ALLEGATO 4 RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

FABBRICATI AD USO ARTIGIANALE/PRODUTTIVO SITI IN VIA CAMPO D'AVIAZIONE MOTTO:

TAPA TAPA TAPA! COMMITTENTE:

IDEAS TO INDUSTRIAL BUILDINGS Concorso nazionale Logistic Equipment - Dipartimento Ingegneria Civile Seconda Università degli Studi di Napoli DATA:

15.05.2012

PER APPROVAZIONE:

Rev. Data Descrizione Controllato da

A -01 15.05.2012 prima emissione …

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FABBRICATI AD USO ARTIGIANALE/PRODUTTIVO SITI IN VIA CAMP O D'AVIAZIONE

Relazione calcolo strutturale

25 maggio 2012

Revisione 01

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SOMMARIO

SOMMARIO........................................................................................................................................................................................ - 3 -

PREMESSA........................................................................................................................................................................................ - 5 -

Filosofia di progetto ....................................................................................................................................................................... - 5 -

Normative e documenti di riferimento ............................................................................................................................................ - 6 -

DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO ................................................................................................................................................. - 7 -

VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO ................................................................................................ - 7 -

STRATEGIA PROGETTUALE............................................................................................................................................................ - 7 -

FONDAZIONI...................................................................................................................................................................................... - 8 -

CLASSIFICAZIONE SISMICA DEL SITO........................................................................................................................................... - 8 -

MATERIALI....................................................................................................................................................................................... - 19 -

AZIONI SULLE COSTRUZIONI........................................................................................................................................................ - 21 -

Generalità .................................................................................................................................................................................... - 21 -

Carichi permanenti Strutturali ...................................................................................................................................................... - 21 -

Carichi permanenti Non Strutturali.............................................................................................................................................. - 21 -

Carichi Variabili ............................................................................................................................................................................ - 21 -

Carichi laterali .............................................................................................................................................................................. - 21 -

Azione del vento .......................................................................................................................................................................... - 21 -

Azioni da sisma............................................................................................................................................................................ - 22 -

Carichi sui parapetti e tamponamenti verticali ............................................................................................................................. - 22 -

Resistenza al fuoco ..................................................................................................................................................................... - 22 -

Urti ed esplosioni ......................................................................................................................................................................... - 22 -

AZIONI DEL VENTO ........................................................................................................................................................................ - 23 -

AZIONI DELLA NEVE....................................................................................................................................................................... - 24 -

ALTRE AZIONI PARTICOLARI - NTC 2008..................................................................................................................................... - 24 -

STRUTTURE IN ACCIAIO................................................................................................................................................................ - 25 -

CONDIZIONI GENERALI PER LA MODELLAZIONE F.E.M............................................................................................................ - 25 -

Modellazione della geometria e delle proprietà meccaniche ....................................................................................................... - 25 -

Unità di misura............................................................................................................................................................................. - 25 -

Schema statico e orientamento del sistema di riferimento .......................................................................................................... - 25 -

RELAZIONE DI CALCOLO............................................................................................................................................................... - 26 -

TRAVI DI FUNI – COPERTURA...................................................................................................................................................... - 29 -

TRAVI DI FUNI – VERIFICA SISTEMA DI TENSIONAMENTO...................................................................................................... - 31 -

TRAVI DI FUNI – VERIFICA GIUNTO CATENA INFERIORE ........................................................................................................ - 34 -

PILASTRI.......................................................................................................................................................................................... - 35 -

CONCLUSIONI................................................................................................................................................................................. - 36 -

COMPUTO MATERIALI ................................................................................................................................................................... - 36 -

PIANO DI MANUTENZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE DELL’OPERA ................................................................................ - 37 -

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PREMESSA

Filosofia di progetto

Questa relazione di calcolo riguarda le considerazioni generali di assieme del progetto strutturale dei fabbricati ad uso artigianale/produttivo da prevedere in via campo d’aviazione nel Comune di Pompei (NA). Per le considerazioni di dettaglio, gli aspetti geotecnici e i risultati delle campagne dei sondaggi si rimanda alle relazioni specifiche.

Modello struttura

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Normative e documenti di riferimento

I codici e le norme individuati come utilizzabili, in tutto o in parte, nella progettazione strutturale e costruzione dell’opera in oggetto sono i seguenti: [1] - D.M. 14 gennaio 2008 "Norme Tecniche per le Costruzioni”; [2] - Circolare Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici n° 617 del 02/02/09 “Istruzioni per l’applicazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14/01/08”; [3] - UNI – EN 1990:2006 “Eurocodice – Criteri Generali di Progettazione Strutturale”; [4] - UNI – EN 1991-1-1:2004 “Eurocodice 1 – Azioni sulle Strutture”; [5] - UNI – EN 1992-1-1:2005 “Eurocodice 2 – Progettazione delle Strutture di calcestruzzo”; [6] - UNI – EN 1993-1-1:2005 “Eurocodice 3 – Progettazione delle Strutture di acciaio”; [7] - UNI – EN 1998-1:2005 “Eurocodice 8 – Progettazione delle Strutture per la resistenza sismica”. [8] - Servizio Tecnico Centrale del Ministero dei Lavori Pubblici – “Linee Guida sul calcestruzzo strutturale” – Dicembre 1996. [9] - Delibera Giunta Regionale della Campania n° 5 447 del 07/11/02. [10] - Legge Regione Campania n° 19 del 28/12/09. Sono stati inoltre acquisiti i seguenti documenti: [11] - Relazione geologico tecnica. Nel caso di contraddizioni o conflitti tra i diversi documenti sopra indicati vengono scelti i requisiti più conservativi. Nel caso di conflitti tra le esigenze di codici e standards diversi, viene applicato il criterio più rigoroso.

