Ingegneria sismica - progetto di un edificio a struttura intelaiata in zona sismica

G

2 solaio 2

5

6

Il peso proprio dei tramezzi è stato uguagliato ad un carico permanente uniformemente

distribuito (NTC08 3.1.3.1).

Nel caso del solaio di copertura, l’aliquota di peso costituita dall’incidenza tramezzi è

sostituita da quello dello strato di impermeabilizzazione.

Tabella 4 Peso solaio copertura Peso strutturale SOLAIO DI COPERTURA

Altezza Larghezza Lunghezza Materiale Peso Peso

Elemento Materiale proprio

kN/mc kN/mc

m m m 3

G

1 solaio .

Peso non strutturale SOLAIO DI COPERTURA 1

Altezza Larghezza Lunghezza Materiale Peso Peso

9

Elemento Materiale proprio

kN/mc kN/mc

m m m Congl. Leggero

0.04 1 1 1 0

Massetto 5 .

Malta cement.

0.02 1 1 1 0.

Intonaco 6

8 3

Guaina

- - - - 0

Imperme 6

.

b. 1.

G

2 solaio 4

cop. 3

6

In base alla categoria d’uso, i carichi variabili gravanti sul solaio si assumono pari a:

2

q = 2 kN⁄m

solaio

Poiché la struttura che si sta realizzando presenta una copertura accessibile per la sola

manutenzione, è necessario assegnare anche a questa il carico variabile relativo. Riferendosi

al punto H1 della tabella 3.1.I delle NTC08 risulta: 2

⁄

q = 0,5 kN m

solaio cop.

Per il solaio di copertura, bisogna inoltre considerare l’azione della neve ancora più gravosa

nel caso in esame di copertura piana. 9

–Relazione –

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Tabella 5 Carico neve

AZIONE DELLA NEVE

q [kN/mq] 1,5

sk 9

µ 0,8

i 0

C 1,0

E 0

C 1,0

t 0

q [kN/mq] 1,2

neve 7

Si riportano di seguito delle tabelle riassuntive relative ai solai residenziali e al

solaio di copertura: Tabella 6 Carichi solai

SOLAIO RESIDENZIALE

G +G [kN/mq] 5.7

1 solaio 2 solaio 5

q [kN/mq] 2.0

solaio 0

SOLAIO DI COPERTURA

G + G 4.5

1 solaio cop. 2 solaio 5

[kN/mq]

q [kN/mq] 0.5

cop. solaio cop. 0

q [kN/mq] 1,2

neve 7

3.2 Vano Scala

La scala ha la funzione di collegamento dei diversi impalcati dell’edificio e svolge un ruolo importante

nell’evacuazione del fabbricato in caso di sisma. Essa deve offrire una resistenza elevata senza però

determinare un irrigidimento che in presenza di terremoto provocherebbe una inagibilità della stessa data

l’attesa plasticizzazione della struttura.

Le rampe si configurano come strisce di solaio rampanti in cui i gradini non hanno una specifica funzione

strutturale, ma costituiscono parte del peso proprio della scala e la soletta è realizzata interamente in

cemento armato. In tale schema, si considera il contributo irrigidente ai telai nella direzione delle rampe, in

quanto il collegamento degli impalcati effettuato dalle solette rampanti costituisce un irrigidimento non

trascurabile (a differenza di quanto accade per lo schema con travi a ginocchio e gradini a sbalzo). Poiché

l’altezza di interpiano risulta pari a 3 m si è deciso di adottare 20 alzate da 0,15 m con una pedata di 0,3

m. Inoltre, l’inclinazione della rampa è di 26,5°. Lo schema utilizzato è riportato in Figura 8.

