pag. 135

▪ PROBLEMA DI VERIFICA:……………………………………………………………………………..Pag. 137

• DOMINIO DI ROTTURA:….………………………………………………………………Pag. 137

o EQUAZIONI DI EQUILIBRIO E CAMPI DI ROTTURA:………………………………………………….Pag. 146

4) APPUNTI SULLA VERIFICA ALLO SLU PER TENSIONI TANGENZIALI DA TAGLIO:……………………Pag. 156

o VERIFICA AGLI STATI LIMITE ULTIMI PER TENSIONI TANGENZIALI DA

TAGLIO:……………………&he