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DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO

Il sito è localizzato a sud del centro abitato di Pompei, in un’area compresa tra l’autostrada A3 e il fiume Sarno. Le coordinate geografiche sono:

• Latitudine 40°44’30.00” Nord = 40,741666° N • Longitudine 14°30’13.00” Est = 14,503611° E

Quota di riferimento s.l.m. Q = +5.60 (via Campo d’Aviazione) La struttura oggetto della presente relazione è stata analizzata sia con software di calcolo agli elementi finiti, sia con criteri di comprovata validità individuati nella letteratura. Il comportamento della struttura oggetto della presente relazione è stato analizzato sotto l’azione dei carichi dinamici per sisma, valutato con il metodo dell’analisi statica lineare verificando i singoli pilastri come mensole incastrate al piede con l’azione delle forze sismiche applicate in sommità.

VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E PERIODO DI RIFERIMENT O

Tutti i corpi di fabbrica possono essere inquadrati, ai sensi del cap. 2.4 del D.M. 14/01/08 tab. 2.4.I. come “OPERE ORDINARIE” alle quali corrisponde una Vita Nominale Vn ≥ 50 anni. La Classe d’uso considerata è invece la “CLASSE II” Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti” con un conseguente coefficiente d’uso Cu = 1. Pertanto, ai fini della determinazione dell’azione sismica sarà considerato un periodo di riferimento

VR = VN x CU = 50 x 1 = 50 anni (cfr. Tab. C2.4.I)

STRATEGIA PROGETTUALE

La struttura da realizzare consiste in un edificio ad uso industriale. In accordo con le prescrizioni delle Norme Tecniche [1], al fine di semplificare il dimensionamento dei collegamenti non è stata considerata la capacità dissipativa della struttura ed è stato adottato lo spettro elastico con fattore di struttura unitario. Pertanto la struttura è stata cautelativamente dimensionata per mantenersi in campo elastico anche quando sottoposta al sisma di progetto. Per la struttura è stata effettuata un’analisi statica lineare in accordo al § 7.3.2 delle NTC 2008 “…Per le sole costruzioni la cui risposta sismica, in ogni direzione principale, non dipenda significativamente dai modi di vibrare superiori, è possibile utilizzare, sia su sistemi dissipativi sia su sistemi non dissipativi, il metodo delle forze laterali o “analisi lineare statica”. In essa l’equilibrio è trattato staticamente, l’analisi della struttura è lineare, si modella l’azione sismica direttamente attraverso lo spettro di progetto definito al § 3.2.3.4 (struttura non dissipativa)…” 1. Elementi Strutturali Verifiche di Resistenza SLV 2. Fondazioni (7.2.5) Verifiche di Resistenza SLVx1.10 3. Spostamenti (7.2.2) Verifiche martellamento giunti SLV 4. Deformazioni Verifiche d’esercizio e di Danno SLO e SLD La struttura portante è così costituita:

• colonne in acciaio strutturale connesse a plinti di fondazione mediante tirafondi - schema statico a momento resistente;

• travate con lo schema statico delle travi di funi;

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FONDAZIONI

Tutte le nuove strutture saranno progettate in modo che le fondazioni (plinti diretti) restino nello strato più superficiale e rimaneggiato del terreno, ad una profondità massima di 0.55/0.85 m. Si considera una portanza del terreno pari a 2,5 kg/cm2. Al fine di garantire la sovraresistenza delle fondazioni rispetto alla struttura in elevazione le sollecitazioni derivanti dal calcolo sono state amplificate di un fattore di sovraresistenza γRd = 1.1, in accordo a 7.2.5 di [1].

CLASSIFICAZIONE SISMICA DEL SITO

La Regione Campania, con Deliberazione della Giunta n° 5447 del 07/11/02 ha inquadrato il Comune di Pompei tra quelli a media Sismicità, pertanto il sito e classificabile come Zona Sismica di II Categoria.

Fig.1 – Classificazione sismica della regione Campania

Sono stati assunti i seguenti parametri: Localizzazione sito: Latitudine 40°44’30.00” = 40.74167°

Longitudine 14°30’13.00” = 14.50361° L’entrata in vigore delle nuove “Norme Tecniche per le Costruzioni” D.M. 14.01.08 ha introdotto la valutazione dei parametri sismici in funzione del reticolo predisposto dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. Dalle mappe elaborate dall’I.N.G.V. il sito in esame si trova praticamente al centro del reticolo formato dai punti: ID:33426 – ID:33427 – ID:33648 – ID:33649

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Pertanto, come evidenziato in tabella, il Terremoto di scenario, inteso come l’evento che contribuisce maggiormente alla pericolosità sismica del sito, ricavato per disaggregazione dei dati con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni, è un evento di Magnitudo 5.73 con una distanza epicentrale dal sito in esame di 32.60 km.