10

–Relazione –

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Figura 5 Sezione scala

Tabella 7 Peso vano scala Peso strutturale VANO SCALA

Altezza Larghezza Lunghezza Materiale n° Peso Peso

Elemento Materiale proprio

kN/mc kN/mc

m m m

0.15 1 1 Cls armato - 2 3.7

Soletta 5 5

3.7

G

1

scala 5

Peso non strutturale VANO SCALA

Altezza Larghezza Lunghezza Materiale n° Peso Peso

Elemento Materiale proprio

m m m k kN/m

kN/mc kN/mc

m m m N q

/

0.15 0.3 1 Cls armato 3.33 2 1.875

Gradini m 5

0.02 1 1 Malta cem. - 1 0.3

Intonaco c 8 6

- - - Marmo - - 0.

Marmo e sott. 8

3.0

G

2

scala 4

I carichi variabili agenti sulla scala si riferiscono alla categoria C in quanto ambienti suscettibili ad

affollamento: 2

q = 4 kN⁄m

scala

riassumendo: 11

–Relazione –

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VANO SCALA

G + G 6,7

1 scala 2 scala 9

[kN/mq]

q [kN/mq] 4,0

scala 0

3.3 Tamponature

Le tamponature adottate sono realizzate con una doppia fodera interna ed esterna aventi spessore

complessivo di 25 cm. In particolare la fodera interna ha uno spessore di 10 cm e quella esternadi 15 cm. È

altresì previsto uno spessore di intonaco interno ed esterno di 2 cm.

Peso non strutturale TAMPONATURE

Spessore Materiale Peso Materiale Peso proprio

Elemento m kN/mc kN/mq

0.25 Laterizi 8 2

Fodere 0.02 Malta cem. 18 0.36

Intonaco 2.36

G

2 tamp

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–Relazione –

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4. PREDIMENSIONAMENTO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI

Il predimensionamento degli elementi strutturali quali travi, pilastri e pareti può essere condotto estraendo i

vari elementi dalla struttura intelaiata ed assumendo per essi schemi strutturali semplificati (tipicamente di

trave semi-incastrata).

4.1 Predimensionamento delle travi

L'analisi dei carichi trasmessi dal solaio sulle travi (analisi condotta per "luci di influenza") consente di

definire i carichi da assegnare a tali schemi semplificati.

Formule parimenti semplificate possono quindi, utilizzarsi per la valutazione delle massime sollecitazioni

(ad esempio dei massimi momenti flettenti) in base alle quali progettare le dimensioni da assegnare alle

varie sezioni.

I solai sono stati orditi a scacchiera in quanto si è adottato per tutti una forma quadrata 5x5.

Per il predimensionamento si sono scelte alcune delle travi più significative.

Figura 6 Aree di influenza travi

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–Relazione –

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Si valutano dapprima i carichi agenti per metro lineare considerando i carichi unitari degli elementi

precedentemente valutati. Per ciò che riguarda, invece, il peso proprio della trave, si ipotizza una sezione di

30x50 cm.

Le azioni sono calcolate attraverso la combinazione fondamentale (NTC 2008, 2.5.3):

dove i carichi permanenti e quelli variabili sono moltiplicati per i rispettivi coefficienti parziali di sicurezza.

Noto il carico complessivo agente sulla trave e il momento che ne deriva, in ipotesi di vincolo tipo semi-

incastro:

la base, si può procedere al calcolo dell’altezza mediante la seguente formula:

Fissata √

Si sceglie un valore di r compreso tra 0.016-0.018 per garantire una buona duttilità alla sezione.

