Paniere Complementi progetto strutture risposte multiple

Set Domande: PROGETTO DI STRUTTURE

INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE (D.M. 270/04)

Docente: Comodini Fabrizio

L’obiettivo della progettazione strutturale è quello di garantire che l’opera assolva la funzione per cui è stata

progettata mantenendo un prefissato livello di sicurezza. Per sicurezza strutturale in generale si intende il

Lezione 002 grado di protezione nei confronti di persone e beni rispetto ad uno stato limite prefissato. Per stato limite si

intende il livello prestazionale atteso per l’opera , rispetto a specifiche condizioni di carico. Lo stato limite più

evidente e quello fissato rispetto al collasso delle strutture, ma in generale uno stato limite può essere anche

definito come quel livello oltre il quale si ha una perdita di funzionalità della struttura. Il concetto di sicurezza

01. L'obiettivo della progettazione strutturale è : va rapportato alla vita della costruzione poiché in base a questa si dovrà verificare che il degrado delle

strutture non precluda le prestazioni attese. La vita della costruzione viene denominata dalla normativa “vita di

Garantire un giusto quantitativo di materiale strutturale. riferimento”. Pertanto si può definire il concetto di affidabilità, come la capacità di soddisfare la funzione

richiesta, in determinate condizioni d’uso e per un fissato tempo di missione.

Garantire che l'opera assolva la funzione per cui è stata progettata mantenendo un adeguato livello di sicurezza.

Garantire che tutti gli elementi strutturali soddisfino le verifiche a flessione e taglio. La definizione del livello di rischio accetto per il collasso delle costruzioni e

molto complesso. Se in prima battuta appare immediato affermare che deve

Garantire che tutti gli elementi strutturali rimangano in campo elastico. essere più basso possibile in modo da scongiurare il collasso delle strutture

dall’altro canto, un maggior livello di protezione corrisponde a costi di

costruzione maggiori. Il settore delle costruzioni nell’ economia generale di una

nazione costituisce uno dei settori più rilevanti, pertanto il legislatore deve

02. La probabilità che un edificio raggiunga uno stato limite di esercizio è: tener in conto nella definizione di Pf* dell’incidenza dei costi di costruzione sia

sulla spesa pubblica che privata, la cui potenzialità rispecchia le condizioni di

sviluppo economiche del paese. In questo contesto è ragionevole accettare che

Non è obbligatorio verificare che l'edificio raggiunga lo stato limite di esercizio. la probabilità che un solaio vibri troppo in una abitazione ( Stato limite di

esercizio) sia maggiore della probabilità che la struttura raggiunga il collasso

(Stato limite ultimo). Inoltre pare evidente che la probabilità di collasso di una

Maggiore della probabilità che lo stesso edificio raggiunga lo stato limite di collasso (SLC) struttura residenziale sia maggiore di quella di una struttura con funzione

pubblica soggetta a grande affollamento.

La probabilità che un edificio raggiunga lo stato limite di esercizio e lo stato limite ultimo è uguale.

Minore della probabilità che lo stesso edificio raggiunga lo stato limite di collasso (SLU)

I carichi e le azioni a cui sono sottoposte le strutture e le resistenze dei materiali non è certo che

03. Che cosa significa "prestazione attesa" per una costruzione : assumano i valori di progetto. Le resistenze dei materiali “reali” dipendono infatti dalla qualità del

processo costruttivo, dell’invecchiamento e dall’interazione con l’ambiente esterno. Allo stesso

Garantire che non avvengano cedimenti in un tempo fissato (T). modo anche le azioni prodotte dalla neve o da un terremoto non sono note con certezza al

momento del progetto. La valutazione dei margini di sicurezza di una costruzione è un problema

correlato al grado di conoscenza dei fattori che regolano la meccanica strutturale. La conoscenza

Mantenimento della funzionalità in un tempo fissato (T). dei fenomeni che governano il sistema è affetto da aleatorietà e per questo che bisogna utilizzare

un metodo che tenga conto di questo in modo razionale ed economico. Si ricorre pertanto alla

teoria della probabilità che codifica la fiducia che si può avere rispetto all’esito di un fenomeno

Garantire che in un tempo fissato (T) la costruzione non abbia bisogno di manutenzione ordinaria.

noto solo in base alla conoscenza egli aspetti che lo descrivono. In particolare per le strutture, la

prestazione attesa, potrebbe essere il mantenimento della funzionalità nella vita (T). Da ciò

consegue che l’affidabilità di un sistema R(T) è la probabilità che la struttura sia funzionante,

Garantire che non avvengano fessurazioni in un tempo fissato (T). secondo i criteri stabiliti, al tempo T.