Vita Nominale dell’opera Vn = 50 anni Opere ordinar ie

Classe d’uso II – Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti

Coefficiente d’uso Cu = 1

Ai fini della determinazione dei parametri sismici è stato utilizzato il programma predisposto dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici “Spettri-NTC ver. 1.0.3”.

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Fig.2 - Spettri di risposta per sito di riferimento rigido (Terreno tipo C)

Valori dei parametri ag, Fo, TC* per i periodi di ritorno TR associati a ciascuno SL:

Il siti su cui sorgerà il fabbricato oggetto della presente relazione è stato ipotizzato come suolo di tipo C (Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati, o terreni a grana fine mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da graduale miglioramento delle proprieta meccaniche con la profondità e da valori di VS,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s. Inoltre, trattandosi di terreno assolutamente pianeggiante il sito è stato considerato di Categoria Topografica T1. Nel seguito sono riportati gli spettri elastici ottenuti in funzione delle ipotesi sopra illustrate, tenendo anche conto dell’amplificazione stratigrafica, per i vari scenari progettuali.

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Verifiche SLV – (Resistenza e martellamento)

Fig. 2 - Spettri di risposta elastici – Stato Limite di salvaguardia della Vita - Suolo di tipo C

Come previsto in 3.2.3.5 di [1], al fine di considerare le capacità dissipative delle strutture, gli spettri di progetto allo SLV saranno ricavati mediante l’applicazione di un fattore di struttura che tenga opportunamente conto delle proprietà anelastiche della struttura, della sua sovraresistenza e dell’incremento del periodo proprio dovuto alle plasticizzazioni. La valutazione dei vari fattori di struttura è stata fatta in conformità al cap. 7 di [1] per ogni tipologia strutturale: viene posto q=1 per le strutture metalliche. In conformità a 7.2.5 di [1], per la verifica delle fondazioni, al fine di garantire la sovraresistenza delle fondazioni e dei relativi collegamenti con la struttura sovrastante, allo spettro di progetto SLV è stato applicato un fattore di amplificazione γRd = 1.1.

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Verifiche SLO – (Deformazioni – Contenimento danno elementi non strutturali)

Fig. 4 - Spettri di risposta elastici – Stato Limite di Operatività - Suolo di tipo C

Si precisa che le strutture oggetto della presente sono state verificate per soddisfare eventuali drift indotti dalle azioni sismiche all’applicazione dello spettro elastico SLD.

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MATERIALI

Acciaio strutturale

Acciaio per elementi strutturali secondo gli standard EN 10027-1:2005, EN 10025-2: 2004, EN 10025-4: 2004 e NTC 2008 del 14.01.2008: Montanti travi di funi Tipo: S 235 JR

Fu ≥ 360 N/mm2 (tensione di rottura a trazione).

Fy ≥ 235 N/mm2 (tensione di snervamento Piatti e briglie Tipo: S 275 JR

Fu ≥ 430 N/mm2 (tensione di rottura a trazione).

Fy ≥ 275 N/mm2 (tensione di snervamento Pilastri tondi Tipo: S 355 JR

Fu ≥ 510 N/mm2 (tensione di rottura a trazione).

Fy ≥ 355 N/mm2 (tensione di snervamento In sede di progettazione sono stati assunti i seguenti valori nominali delle proprietà del materiale, validi per ogni tipologia: Modulo elastico Es = 210.000 N/mm2 Coefficiente di Poisson ν = 0.3 Modulo di elasticità trasversale G = 80.770 N/mm2

I valori nominali delle tensioni caratteristiche di snervamento e di rottura, assunti in fase di progetto, sono quelli delle Tabelle 11.3.IX ed 11.3.X di NTC2008 [1] delle quali, per praticità, si riporta uno stralcio.

Collegamenti bullonati Acciaio per bulloni secondo gli standard UNI EN ISO 898-1:2001

Classe: 8.8

Saldature - Si adottano saldature ad arco elettrico in accordo a quanto indicato nelle UNI EN 4063:2001. Per giunti omogenei il materiale di apporto deve avere caratteristiche meccaniche non inferiori a quelle del materiale base. Per saldatura tra acciai al carbonio aventi valori diversi delle caratteristiche meccaniche, devono essere impiegati materiali d’apporto che assicurino una resistenza del deposito non inferiore a quella del materiale base a minor resistenza. - Verifica e collaudo delle saldature devono essere eseguiti secondo quanto indicato nella norma UNI EN 12062:2004. Tutte le verifiche ed i controlli sulle saldature dovranno essere eseguiti al fine di assicurare la qualità del giunto, del tipo di materiale da saldare, del tipo di elettrodo da impiegare e l'assenza di eventuali difetti affioranti o sub superficiali. Controlli delle saldature di tipo B.

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- La realizzazione dei collegamenti saldati in condizioni di fatica sarà eseguita solo con saldature a completa penetrazione I classe (livello D UNI EN 5817:2004) Nota: Il tipo di intervento previsto prevede certificati di qualità del fornitore dell’acciaio in profilati standard, dei bulloni e dei controlli sulle saldature per accertare che le resistenze caratteristiche non risultino inferiori a quelle richieste dal progetto.

