Strutture in c.a. Piano 2010 e Axis VM

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Il Problema Sismico

14-5-09

1

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica

Il movimento delle placche tettoniche genera energia elastica

14-5-09

2

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Comportamento reale

14-5-09

3

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Statica

14-5-09

Sismica

4

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Carichi statici

14-5-09

Carichi sismici

5

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Carichi sismici

14-5-09

Sollecitazioni

6

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Ipotesi di base del calcolo sismico

Stato limite ultimo Stato Limite di esercizio

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Effetto Ipotesi disismico base del calcolo sismico

Stati Limite di Esercizio (SLO SLD): sisma di bassa intensitĂ comport. non dissipativo

slo

sld

Stati limite Ultimi (SLV SLC): sisma di alta intensitĂ comport. dissipativo

slv

slc

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Effetto sismico Evento sismico di bassa intensitĂ : nessun danno (la strutture rimane in campo elastico non dissipativo)

14-5-09

Evento sismico di alta intensitĂ : salvaguardia della vita (comportamento duttile dissipativo)

9

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

DM 96: linearità

14-5-09

NTC 08 – EC: non linearità

10

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Tipologie di analisi e zone

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Metodi di analisi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Le verifiche richieste secondo NTC Zone 1-2-3

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Tipologie di analisi Resistenza Analisi non lineare • dinamica • statica Analisi lineare • dinamica modale • statica Isolamento Smorzamento

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’isolamento sismico

Rispetto ad un sistema assoluto la terra si muove e la struttura resta ferma 14-5-09

20

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gli SLE per l’analisi sismica

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.3.7.2. Stato limite di danno (SLD - SLO) d1 d2 d3

h3

di /hi < 0,005 h2

h1

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Elenco verifiche

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Le verifiche richieste Rif. Norm a

A

B

C

D

E

F

G

H

I

L

Statica(*)

Dinamica

Statica(*)

Dinamica

Statica

Statica

Statica(**)

Dinamica

Statica(**)

Dinamica

Modelli Axis VM per calcolo resistenza elementi in elevazione

SLV (q var.) q=1 Cerniere

SLV (q var.) q=1 Cerniere

SLV SLD Cerniere

SLV SLD Cerniere

TA

SLU

TA

TA

SLV

SLV

Modelli Axis VM per calcolo resistenza elementi di fondazione

Fondaz

Fondaz

Fondaz

Fondaz

-

-

-

-

-

-

SLV q var.

SLV q var.

SLV q var.

SLD q=1,5

SLV q var.

SLD q=1,5

1% forze verticali

1% forze verticali

Spettro DM 96 S=5

Spettro DM 96 S=5

Spettro cost Sd = 0,07g

Spettro cost Sd = 0,07g

Tipo di analisi

Definizione azione sismica per verifica resistenza

Sisma verticale

§ 7.2.1

Opzionale

Opzionale

Opzionale

Opzionale

NO

NO

Opzionale

Opzionale

NO

NO

Controllo effetti II ordine

§ 7.3.1

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

CDA – CDB

CDA – CDB

CDA – CDB

CDA – CDB

-

-

-

-

CD B

CD B

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SLD

SLO confronto con drift = 2/3 limiti per SLD

SLO confronto con drift = 2/3 limiti per SLD

-

-

=MODELL O TA drift = 0,002h

=MODELL O TA drift = 0,002h

-

-

Classe duttilità

Gerarchia delle Resistenze

Limitazioni geometria e % armatura secondo NTC

§ 7.2.1

Modelli Axis VM per calcolo spostamenti SLE SLD

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Le verifiche richieste Rif. Norma

A

B

C

D

E

F

G

H

I

L

Tipo di analisi

Statica(*)

Dinamica

Statica(*)

Dinamica

Statica

Statica

Statica(**)

Dinamica

Statica(**)

Dinamica

Definizione azione sismica per verifica drift di piano - SLE

Spettro NTC q=1

Spettro NTC q=1

Spettro NTC q=1

Spettro NTC q=1

-

-

Spettro DM 96 S=5 Vedi C 6.3

Spettro DM 96 S=5 Vedi C 6.3

-

-

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

Analisi separata delle fondazioni (per gerarchia delle resistenze)

§ 7.2.1

Assenza di martellamento tra strutture contigue

§ 7.2.2

Resistenza delle strutture

§ 7.3.6.