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Docente: Comodini Fabrizio

Sulla base delle considerazioni precedentemente esposte venne proposto un modello di

valutazione basato sul confronto fra le sollecitazioni e le resistenze. In questo caso solo

Lezione 003 le strutture che rispettano una certa probabilità di collasso accettata risultano verificate.

Il metodo proposto dalla normativa italiana è un metodo semplificato, denominato

appunto “semiprobabilistico agli stati limite” che si formalizza nelle seguente

01. Come si applica in pratica il "Metodo semi-probabilistico agli stati limite" :

espressione : ∑γq Qi ≤ Rn / γm

Essa rappresenta il rapporto tra scalari dove Rn, resistenza nominale dei materiali, è

stabilita a partire dalle caratteristiche meccaniche dei materiali ridotti di opportuni

Eseguendo i calcoli secondo opportune combinazioni dei carichi e delle azioni. coefficienti (γm ), mentre le azioni nominali Qi vengono amplificati da coefficienti (γq),

che tengono in conto delle incertezze e per garantire il collasso strutturale.

Amplificando con opportuni coefficienti parziali di sicurezza i carichi e le azioni esterne.

Eseguendo i calcoli con i valori caratteristici delle resistenze dei materiali.

Riducendo le caratteristiche meccaniche dei materiali e amplificando i carichi e le azioni caratteristiche con opportuni coefficienti parziali di sicurezza.

02. Nota la funzione distribuzione di probabilità delle resistenze di un determinato materiale è possibile determinare la resistenza caratteristica con la seguente

relazione : In pratica, i valori di progetto per le sollecitazioni e per le resistenze si ottengono

Resistenza caratteristica R minorando i termini da cui dipende R e maggiorando quelli da cui dipende S attraverso, i

k cosiddetti fattori parziali di sicurezza. Minorare una variabile aleatoria è in linea di

σ

R = R +1.64δ = R – 1.64 frattile inferiore

R principio impossibile in quanto essa per definizione è ignota. Infatti sia per le resistenze

k m R k m R che per le azioni si considerano valori che hanno percentile (probabilità) di accadimento

Azione caratteristica S molto basso nel primo caso e molto alto nel secondo caso, quindi rispettivamente molto

p(x=R)

k

R = R +1.64

k m probabilmente superati e non superati. Questo traduce la disuguaglianza R>S,

1

σ σ

σ

S = S + 1.64 frattile superiore espressione di valutazioni probabilistiche, in Rd >Sd che è un confronto tra scalari in cui

k m S il pedice “d “sta per design. Rd eSd sono i valori di progetto e rappresentano

R = R -1.64δ 5%

m k R rispettivamente il limite superiore da attribuire alle resistenze ed il limite inferiore da

σ attribuire alle sollecitazioni. Pertanto con questo metodo la verifica consiste nel

1.64 confrontare due numeri senza dover calcolare la probabilità. Tuttavia i termini confrontati

R = R -1.64δ

k m R sono indirettamente collegati alla probabilità di collasso attraverso la distribuzione delle

R R variabili di cui rappresentano particolari percentili.

k m

03. Con riferimento alla seguente immagine indicare come si esplica la verifica di sicurezza secondo il metodo semi-probabilistico agli stati limite.