Calcestruzzo

STRUTTURE DI FONDAZIONE: Classe di resistenza C25/3 0

Resistenza caratteristica Rck: 30 N/mm2 (300 daN/cm2)

Classe di esposizione: XC2 Rapporto acqua/cemento max: 0,60

Classe di consistenza: S4 (Fluida) con Additivo Fluidificante

Diametro max. aggregati: 16 mm

Resistenza a compressione: Resistenza cilindrica caratteristica fck = 0.83 Rck = 0.83x30 = 24.9 N/mm2 (11.2.1) Resistenza cilindrica media fcm = fck+8 = 24.9+8 = 32.9 N/mm2 (11.2.2) Resistenza a trazione: Resistenza media trazione assiale fctm = 0.30fck

2/3= 0.30x24.92/3= 2.56 N/mm2 (11.2.3a) Resistenza media trazione flessione fcfm = 1.20fctm = 1.20x2.56 = 3.07 N/mm2 (11.2.4) Modulo Elastico Ecm = 22.000(fcm/10)0.3 = 31.475 N/mm2 (11.2.5) Modulo Elastico Ridotto Ecm,rid = 0,5xEcm = 15.737 N/mm2 (11.2.5)

Con le seguenti prescrizioni: Acqua potabile ed esente da sali (cloruri o solfuri) Inerti lavati ed esenti da corpi terrosi ed organici. Non sarà consentito assolutamente il misto di fiume. Potranno essere impiegati additivi fluidificanti o superfluidificanti per contenere il rapporto acqua/cemento mantenendo la lavorabilità necessaria.

Tutti i getti dovranno essere eseguiti previa verifica da parte della Direzione Lavori circa il corretto posizionamento delle armature e la rispondenza ai disegni di progetto. Altresì tutti i getti dovranno essere documentati attraverso il prelievo di cubetti di calcestruzzo secondo le indicazioni di Legge. La casseratura potrà essere rimossa solo a seguito di parere favorevole espresso dalla Direzione Lavori e comunque non prima di 28 gg. di maturazione per i getti eseguiti in piano. Dovranno essere rispettate le prescrizioni contenute nelle tavole di progetto, in particolare per quanto riguarda i copriferri delle armature che dovranno risultare di minimo 2 cm. per le strutture in elevazione e 3.0 cm. per le strutture interrate di fondazione come indicato anche negli elaborati grafici progettuali.

Acciaio per calcestruzzo

Barre ad aderenza migliorata Tipo B450C saldabile – controllato in stabilimento

fyk ≥ 450 N/mm2 (fy nom = tensione caratteristica di snervamento di riferimento normativo).

ftk ≥ 540 N/mm2 (ft nom = tensione caratteristica di rottura di riferimento normativo) Valori di accettazione in cantiere secondo Tab. 11.3.VI di [1]

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AZIONI SULLE COSTRUZIONI

Generalità

La valutazione delle sollecitazioni va fatta considerando opportune combinazioni delle azioni esterne; in particolare nei calcoli allo stato limite ultimo va fato riferimento alla seguente combinazione:

γG1·G1 + γG2·G2 + γP·P + γQ1·Qk1 + γQ2·ψ02·Qk2 + γQ3·ψ03·Qk3 + … ([1] 2.5.1) dove con Gi sono stati indicati le azioni permanenti: azioni che agiscono durante tutta la vita nominale della costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è così piccola e lenta da poterle considerare con sufficiente approssimazione costanti nel tempo:

- 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) G1; - peso proprio di tutti gli elementi non strutturali G2 – nota: a favore di sicurezza si adotta sempre γG1= γG1=1.5;

con Q vengono indicati le azioni variabili: azioni 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;

infine ψ0j è un coefficiente che tiene conto della probabilità che tutti i carichi variabili siano contemporaneamente presenti in occasione del sisma e si determina attraverso i parametri, differenziati a seconda dello stato limite considerato, della destinazione d’uso della costruzione e dei carichi indicati in [1] tab.2.5.I e 2.6.I.

Sono riportati i carichi globali principali gravanti sulle strutture. Per situazioni particolari si rimanda ai dimensionamenti di dettaglio.

Carichi permanenti Strutturali

Per il peso proprio delle porzioni monolitiche delle strutture, che viene calcolato automaticamente dai programmi di calcolo, e stato assunto un peso specifico di: Cemento armato DL1 = 25 kN/m3 Acciaio DL2 = 78,5 kN/m3

Carichi permanenti Non Strutturali

Non sono previsti carichi aggiuntivi sulle strutture oggetto della presente relazione di calcolo.

Carichi Variabili

In conformità con la tabella 3.1.II di [1] non sono stati considerati carichi variabili in quanto le strutture considerate non sono in alcun modo fruibili dalle persone. Neve: viene previsto un’accumulo pari a 0.50 kN/m2.

Carichi laterali

I carichi orizzontali vengono assorbiti dalle strutture momento-resistente.