1

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

Duttilità delle strutture

§ 7.3.6.

2

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

SI

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

NO

NO

Assenza di collasso fragile ed espulsione di elementi non strutturali

§ 7.3.6.

3

Resistenza dei sostegni e collegamenti degli impianti

§ 7.3.6.

3

Le Norme Tecniche per le Costruzioni Tab C7.1.I - Verifiche di sicurezza in funzione della Classe d’uso Elementi Strutturali Principali – Verifiche di resistenza Descrizione della prestazione SLV SLD

Norme

1. Resistenza delle strutture: Rd >= Ed con applicazione dello spettro di progetto

§ 7.3.6.1

4. Resistenza degli elementi strutturali:

§ 7.3.7.1

la resistenza si considera per condizioni eccezionali, quindi con γc e γs = 1. L’analisi deve essere contemporanea alla 1.

5. Contenimento del danno degli elementi non SLO strutturali

§ 7.3.7.2

Controllo del drift di piano

SLD

6. Contenimento del danno degli elementi non strutturali.

Controllo del drift di piano

§ 7.3.7.2

I

II

III IV

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Schema di calcolo

Le Norme Tecniche per le Costruzioni S C H E M A G E N E R A L E E D IF IC I T IP O A , B , C , D 1 - IM P O S T A Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A 2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I

a

3 – C A R IC H I V E R T IC A L I

4 – A N A L IS I MODALE

5 – PA R A M E TR I S IS M IC I

6 – C A R IC H I S IS M IC I 7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I/S P O S T A M E N T I G E R A R C H IA D E L L E R E S IS T E N Z E

b

8 – CALCO LO TRAVI 9 – CALCOLO P IL A S T R I E S E T T I

9 – V E R IF IC A S T A T O L IM IT E D I D A N N O

1 0 – V E R IF IC A N O D I 1 0 - G E O M E T R IA V A R IA T A ?

c

14-5-09

SI

NO

1 3 - M O D E L L O F O N D A Z IO N I

1 4 - C A L C O L O F O N D A Z IO N I

28

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

C A L C O L O S IS M IC O N T C 0 8 / D M 9 6 E D IF IC I T IP O G , H , I, L 1 - IM P O S T A Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A

2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I

a

3 – C A R IC H I V E R T IC A L I

4 – A N A L IS I MODALE

5 – PA R A M E TR I S IS M IC I

6 – C A R IC H I S IS M IC I

7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I - S P O S T A M E N T I

b

8 – C A L C O L O T R A V I, P IL A S T R I, S E T T I, N O D I

9 – V E R IF IC A S T A T O L IM IT E D I D A N N O

1 0 - G E O M E T R IA V A R IA T A ?

SI

NO

14-5-09

1 1 - F IN E

29

Le Norme Tecniche per le Costruzioni SCHEMA GENERALE EDIFICI TIPO A, B, C, D 1- IMPOSTAZIONE GENERALE DELLA STRUTTURA 2- MODELLO DI CALCOLO ELEMENTI FINITI

a

3 – CARICHI VERTICALI

4 – ANALISI MODALE

5 – PARAMETRI SISMICI

6 – CARICHI SISMICI 7- CALCOLO SOLLECITAZIONI/SPOSTAMENTI GERARCHIA DELLE RESISTENZE

b

8 – CALCOLO TRAVI 9 – CALCOLO PILASTRI E SETTI

9 – VERIFICA STATO LIMITE DI DANNO

10 – VERIFICA NODI 10 - GEOMETRIA VARIATA?

14-5-09

c

SI

NO

13- MODELLO FONDAZIONI

14- CALCOLO FONDAZIONI

30

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Presentazione Piano 2010

14-5-09

31

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’azione sismica Duttilità e fattore di struttura “q”

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

La logica della duttilitĂ

14-5-09

33

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

La logica della duttilitĂ Comportamento Fragile (vetro)

Comportamento Duttile (molla)

DuttilitĂ = du/de 14-5-09

de

du 34

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Comportamento dei materiali

Azione ciclica in fase elastica: scambio tra energia elastica e cinetica in fase elastica, l’energia non è dissipata

Azione ciclica in fase elasto-plastica: l’energia è dissipata per isteresi

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Cerniere plastiche (Terremoto Irpinia)

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.3.1 Analisi dinamica lineare Comportamento elastoplastico: fattore â&#x20AC;&#x153;qâ&#x20AC;?

