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Progetto per la realizzazione di una struttura in acciaio

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Progetto per la realizzazione di una struttura in acciaio

5 – ANALISI DEI CARICHI

Un’accurata valutazione dei carichi è un requisito imprescindibile di una corretta progettazione, in particolare per le costruzioni realizzate in zona sismica.

Essa, infatti, è fondamentale ai fini della determinazione delle forze sismiche, in quanto incide sulla valutazione delle masse e dei periodi propri della struttura dai quali dipendono i valori delle accelerazioni (ordinate degli spettri di progetto).

La valutazione dei carichi e dei sovraccarichi è stata effettuata in accordo con le disposizioni di EN1991-1-1:2004 (EC1). La valutazione dei carichi permanenti è effettuata sulle dimensioni definitive.

Le analisi effettuate, corredate da dettagliate descrizioni, sono riportate nei “Tabulati di calcolo” nella relativa sezione.

6 – AZIONI SULLA STRUTTURA

I calcoli e le verifiche sono condotti con il metodo semiprobabilistico degli stati limite.

I carichi agenti sui solai, derivanti dall’analisi dei carichi, vengono ripartiti dal programma di calcolo in modo automatico sulle membrature (travi, pilastri, pareti, solette, platee, ecc.).

I carichi dovuti ai tamponamenti, sia sulle travi di fondazione che su quelle di piano, sono schematizzati come carichi lineari agenti esclusivamente sulle aste.

Su tutti gli elementi strutturali è inoltre possibile applicare direttamente ulteriori azioni concentrate e/o distribuite (variabili con legge lineare ed agenti lungo tutta l’asta o su tratti limitati di essa).

Le azioni introdotte direttamente sono combinate con le altre (carichi permanenti, accidentali e sisma) mediante le combinazioni di carico di seguito descritte; da esse si ottengono i valori probabilistici da impiegare successivamente nelle verifiche.

6.1 Stato Limite Ultimo

Le azioni sulla costruzione sono state cumulate in modo da determinare condizioni di carico tali da risultare più sfavorevoli ai fini delle singole verifiche, tenendo conto della probabilità ridotta di intervento simultaneo di tutte le azioni con i rispettivi valori più sfavorevoli, come consentito dalle norme vigenti.

Per gli stati limite ultimi sono state adottate le combinazioni del tipo:

gG1·G1+gG2·G2+gp·P+gQ1·QK1+gQ2·y02·QK2+gQ3·y03·QK3+……(1)

dove:

G1rappresenta il peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando pertinente; forze indotte dal terreno (esclusi gli effetti di carichi variabili applicati al terreno); forze risultanti dalla pressione dell’acqua (quando si configurino costanti nel tempo);
G2rappresenta il peso proprio di tutti gli elementi non strutturali;
Prappresenta l’azione di pretensione e/o precompressione;
Qazioni sulla struttura o sull’elemento strutturale con valori istantanei che possono risultare sensibilmente diversi fra loro nel tempo: di lunga durata: agiscono con un’intensità significativa, anche non continuativamente, per un tempo non trascurabile rispetto alla vita nominale della struttura;di breve durata: azioni che agiscono per un periodo di tempo breve rispetto alla vita nominale della struttura;
Qkirappresenta il valore caratteristico della i-esima azione variabile;
gg, gq, gpcoefficienti parziali delle azioni [Tab. A2.4(A-B-C) EN1990:2006 (EC0)];
y0isono i coefficienti di combinazione per tenere conto della ridotta probabilità di concomitanza delle azioni variabili con i rispettivi valori caratteristici.

Le 4 combinazioni risultanti sono state costruite a partire dalle sollecitazioni caratteristiche calcolate per ogni condizione di carico elementare: ciascuna condizione di carico accidentale, a rotazione, è stata considerata sollecitazione di base (Qk1 nella formula precedente).

I coefficienti relativi a tali combinazioni di carico sono riportati negli allegati “Tabulati di calcolo.

Le verifiche strutturali e geotecniche, sono state effettuate con l’Approccio 2 come definito al par. 2.4.7.3.4.3 EN1997:2005 (EC7), attraverso la combinazione A1+M1+R2. Le azioni sono state amplificate tramite i coefficienti della colonna A1 definiti nella Tab. A.3 EN1997:2005 (EC7). I valori di resistenza del terreno sono stati ridotti tramite i coefficienti della colonna M1 definiti nella Tab. A4 di EN 1997-1:2005 (EC7). I valori calcolati delle resistenze totali dell’elemento strutturale sono stati divisi per i coefficienti R2 della Tab. A5 di EN 1997-1:2005 (EC7) per le fondazioni superficiali e quelli delle Tab. A.6, A.7, A.8 di EN 1997-1:2005 (EC7) per i pali di fondazione.

Si è quindi provveduto a progettare le armature di ogni elemento strutturale per ciascuno dei valori ottenuti secondo le modalità precedentemente illustrate. Nella sezione relativa alle verifiche dei “Tabulati di calcolo” in allegato sono riportati, per brevità, i valori della sollecitazione relativi alla combinazione cui corrisponde il minimo valore del coefficiente di sicurezza.

6.2 Stati Limite di Esercizio

Allo Stato Limite di Esercizio le sollecitazioni con cui sono state semiprogettate le aste in c.a. sono state ricavate applicando le formule riportate nel par. 6.5.3 EN1990:2006 (EC0). Per le verifiche agli stati limite di esercizio, a seconda dei casi, si fa riferimento alle seguenti combinazioni di carico:

dove:

Gkj:valore caratteristico della j-esima azione permanente;
Pkh:valore caratteristico della h-esima deformazione impressa;
Qkl:valore caratteristico dell’azione variabile di base di ogni combinazione;
Qki:valore caratteristico della i-esima azione variabile;
y0i:coefficiente atto a definire i valori delle azioni ammissibili di durata breve ma ancora significativi nei riguardi della possibile concomitanza con altre azioni variabili;
y1i:coefficiente atto a definire i valori delle azioni ammissibili ai frattili di ordine 0,95 delle distribuzioni dei valori istantanei;
y2i:coefficiente atto a definire i valori quasi permanenti delle azioni ammissibili ai valori medi delle distribuzioni dei valori istantanei.

Ai coefficienti y0i, y1i, y2i sono attribuiti i seguenti valori [Tab. A.1.1 EN1990:2006 (EC0)]:

In maniera analoga a quanto illustrato nel caso dello SLU le combinazioni risultanti sono state costruite a partire dalle sollecitazioni caratteristiche calcolate per ogni condizione di carico; a turno ogni condizione di carico accidentale è stata considerata sollecitazione di base [Qk1 nella formula (1)], con ciò dando origine a tanti valori combinati. Per ognuna delle combinazioni ottenute, in funzione dell’elemento (trave, pilastro, etc…) sono state effettuate le verifiche allo SLE (tensioni, deformazioni e fessurazione).

Negli allegati “Tabulati Di Calcolo” sono riportanti i coefficienti relativi alle combinazioni di calcolo generate relativamente alle combinazioni di azioni “Quasi Permanente” (1), “Frequente” (1) e “Rara” (1).

Nelle sezioni relative alle verifiche allo SLE dei citati tabulati, inoltre, sono riportati i valori delle sollecitazioni relativi alle combinazioni che hanno originato i risultati più gravosi.

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