• Azione del vento

Le pressioni del vento sono computate in coerenza alle NTC 2008. Viene considerata una velocità di riferimento di 27 m/s - zona 3 e classe di rugosità del terreno “B” -aree urbane, suburbane, industriali e boschive-. L’analisi delle pressioni del vento è riportata in dettaglio nel seguito.

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• Azioni da sisma

Le strutture sono progettate e costruite per resistere agli effetti del sisma secondo quanto prescritto nell’ Eurocodice 8 e annessso nazionale NTC2008. Gli elementi secondari dovranno essere collegati alla struttura principale secondo quanto indicato al §7.2.6 delle NTC 2008. Si considera una vita nominale >50 anni e classe d’uso II. Per quanto riguarda la definizione delle azioni sismiche è stato considerato uno spettro di risposta secondo EC8 caratterizzato categoria di sottosuolo tipo C, condizioni topografiche T1 e un accelerazione di riferimento a SLV =0,133 g.

Carichi sui parapetti e tamponamenti verticali

Data la tipologia strutturale non sono previsti elementi di parapetto né piani di calpestio.

Resistenza al fuoco

La progettazione degli elementi strutturali si basa sui livelli di resistenza al fuoco indicate in [6] parte 1-2 a cui viene fatto tacito riferimento in [1] paragrafo 3.6.1. In ogni caso il progetto e la verifica delle resistenza al fuoco delle strutture considerate non è oggetto della presente relazione di calcolo.

Urti ed esplosioni

Nella presente relazione non sono state considerate azioni di queste tipologie.

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AZIONI DEL VENTO Regione Campania Zona 3

Classe di rugosita del terreno B “Aree Urbane, suburbane, industriali e boschive” Categoria di esposizione III as = 16 m s.l.m. la pressione del vento vale: WL = qb·ce·cd·cp Dalla tab. 3.3.I di [1] si ricava:

vb,0 = 27 m/s a0 = 500 m ka = 0.020 1/s per cui la velocita di riferimento vale:

vb= vb,0 = 27 m/s per as ≤ a0 Pressione cinetica di riferimento qb = ½ · ρ · vb

2 = 0,50 kN/m2

dove ρ = 1,25 daN/m3 densità dell’aria

Parametri per la definizione del coefficiente di esposizione (classe di esposizione III) tab. 3.3.II

kr = 0.20 z0 = 0.10 m zmin = 5.0 m

Zona 3; classe rugosità B; Distanza da mare x < 10 km; a0 < 500 → Categoria di esposizione III (tab. 3.3.II)

Kr = 0,20; z0=0,10 m. zmin=5,00 m. z=15.00 (stima) > zmin ct =1 → ce=ce(15.00)=2,40

Coefficiente di topografia ct = 1,00

Coefficiente dinamico cd = 1,00

Coefficiente di forma (fonte: circolare esplicativa NTC2008 - TRALICCI) cp = +2,80

direzione del vento ortogonale alla struttura: Pressione del vento → p = 0.50 · 2,40 · 1,00 · (+2,80) = +3,36 kN/m2

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AZIONI DELLA NEVE Regione Campania Zona 3

Carico da neve al suolo qsk = 0.60 kN/m2 Coefficiente di esposizione CE = 1.0 Coefficiente termico CT = 1.0 Copertura piana a = 0°⇒ mi = 0.8 Carico da neve in copertura qs = µi·qsk·CE·CT = 0.8 · 0.60 = 0.50 kN/m2

ALTRE AZIONI PARTICOLARI - NTC 2008

§ 3.2 - Azione sismica .

Vedi relazione illustrativa § 3.5 - Azione della temperatura

La struttura si presenta soggetta a basse escursioni giornaliere di temperatura. Non sono presenti fonti di generazione di calore particolari, pertanto data anche la tipologia strutturale si considera trascurabile l’indagine delle sollecitazioni prodotte dalla temperatura.

§ 3.6 - Ulteriori azioni accidentali

• 3.6.1 Incendio . La progettazione degli elementi strutturali si basa sui livelli di resistenza al fuoco indicate in [6] parte 1-2 a cui viene fatto tacito riferimento in [1] paragrafo 3.6.1. Il progetto e la verifica delle resistenza al fuoco delle strutture considerate non è oggetto della presente relazione di calcolo, pertanto per una certificazione delle prestazioni richieste sono necessari studi e progetto delle protezioni ad opera di tecnico competente in materia.

• 3.6.2 Urti ed esplosioni . Dall’analisi del luogo in cui l’edificio è ubicato e dall’utilizzo ipotizzato dalla committenza per la struttura, si ritiene improbabile la possibilità che la struttura sia esposta ad azioni di questo tipo.

§ 4.2.10 - Azioni di degrado relative all’aggressiv ità dell’ambiente . Essendo le strutture posizionate a contatto con l’ambiente esterno possono verificarsi problemi di aggressione. Si dispone quindi una protezione alla corrosione degli elementi metallici mediante semplice verniciatura con relativa manutenzione ad intervalli regolari o in alternativa zincatura degli stessi.