Metodo semiprobabilistico degli stati limite Coefficienti parziali

di sicurezza:

Si suppongono distribuzioni S(x) e R(x) indipendenti γ per le azioni

s

γ per i materiali

→ m

Calcolo dei valori caratteristici S delle azioni effetti (sollecitazioni)

k

(frattili 5% - 95%) R delle resistenze

k Stali Limite:

γ γ

Condizione di sicurezza S < R / 1) Ultimi

s k k m 2) Esercizio

γ x S <R /γ

m k k s

γ x S <R /γ

s k k m

S <R /γ

k k m

S <R

k k

04. Secondo quando stabilito dalle norme tecniche le costruzioni devo soddisfare i requisiti richiesti per i seguenti stati limite:

In particolare, secondo quanto stabilito nei capitoli specifici della Norma DM 08, le opere e le varie tipologie

Stato Limite Ultimo (SLU) strutturali devono possedere i seguenti requisiti:

- sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU): capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi,

totali o parziali, che possano compromettere l’incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni,

Stato Limite Ultimo (SLU) ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l’opera;

- sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): capacità di garantire le prestazioni previste per le

condizioni di esercizio; eccessiva fessurazione del calcestruzzo o altri fenomeni che possano ridurre la

Stato Limite di Esercizio (SLE) durabilità, l’efficienza e l’aspetto della struttura; spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso della

costruzione, degli impianti e dei macchinari che operano all’interno.

- robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all’entità delle

Adeguata robustezza nei confronti di azioni eccezionali. cause innescanti quali incendio, esplosioni, urti.

Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Il superamento di uno

Stato Limite Ultimo (SLU) stato limite di esercizio può avere carattere reversibile o irreversibile.

Adeguata robustezza nei confronti di azioni eccezionali.

Stato Limite Ultimo (SLU)

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Docente: Comodini Fabrizio

05. Osservando la seguente immagine che rappresenta due curve di distribuzione di probabilità delle resistenze associate a due differenti materiali da

costruzione, indicare quale dei seguenti commenti è corretto.

La curva blu rappresenta la distribuzione probabilistica di un materiale più affidabile.

La curva rossa (con minore dispersione dei valori) può essere associata ad una materiale da costruzione con processo realizzativo più controllato. Pertanto allo stesso sarà

possibile applicare un coefficiente parziale di sicurezza minore.

Le curve rappresentano il risultato statistico di due campagne di prove per lo stesso materiale da costruzione.

Se le curve di distribuzione probabilistica delle resistente, rappresentate in figura, fossero dei materiali calcestruzzo e acciaio, quella rossa sarebbe attribuibile sicuramente

al calcestruzzo.

06. Indicare il significato di resistenza caratteristica di un materiale strutturale. p(x=R) 1

σ σ

E' il valore corrispondente alla deviazione standard della distribuzione gaussiana delle resistenze del materiale. 5% σ

Il valore della resistenza corrispondente al frattile del 5 1.64

R R

E' il valore corrispondente al frattile del 5 ‰ della distribuzione gaussiana delle resistenze del materiale. k m

Resistenza caratteristica R

k

σ

= R – 1.64 frattile inferiore

R k m R

E' il valore medio della distribuzione gaussiana delle resistenze del materiale Azione caratteristica S

k

E' il valore corrispondente al frattile del 95‰ della distribuzione gaussiana delle resistenze del materiale. σ

S = S + 1.64 frattile superiore

k m S

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Lezione 005

01. Come vengono determinati i carichi di esercizio agenti sui solai di un edificio per civile abitazione.

2

Vengono forniti dalla normativa in modo forfettario e valgono 3.0 kN/m 2

Vengono forniti dalla normativa in un apposita tabella e nel caso specifico valgono 2.0 kN/m

Si analizza l'indice di affollamento per quel tipo di struttura e da questo si ricava un carico al metro quadrato.

Si stimano diversamente per ogni ambiente della civile abitazione, in base alla destinazione d'uso.

1) PESO (forza di gravità) dei materiali

02. I carichi gravitazionali agenti su una struttura sono in generale distinti in : ⇒

Materiali strutturali "peso proprio" : calcestruzzo

acciaio

Pesi propri, carichi permanenti e carichi di servizio o accidentali. murature

.....