Predimensionamento TRAVE B-C 2

L [m] 5

Luce A [mq] 25

Area influenza G [kN/mq] 6,79

solaio

Peso solaio q [kN/mq] 4,00

solaio

G [kN/m] 3,75

Peso proprio trave trave γ 1,3

G

Coefficiente di Sicurezza γ 1,5

Q

Q [kN/m] 41,94

Carico totale M [kN*m] 104,85

Momento massimo max r 0,018

Coefficiente r b [m] 0,30

Base trave h [m] 0,33

Altezza minima trave min

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–Relazione –

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Predimensionamento TRAVE A 1-2

L [m] 5

Luce A [mq] 2

Area influenza 5

G [kN/mq] 5,7

solaio

Peso solaio 5

q [kN/mq] 2,0

solaio 0

G [kN/m] 3,7

Peso proprio trave trave 5

γ 1,

G

Coefficiente di Sicurezza 3

γ 1,

Q 5

Q [kN/m] 31,

Carico totale 00

M [kN*m] 77,6

Momento massimo max 6

r 0,0

Coefficiente r 18

b [m] 0,3

Base trave 0

h [m] 0,2

Altezza minima trave min 9

4.2 Predimensionamento dei pilastri

Per il dimensionamento preliminare dei pilastri si può partire dalla stima degli sforzi normali cui essi sono

soggetti. Un modo rapido per valutare lo sforzo normale che compete al generico pilastro consiste nel

considerare opportune aree di influenza, dividendo a metà le campate delle travi che concorrono nello stesso

pilastro.

“Per le strutture in CD”B” ed in CD”A” la sollecitazione di compressione non deve eccedere, rispettivamente, il

65% ed il 55% della resistenza massima a compressione della sezione di solo calcestruzzo. (§ 7.4.4.2.2.1)”

Fissando la base della sezione retta ed imponendo generalmente come condizione di progetto che risulti

ν=0.5-06 per i pilastri centrali più sollecitati assialmente e ν=0.3-0.4 per i pilastri di bordo (più eccentrici e

l’altezza.

quindi maggiormente sollecitati a flessione) si può determinare

Così come per le travi, sono stati scelti per il predimensionamento, alcuni pilastri significativi.

Predimensionamento PILASTRO F4

Altezza H [m] 3

n. piani sovrastanti - 5

Area influenza solaio A [mq] 6,25

Area influenza scale A [mq] 0,00

G [kN/mq] 5,75

solaio

Carichi solaio q [kN/mq] 2,00

solaio

G [kN/mq] 6,79

scala

Carichi scale q [kN/mq] 4,00

scala γ 1,3

G

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–Relazione –

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γ

Coefficiente di Sicurezza 1,5

Q

Q [kN] 65,47

Peso solaio solaio

Q [kN] 0,00

Peso vano scale scale

Q [kN] 35,40

Peso tamponatura tamp

Q [kN] 8,78

Peso pilastro 30x30 pil

Q [kN] 15,00

Peso travi 30x40 travi

Q [kN] 623.25

Carico totale N [kN] 623.25

Sforzo normale massimo max

Coefficiente 0,40

A [m] 0,110

Area minima pilastro min

Base pilastro b [m] 0,30

Altezza pilastro h [m] 0,36

Predimensionamento PILASTRO C2

Altezza H [m] 3

n. piani sovrastanti - 5

Area influenza solaio A [mq] 18,75

Area influenza scale A [mq] 6,25

G [kN/mq] 5,75

solaio

Carichi solaio q [kN/mq] 2,00

solaio

G [kN/mq] 6,79

scala

Carichi scale q [kN/mq] 4,00

scala γ 1,3

G

Coefficiente di Sicurezza γ 1,5

Q

Q [kN] 191,41

Peso solaio solaio

Q [kN] 92,69

Peso vano scale scale

Q [kN] 35,40

Peso tamponatura tamp

Q [kN] 8,78

Peso pilastro 30x30 pil

Q [kN] 30,00

Peso travi 30x40 travi

Q [kN] 1639,40

Carico totale N [kN] 1639,40

Sforzo normale massimo max

Coefficiente 0,50

A [m] 0,232

Area minima pilastro min

Base pilastro b [m] 0,40

Altezza pilastro h [m] 0,58

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Predimensionamento PILASTRO E4

Altezza H [m] 3

n. piani sovrastanti - 5

Area influenza