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STRUTTURE IN ACCIAIO

La struttura principale dell’opera sarà realizzata prevalentemente in carpenteria metallica. Essa è stata considerata come una struttura senza capacità dissipative ed è stato considerato un fattore di struttura unitario, adottando quindi nell’analisi lo spettro elastico. Sono stati adottati i seguenti spettri di risposta: Per verifiche di resistenza allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) e per la verifica dell’ampiezza dei giunti strutturali lo spettro di fig. 2. Per verifiche di resistenza in situazioni eccezionali allo Stato Limite di Danno (SLD) al fine di limitare il danneggiamento strutturale (7.3.7.1) con smorzamento del 5% lo spettro di fig. 3. Per la verifica degi spostamenti allo Stato Limite Operativo (SLO) lo spettro di fig. 4.

CONDIZIONI GENERALI PER LA MODELLAZIONE F.E.M.

Modellazione della geometria e delle proprietà mecc aniche Per un dettaglio sulla geometria del modello statico si riportano nei tabulati di calcolo successivi le informazioni in merito a:

• Coordinate dei nodi. • Geometria delle sezioni, • Tabelle dei vincoli esterni.

L'inserimento delle caratteristiche inerziali delle sezioni trasversali degli elementi avviene mediante l’ausilio del programma di calcolo. Nel fascicolo di calcolo sono allegate le viste prospettiche principali della struttura secondo una visualizzazione solida - render -, sulla quale è possibile individuare la disposizione degli elementi strutturali in elevazione e di fondazione. Sono anche identificabili la discretizzazione a elementi finiti per gli elementi bidimensionali.

Unità di misura Unità di misura: si adotta il sistema internazionale di misura S.I.

Lunghezze: m, cm, mm Forze: kN, daN, N Momenti: kN•m, daN•m, N•mm Tempo: sec. Temperatura: °C

Schema statico e orientamento del sistema di riferi mento Per la struttura in esame è stato creato un modello di calcolo a elementi finiti di tipo asta. Di seguito si delineano alcune viste dello schema statico. Sulle stesse è mostrato il sistema di riferimento globale, orientato secondo queste ipotesi: • Asse z diretto secondo la direzione verticale inversa alla forza peso • Asse x è collocato lungo il lato maggiore della struttura • Asse y è collocato lungo il lato minore della struttura

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RELAZIONE DI CALCOLO

La struttura in acciaio è stata considerata come una struttura principalmente tesa. Al fine di semplificare il dimensionamento dei collegamenti non è stata considerata la capacità dissipativa della struttura ed è stato adottato lo spettro elastico con fattore di struttura unitario. Pertanto la struttura è stata cautelativamente dimensionata per mantenersi in campo elastico anche quando sottoposta al sisma di progetto. E’ stata effettuata un’analisi statica lineare con assumendo come azioni dinamiche (sisma) quelle derivanti dalla accelerazione attesa nel sito senza coefficienti riduttivi dovuti alla duttilità della struttura e applicandole alla quota massima di attacco delle travi di funi sui pilastri. Tale modo di procedere risulta coerente con quanto indicato al § 7.3.3.2 “Analisi lineare statica”. L’analisi statica lineare consiste nell’applicazione di forze statiche equivalenti alle forze di inerzia indotte dall’azione sismica e può essere effettuata per costruzioni che rispettino i requisiti specifici riportati nei paragrafi successivi, a condizione che il periodo del modo di vibrare principale nella direzione in esame (T1) non superi 2,5 TC o TD e che la costruzione sia regolare in altezza". Si vuole evidenziare come le forze sismiche siano di gran lunga inferiori a quelle derivanti dall’effetto del vento o dal deposito, preso in esame, della neve sulla copertura del fabbricato. Per il calcolo e verifica delle travi di funi è sta to utilizzato un foglio di calcolo autoprodotto di facile e veloce utilizzo. La teoria alla base dei calcoli sv olti è disponibile in letteratura - §.36 “Costruzio ni Metalliche 2” V.Zignoli, UTET - e adattata per veri fiche agli stati limite ultimi e di servizio. Al fi ne di convalida si è poi modellata in ambiente Midas/GEN la struttura e svolto un calcolo non lineare verificando la congruenza con i risultati ottenuti in precedenza.

Figura 1 Sezione trasversale del fabbricato – NOTA: non in scala

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TRAVI DI FUNI – VERIFICA A POSSIBILE COMPRESSIONE DEI CORRENTI 2xL70x70x7 Premesso che le travi che sorreggono la rete di copertura seguono lo schema statico delle travi di funi, viene condotta una verifica di dettaglio della capacità di resistenza dei correnti 2xL70x70x7 a carichi di compressione.

Gli elementi sono collegati alle piastre mediante 2M16 classe 8.8 e sono privi di calastrelli elementi considerati prevalentemente tesi, con la seguente verifica si è quindi modellata la parte di struttura con doppio beam 70x70x7 affiancato e collegati a degli elementi brick costituenti la piastra di collegamento. La verifica viene condotta un campo doppio poiché la rete di copertura prevede dei suddivisioni allontanandosi dai bordi perimetrali. Nell’estremità a destra è stato applicato un carico pari a 20.00 kN. ed è stato considerato un possibile errore nel montaggio pari a 2 cm. (1/200 della luce totale). Si precisa che da calcolo (vedi il paragrafo “Travi di funi – copertura”) viene esclusa la compressione nella tenditrice.