Pesi propri e carichi di servizio. ⇒ sovraccarichi permanenti : pavimento

Materiali portati

Pesi propri e carichi Permanenti stoccaggi

⇐

Neve latitudine, altitudine, zona climatica

Carichi permanenti e carichi accidentali. ⇒ sovracc. accidentali : carichi di esercizio (normativa)

Carichi mobili/variabili

Carico di esercizio = carico "convenzionale"

03. Per le verifiche dovute alla presenza di carichi concentrati sui solai si deve procedere :

Applicando un carico concentrato caratteristico fornito dalle norme in funzione della destinazione d'uso dell'edificio e ripartito su idoneo area d'impronta.

Applicando una forza concentrata forfettaria, desunta da manuali di calcolo.

Applicando una forza concentrata pari al peso esercitato dal mobile più pesante presente nell'ambiente.

Applicando un carico concentrato caratteristico fornito dalle norme in funzione della destinazione d'uso dell'edificio e ripartito su idoneo area d'impronta. Eseguendo una

verifica di tipo locale senza sovrapposizione degli effetti con quelli dovuti dai carichi di servizio ripartiti. Ai fini della ripartizione locale sui solai, il carico si considera applicato all'estradosso del pavimento

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Lezione 006

01. Per il carico neve quali delle seguenti affermazioni è corretta:

Il carico neve presenta una distribuzione triangolare con il valore massimo al colmo della copertura e minimo in gronda. Questo per tenere in conto gli effetti dell'accumulo

della neve.

Il carico neve presenta una distribuzione costante indipendentemente dalla forma della copertura.

Il carico neve presenta distribuzione diverse in funzione della forma della copertura ed il parametro con cui si tiene conto di questo effetto è µ e può assumere valori

diversi in funzione dell'angolo di inclinazione della singola falda.

Il carico neve presenta distribuzione diverse in funzione della forma della copertura ed il parametro con cui si tiene conto di questo effetto è µ e può assumere valori

compresi tra 0.8 - 1.6.

02. Con riferimento all’espressione per il calcolo dell’azione della neve, indicare quale delle seguenti affermazioni è corretta relativamente alla definizione del

coefficiente di forma µ coefficienti di forma per le tipologie di copertura ad una, a due

o a più falde, al variare dell’angolo α di inclinazione della falda

sull’orizzontale espresso in gradi sessagesimali.

Nessuna delle altre risposte.

Il coefficiente di forma µ varia in funzione della configurazione della copertura, ma non dell’angolo di inclinazione delle falde .

Il coefficiente di forma µ varia in funzione dell’angolo di inclinazione delle falde e della configurazione della copertura.

Il carico neve al suolo dipende dalle condizioni locali di clima e di esposizione, considerata la variabilità

delle precipitazioni nevose da zona a zona. In mancanza di adeguate indagini statistiche e specifici studi

locali, che tengano conto sia dell’altezza del manto nevoso che della sua densità, il carico di riferimento

Il coefficiente di forma µ è sempre costante. neve al suolo, per località poste a quota inferiore a 1500 m sul livello del mare, non dovrà essere

assunto minore di quello calcolato in base alle espressioni riportate nel seguito, cui corrispondono

valori associati ad un periodo di ritorno pari a 50 anni. Tale zonazione non può tenere conto di aspetti

specifici e locali che, se necessario, dovranno essere definiti singolarmente. L’altitudine di riferimento

as è la quota del suolo sul livello del mare nel sito di realizzazione dell’edificio. Per altitudini superiori a

1500 m sul livello del mare si dovrà fare riferimento alle condizioni locali di clima e di esposizione

03. Il carico caratteristico della neve al suolo q e determinato :

sk utilizzando comunque valori di carico neve non inferiori a quelli previsti per 1500 m.

E' indicato dalle norme come valore caratteristico in funzione dell'area geografica e per un tempo di ritorno pari a 50 anni.

E' indicato dalle norme come valore caratteristico in funzione dell'area geografica , dell'altitudine per un tempo di ritorno pari a 50 anni.

E' indicato dalle norme come valore caratteristico in funzione dell'area geografica , dell'altitudine e per un tempo di ritorno pari a 30 anni.

E' stabilito dalle norme in funzione dell'altitudine del sito oggetto di intervento.

04. Il carico neve sulle coperture si determina con la seguente espressione :

Il carico di