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.3.1 Analisi dinamica lineare Classi di duttilità Bassa (CDB) e Alta (CDA) Struttura elastica q=1

CDB q= 3-4 CDA q= 5-6

de de

du

Duttilità = du/de Carico sismico CDA < carico sismico CDB … ma la duttilità costa!

CDA maggior cura in fase esecutiva rispetto a CDB

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

3.2 Azione sismica 3.2.3.2.2 Spettro elastico in verticale

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Lâ&#x20AC;&#x2122;azione sismica 2.4 Vita nominale e Classi dâ&#x20AC;&#x2122;uso per il calcolo di ag

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale Numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata (da precisare nel progetto).

Tab 2.4.I Tipi di costruzione Tipo 1 Opere provvisorie – Opere provvisionali Strutture in fase costruttiva

Vita Nominale VN (in anni)

<= 10

Tipo 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale

≥ 50

Tipo 3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica

≥ 100

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale La “Vita nominale” è presa in conto per: • Determinare l’intensità sismica – 2.4.3; • La durabilità delle strutture vedi: C4.1.6.1.3 Copriferro e interferro; Vedi C 2.4.1 • Nel dimensionare le strutture ed i particolari costruttivi; • Nella scelta dei materiali e delle eventuali applicazioni e delle misure protettive per garantire il mantenimento della resistenza e della funzionalità.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

2.4 Vita nominale, classi dâ&#x20AC;&#x2122;uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale Suddivisione delle strutture in caso di azioni sismiche (sostituisce il coefficiente di importanza).

Classe I: Presenza occasionale di persone, ed. agricoli.

Classe II: Costruzioni con normali affollamenti, Industrie non pericolose, Ponti, Opere infrastrutturali.

Classe III: Costruzioni con affollamenti significativi, Industrie con attivitĂ pericolose, Reti viarie extraurbane.

Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, Protezione civile, Industrie particolarmente pericolose per lâ&#x20AC;&#x2122;ambiente.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

2.4.3 Periodo di riferimento per l’azione sismica

Le azioni sismiche vengono valutate in relazione al periodo di riferimento VR:

VR = VN ×CU (2.4.1).

VN = 10, 50, 100 anni Tab. 2.4.II – Valori del coefficiente d’uso CU CLASSE D’USO I II III COEFFICIENTE CU 0,7 1,0 1,5

IV 2,0

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

35 100 200

VR VR VR

35 35 70

35 50 100

35 75 150

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

3.2 Azione sismica 3.1.1 GeneralitĂ

Vedi sito www.stadata.com

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

3.2 Azione sismica

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Il fattore di struttura

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.3.1 Analisi dinamica lineare 7.4.3 Tipologie strutturali e fattori di struttura Pendolo inverso?

SI

NO DEFORMABILE TORSIONALMENTE q0 A=3,0 q 0 B=2,0

PENDOLO INVERSO

Rigidezza torsionale r/l s > 0,8?

NO

q 0 A=2,0 q 0 B=1,5

SI

PARETI PARETI O EQUIVALENTI A PARETI

SI q0 A=4,0 q 0 B=3,0

NO

Pareti accoppiate?

2 sole pareti?

NO q0 A=4,4 q 0 B=3,0

MISTE Distribuzione forze orizzontali (telai > 65%)?

NO

SI

PARETI ACCOPPIATE O EQUIVALENTI q0 A=5,4 q 0 B=3,6

TELAIO SI

1 PIANO q0 A=4,95 q 0 B=3,3

TELAIO O EQUIVALENTI A TELAIO

n. piani n. campate

N PIANI 1 CAMPATA q0 A=5,4 q 0 B=3,6

N PIANI N CAMPATE q0 A=5,85 q 0 B=3,9

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Presentazione Piano 2010

14-5-09

49

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze 14-5-09

50

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

14-5-09

51

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Rottura fragile (elemento fragile condiziona la rottura; l’elemento duttile non entra in gioco)

Rottura duttile (elemento duttile protegge l’elemento fragile perché la forza non può più crescere)

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Gerarchia delle resistenze

Travi deboli, Pilastri forti Comportamento duttile diffuso

Travi forti, Pilastri deboli Comportamento fragile

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri generali di progettazione Comportamento strutturale non dissipativo SLE Comportamento strutturale dissipativo SLV, SLC • Classe di duttilità alta (“CD A”) • Classe di duttilità bassa (“CD B”) • Attenzione alle zone DISSIPATIVE (zone CRITICHE)

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri generali di progettazione PER LE STRUTTURE IN C.A. Eâ&#x20AC;&#x2122; OBBLIGATORIA la gerarchia delle resistenze (EC8 prevede calcoli senza gerarchia della resistenza!)