Figura 2 Verifica delle piastre di collegamento sp. 8mm. classe S 275 - stress max nelle piastre 365 < 409.52 kN = ftk/M0 OK

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TRAVI DI FUNI – COPERTURA

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TRAVATE DI BORDO:

Al fine di studiare il comportamento di questa tipologia di travata la si è analizzata nel piano XY con le forze risultanti dalle azioni esterne applicate ai nodi della trave di funi.

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TRAVI DI FUNI – VERIFICA SISTEMA DI TENSIONAMENTO

Sulla base delle massime tensioni derivanti dal calcolo delle travate di funi si è provveduto ad una modellazione con elementi di tipo solid dei sistemi di tensionamento dei correnti. L’accuratezza del tipo di analisi svolto permette le conoscenza dello stato di sollecitazione puntuale degli elementi pertanto può essere condotta al limite di rottura (ftk)/gM0.

TENDITORE TIPO A

Figura 3 Modello di calcolo – con forza applicata al centro della piastra da 30 mm.

Tensionamento indotto nei correnti: Forza applicata = γ*Tmax = 1.5*45.00 = 67.50 kN Carichi nodali applicati:

NodeNodeNodeNode Load CaseLoad CaseLoad CaseLoad Case FxFxFxFx FyFyFyFy FzFzFzFz MxMxMxMx MyMyMyMy MzMzMzMz GroupGroupGroupGroup 1916 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 1917 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 4185 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10244 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10245 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10246 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10251 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10252 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10253 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10327 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10328 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10329 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10619 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10620 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10621 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10622 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10623 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 10624 Tensionamento 3.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default TOTALETOTALETOTALETOTALE 67.50 67.50 67.50 67.50

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Figura 4 Verifica tensionatore tipo B - stress max nelle piastre 355.85 < 409.52 kN = ftk/ggggM0 VERIFICATO

TENDITORE TIPO A

Figura 5 Modello di calcolo – con forza applicata al centro della piastra da 30 mm.

Tensionamento indotto nei correnti: Forza applicata = γ*Tmax = 1.5*45.00 = 67.50 kN NodeNodeNodeNode Load CaseLoad CaseLoad CaseLoad Case FxFxFxFx FyFyFyFy FzFzFzFz MxMxMxMx MyMyMyMy MzMzMzMz GroupGroupGroupGroup 10723 Tensionamento 67.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default

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Figura 6 Verifica tensionatore tipo B - stress max nelle piastre 401 < 409.52 kN = ftk/ggggM0 VERIFICATO

COLLEGAMENTO 2xL70x70 SUL NODO DELLE TRAVATE

Figura 7

Geometria: Piastra di collegamento sp. 8 mm. - Bulloni 2 M16 classe 8.8 Forze: Tensionamento indotto nei correnti = γ*Tmax = 1.5*45.00 = 67.50 kN Verifica: Tasso di lavoro del collegamento = 0.40 < 1 VERIFICATO

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TRAVI DI FUNI – VERIFICA GIUNTO CATENA INFERIORE

Sulla base delle massime tensioni derivanti dal calcolo delle travate di funi si è provveduto ad una modellazione con elementi di tipo solid dei sistemi di tensionamento dei correnti. L’accuratezza del tipo di analisi svolto permette le conoscenza dello stato di sollecitazione puntuale degli elementi pertanto può essere condotta al limite di rottura (ftk)/gM0.

CATENA D36

Figura 8 Modello di calcolo

Tensionamento indotto nei correnti: Forza applicata = γ*Tmax = 1.5*45.00 = 67.50 Kn

Figura 9 Verifica tensionatore tipo B - stress max nelle piastre 294.88 < 409.52 kN = ftk/ggggM0 VERIFICATO

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PILASTRI

Sulla base delle risultanti orizzontali delle tensioni indotte dalle travate e dalla copertura si procede ad una verifica dei pilastri di bordo su cui terminano le travate. Casi di carico: 1 DD Dead Load (D) Permanenti 2 LL Live Load (L) Accidentali - Tensionamento 3 Sx Earthquake (E) Sisma direzione X 4 Sy Earthquake (E) Sisma direzione Y

Combinazioni di carico per le verifiche pilastri: 1 sLCB1 Strength/Stress Add 1.5D + 1.5(1.0LL) 2 sLCB2 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L + 1.0(1.0Sx+0.3Sy) 3 sLCB3 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L + 1.0(1.0Sx-0.3Sy) 4 sLCB4 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L + 1.0(1.0Sy+0.3Sx) 5 sLCB5 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L + 1.0(1.0Sy-0.3Sx) 6 sLCB6 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L - 1.0(1.0Sx+0.3Sy) 7 sLCB7 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L - 1.0(1.0Sx-0.3Sy) 8 sLCB8 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L - 1.0(1.0Sy+0.3Sx) 9 sLCB9 Strength/Stress Add 1.0D + 1.0(1.0)L - 1.0(1.0Sy-0.3Sx) 10 sLCB10 Serviceability Add SERV :1.0D + 1.0LL 11 sLCB11 Serviceability Add SERV :1.0D + 0.7LL 12 sLCB12 Serviceability Add SERV :1.0D + 0.7LL + 0.0WL 13 sLCB13 Serviceability Add SERV :1.0D + 1.0LL 14 sLCB14 Serviceability Add SERV :1.0D + 1.0LL + 0.0WL

