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Normativa sismica
Diego Lo Presti & Nunziante Squeglia
Dipartimento di Ingegneria Civile Università di Pisa1
Ordini degli Ingegneri delle Province di Lucca e Massa Carrara
OPERE DI SOSTEGNO
Normativa sismica
Diego Lo Presti & Nunziante Squeglia
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TIPOLOGIE STRUTTURALI
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Normativa: OPCM 3274, NTC 14.01.2008• Requisiti generali di progetto
– Funzionalità (durante e dopo)
– Ammessi spostamenti permanenti (compatibili)
• Criteri di progetto
– Materiale di riporto (granulometria controllata e addensato)
– Sistema di drenaggio (tolleranza deformazioni transitorie e permanenti)
– Terreni a grana grossa (drenaggio esteso oltre superficie di rottura
• Metodi di analisi
– Non linearità terreno, effetti inerziali, idrodinamici, compatibilità deformazioni terreno, opera e tiranti
– Strutture ordinarie (H<15 m): pseudo-statico
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IPOTESI DI BASE (1)
• Problema piano
• Spostamenti sufficienti ad attivare la spinta attiva e passiva
• Terrapieno omogeneo, dotato di solo attrito (Mohr-Coulomb)
• Superficie di rottura piana, passante per il piede del muro
• Il cuneo di terreno si comporta come un corpo rigido
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IPOTESI DI BASE (2)
• Gli effetti inerziali del muro sono trascurabili
• Piano campagna regolare
• Sovraccarichi uniformemente distribuiti
• Assenza di fenomeni di liquefazione o
degradazione
• Falda a pc o assente (salvo pc orizzontale)
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INTERPRETAZIONE GRAFICA
(Kramer 1996)
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INTERPRETAZIONE GRAFICA
(Kramer 1996)
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NTC 14.01.2008: Metodi Pseudostatici (M-O) –
COEFFICIENTI SISMICI
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EQUAZIONI (1): EC8; NTC 2008
wdwsv
2*
d EEK)k1(H2
1E
v
h
k1
karctan
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EQUAZIONI (2)
• SPINTA ATTIVA
2
2
2
β)sen(ψδ)θsen(ψ
θ)β'sen(δ)'sen(1δ)θsen(ψψsencosθ
θ'ψsenK
)(sensencos
'senK
2
2
'
'
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EQUAZIONI (3)
• SPINTA PASSIVA: = 0
2
2
2
)(sen)(sen
)'(sen)'(sen1)(sensencos
'senK
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PUNTO DI APPLICAZIONE
AEAd PPE
AdAE PEP
)0(PA
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SPINTA DELL’ACQUA (1):
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SPINTA DELL’ACQUA (1):
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SPINTA DELL’ACQUA (1):
H4.0@ Ewd
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SPINTA DELL’ACQUA (2)
• SPINTA IDRODINAMICA
(ACQUA LIBERA A VALLE)
hzk8
7)z(q wh
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LIMITI (M – O)
• Rapporto tra componente verticale e
orizzontale ()
• Sovrastima KPE (come nel caso statico)
• Opere che non ammettono spostamenti
• Deformabilità terrapieno
– Amplificazione (Opere alte)
– Differenze di fase
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SUPERFICI DI ROTTURA CURVILINEE
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SUPERFICI DI ROTTURA CURVILINEE
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MODIFICA DEI COEFFICIENTI DI SPINTA
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OPERE NON SOGGETTE A SPOSTAMENTI
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ANALISI ELASTICA: SPOSTAMENTI
IMPEDITI
H4
V
2
1f s
ph2
eq Fg
aHP
mh3
eq Fg
aHM
H63.0P
Mh
eq
eq
eq
2/H@2
I
g
d HSg
aP
3274 OPCM
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DEFORMABILITA’ TERRAPIENO
• Metodi pseudo-dinamici (Steedman & Zeng 1990)
– Differenza di fase
– Accelerazione variabile con z
– Dipendenza da H/l (lunghezza d’onda = Vs/f)
• Principali conseguenze:
– Amplificazione (muri alti)
– Punto di applicazione
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DEFORMABILITA’ TERRAPIENO
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OPCM 3274, NTC 2008: OPERE ALTE
• H> 10 m: analisi di amplificazione (free-field) e
uso di Sag media
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CALCOLO SPOSTAMENTI: NEWMARK