Sovraresistenza per alcuni elementi: CD A = 1,3 - CD B = 1,1 Per collegamenti temporanei = 1,5

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri generali di progettazione

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.2.1 Criteri Generali di Progettazione

DuttilitĂ per modalitĂ di rottura elementi in c.a.

Rottura per flessione

Rottura per taglio

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV Fondazioni Inviluppo soll.

Calcolo Nodi Travi Verifica

SLV

Calcolo Taglio pilastri

Calc. Momento Resistente

Calc. Momento Pilastri

Calc. Taglio 1. Trave appog.

2. M/rl

Verifica Taglio

Calc. Pilastri

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso III e IV FINE Azioni SLV

Azioni SLD

Fondazioni

Inviluppo soll.

Travi Verifica

SLV

Travi Verifica

SLD

Calcolo Nodi Calcolo Taglio pilastri

Calc. Momento Resistente

Calc. Momento Pilastri

Calc. Taglio 1. Trave appog.

2. M/rl

Verifica Taglio

Calc. Pilastri

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze 3 4

1= Af trave

1

2= Staffe trave 3= Af pilastri 4 = staffe pil.

5

14-5-09

2

5 = staffe nodi

60

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze 1° Calcolo Af trave Momenti resistenti per Af reale

2° Taglio: sismico (momento resistente trave * γRd) + carichi verticali (cerniere appoggi per le travi)

MR1

Af trave

MR2

T = (MR1 + MR2 )/L*γRd + q * l/2 14-5-09

61

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV

Fondazioni

Inviluppo soll.

Calcolo Nodi Travi Verifica

SLV

Calcolo Taglio pilastri

Calc. Momento Resistente

Calc. Momento Pilastri

Calc. Taglio 1. Trave appog.

2. M/rl

Verifica Taglio

Calc. Pilastri

1= A Le Norme Tecniche per le Costruzioni f trave 3= Af pilastri

Gerarchia delle resistenze 1° Calcolo Af trave Momenti resistenti

2° Momenti pilastri: momenti resistenti trave * γRd) + N da modello di calcolo

MRs

14-5-09

MRd

Af trave

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Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze MR1

VEd = (MR1 + MR2 )/L*ÎłRd MR2 14-5-09

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Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze

Momento resistente

l 1 aderenza minima l 2 aderenza massima

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Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze Cap. 4…

La resistenza tangenziale di aderenza di calcolo fbd vale: fbd = fbk / γC (4.1.7) dove γC è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo, pari a 1,5; fbk è la resistenza tangenziale caratteristica di aderenza data da fbk = 2,25 ⋅η⋅⋅ fctk (4.1.8) Cap. 11…

In sede di progettazione si può assumere come resistenza media a trazione semplice (assiale) del calcestruzzo il valore fctm = 0,3 fck 2/3 I valori caratteristici corrispondenti ai frattili 5% e 95% sono assunti, rispettivamente, pari a 0,7 fctm, ed 1,3 fctm.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze Momento resistente

Sovrapposizione in campata

14-5-09

67

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV

Fondazioni

Inviluppo soll.

Calcolo Nodi Travi Verifica

SLV

Calcolo Taglio pilastri

Calc. Momento Resistente

Calc. Momento Pilastri

Calc. Taglio 1. Trave appog.

2. M/rl

Verifica Taglio

Calc. Pilastri

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Gerarchia delle resistenze Fondazioni: MR Pilastri * ÎłRd

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Le Norme Tecniche per le Costruzioni

7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV

Fondazioni

Inviluppo soll.

Calcolo Nodi Travi Verifica

SLV

Calcolo Taglio pilastri

Calc. Momento Resistente

Calc. Momento Pilastri

Calc. Taglio 1. Trave appog.

2. M/rl

Verifica Taglio

Calc. Pilastri

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

Presentazione Piano 2010

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