hAEh )P(FT
vAE )P(WN
)tan(NT
Wg
aF
y
h
)90cos(P)P( AEhAE
)90(senP)P( AEvAE
g
W
tan)90(sen)90cos(Ptana AE
y
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CALCOLO SPOSTAMENTI
• Analisi statistica degli spostamenti indotti dal
sisma (casi reali e sintetici)
• Richard & Elms (1979)
• Whitman & Liao (1985)
4
y
3
max
2
max
a
av22.0d
SD)a/a4.9exp(a
v330d maxy
max
2
max
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CALCOLO SPOSTAMENTI
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PROGETTO AGLI SPOSTAMENTI
AMMISSIBILI
• Definire un opportuno valore di d
• Definire amax e vmax
– amax =agRSsST
– vmax = 0.16STCamax
• Calcolare ay
• Si determina il peso W che assicura Fs=1
4
y
3
max
2
max
a
av22.0d
g
W
tan)90(sen)90cos(Ptana AE
y
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OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: MURI A GRAVITA’
• VERIFICHE:
– Stabilita’ globale (idoneita’)
– Slittamento (metodo delle forze o spostamenti
ammissibili)
– Rottura generale
• AZIONI:
– Spinte (statica + dinamica) terreno
– Spinte acqua (dinamica, EC8)
– Forze inerzia muro
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Ordini degli Ingegneri delle Province di Lucca e Massa Carrara
OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: MURI A MENSOLA
• VERIFICHE:
– Stabilita’ globale (idoneita’)
– Slittamento
– Rottura generale
• AZIONI
– Spinte (statica + dinamica) terreno
– Spinte acqua (dinamica, EC8)
– Forze inerzia muro (solo orizzontale)
• RESISTENZA STRUTTURALE (Rd>Sd)
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OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: MURI A MENSOLA
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Ordini degli Ingegneri delle Province di Lucca e Massa Carrara
OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: MURI A MENSOLA
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OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: OPERE FLESSIBILI
• VERIFICHE:
– Stabilita’ globale (idoneita’)
– Slittamento
– Rottura generale
• AZIONI
– Spinte (statica + dinamica)
terreno
– Spinte acqua (dinamica, EC8)
• RESISTENZA
STRUTTURALE (Rd>Sd)
• ANCORAGGIO,
LUNGHEZZA
D’INFISSIONE
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OPCM 3274, EC8, NTC ‘08: OPERE FLESSIBILI
)5.11( gRTsse aSSLL
esufficient sistenzaRenideformazio itàCompatibil
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TERRE ARMATEglobale Stabilità
interna Stabilità
iliinestensib Rinforzi
iestensibil Rinforzi
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀ5°
85°
2,6m
1,4m
4mo40'
318m
kN
Sabbia densa
gag 15,0
20,1SS (Terreno classe B)
00,1TS
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀ
Configurazione di verifica 1: Accelerazione sismica verso l’alto
f'= 40° M= 1,25
a g= 0,150 g SS = 1,20
k h= 0,043 k v= 0,022
βm = 0.24
f'd= 34 ° KAE= 0,342
d= 24 ° KAS= 0,312
= 85 °
= 5 °
= 2.5°
WkvW
khW
hvmh kkg
aβk
5.0max
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀConfigurazione di verifica 1: Accelerazione sismica verso l’alto
cls = 23 kN/m 3
PAE = 48 kN/m PAS = 45 kN/m PAE =3 kN/m
Wmuro=184 kN/m
PAE
0.5h
0.33hPAS
Wmuro
kvWmuro
khWmuro
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀ
dSdRd NF tan
EdRd TF
)1(, vmuroVAEEd kWPN
Configurazione di verifica 1: Accelerazione sismica verso l’alto
VERIFICA A SLITTAMENTO
NEd= 203 kN/m
FRd= 90 kN/m
T Ed= 50 kN/mhmuroHAEEd kWPT ,
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀ
Configurazione di verifica 2: Accelerazione sismica verso il basso
W
kvW khW
hvmh kkg
aβk
5.0maxf'= 40° M= 1,25
a g= 0,150 g SS = 1,20
k h= 0,043 k v= 0,022
βm = 0.24
f'd= 34 ° KAE= 0,340
d= 24 ° KAS= 0,312
= 85 °
= 5 °
= 2.4°
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀConfigurazione di verifica 2: Accelerazione sismica verso il basso
cls = 23 kN/m 3
PAE = 50 kN/m PAS =45 kN/m PAE =5 kN/m
Wmuro=184 kN/m
PAE
0.5h
0.33hPAS
Wmuro
kvWmuro
khWmuro
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ESEMPIO: MURO A GRAVITÀ
Configurazione di verifica 2: Accelerazione sismica verso il basso
VERIFICA A SLITTAMENTO
Nsd= 212 kN/m
FRd= 94 kN/m
T sd= 52 kN/m
dEdRd NF tan
EdRd TF
)1(, vmuroVAEEd kWPN
hmuroHAEEd kWPT ,
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