Altezza applicazione forze h= 6200 mm. fuori piombo y=1300 mm. Forze da calcolo agenti nel pilastro NodoNodoNodoNodo LoadLoadLoadLoad FxFxFxFx FyFyFyFy FzFzFzFz MxMxMxMx MyMyMyMy MzMzMzMz GroupGroupGroupGroup 2 DD 0.00 0.00 -1.66 0.00 0.00 0.00 Default 2 LL 139.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default 3 LL 9.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Default

Figura 10 Verifica pilastro copertura ONDA tipo D – tasso di lavoro 0.789 < 1 VERIFICATO

Lateralmente è previsto un cedimento di X=26.60 mm, pertanto si prevede un sistema di correzione del fuori piombo pilastro al piede della piastra di base. Reazioni alla base: NodeNodeNodeNode LoadLoadLoadLoad FX (kN)FX (kN)FX (kN)FX (kN) FY (kN)FY (kN)FY (kN)FY (kN) FZ (kN)FZ (kN)FZ (kN)FZ (kN) MX (kN*mm)MX (kN*mm)MX (kN*mm)MX (kN*mm) MY (kN*mm)MY (kN*mm)MY (kN*mm)MY (kN*mm) MZ (kN*mm)MZ (kN*mm)MZ (kN*mm)MZ (kN*mm) 1 LL -110.09 0.000000 538,89 0.000000 0.000000 0.000000 6 LL -55,957 58,267 -267,61 0.000000 0.000000 0.000000 7 LL -55,957 -58,267 -267,61 0.000000 0.000000 0.000000

Come evidenziato nei disegni costruttivi le piastre di base sono saldate in opera a cordone d’angolo sulle piastre presenti in testa ai pilastri dei corpi di fabbrica in c.a.p.. La lunghezza dei cordoni di saldatura sarà tale da garantire la massima resistenza plastica del pilastro tubolare.

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CONCLUSIONI

Come evidenziato dalle verifiche effettuate le strutture risultano dimensionate in modo tale da garantire sia la sicurezza degli utenti che la durabilità nel tempo del manufatto. Anche la deformabilità ai carichi statici e sismici si mantiene entro livelli più che accettabili. Questo premesso, si dichiara che le opere progettate sono conformi a quanto indicato nelle normative vigenti.

il progettista strutturale ________________________

COMPUTO MATERIALI ******************************************************************************************************** ** Gen 2012 Modeling, Integrated Design & Analysis Software ** ** GENERAL STRUCTURE DESIGN SYSTEM FOR WINDOWS ** ******************************************************************************************************** XXX XXX XX XXXXXXXX XXXXXXX XXXXXXXX XXXX XXXX XX XX XX XX XX XX XX XX XXX XX XX XX XX XX XX XX XX X XX XX XX XX XXXXXXX XXXXXXXX XXX XX XXX XXX XX XX XX XXX XXX XX XXX XXX XX XXX XX XX XXX XXX XX XXX XXX XX XXX XX XX XXX XXX XX XXX XXXXXXXX XXX XX XXXXXXXX /Gen Gen 2012 COPYRIGHT (C) SINCE 1989. MIDAS Information Technology Co.,Ltd. ALL RIGHTS RESERVED. ******************************************************************************************************** BILL OF MATERIAL __________________________ BEAM & TRUSS BOM TYPE1 SECT ID,SECT NAME, MATERIAL Unit System : kgf , mkgf , mkgf , mkgf , m _____________________________________________________ SECT SECTION NAME MATERIAL DENSITY LENGTH PAINT AREA WEIGHT ID ID NAME INNER OUTER ------- -------------------- ------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- 1 2L70x7 1 S235 7.850e+003 8.310e+001 0.000e+000 4.654e+001 1.215e+003 2 CHS 88.9x6.76 1 S235 7.850e+003 8.352e+001 2.165e+001 2.333e+001 5.652e+002 3 D36 1 S235 7.850e+003 8.405e+001 0.000e+000 9.506e+000 6.716e+002 4 CHS 219.1 sp.8 1 S235 7.850e+003 8.802e+001 5.616e+001 6.059e+001 3.666e+003 5 B150x3 1 S235 7.850e+003 1.115e+002 6.423e+001 6.690e+001 1.544e+003 2 CHS 88.9x6.76 2 S275 7.850e+003 8.369e+001 2.169e+001 2.337e+001 5.663e+002 5 B150x3 2 S275 7.850e+003 1.021e+002 5.878e+001 6.123e+001 1.413e+003 1 2L70x7 3 S355 7.850e+003 1.030e+002 0.000e+000 5.767e+001 1.505e+003 3 D36 4 S450 7.850e+003 2.101e+002 0.000e+000 2.376e+001 1.679e+003 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- SUMMATION : 9.491e+002 2.225e+002 3.729e+002 1.282e+0041.282e+0041.282e+0041.282e+004 ________________________________________________________________________________________________________

Si considera un incremento per piastrame pari al 15%: peso strutture 14.500 kg

Incidenza per mq di capannone: 14.500/16,00x45,00 = 20 kg/mq

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PIANO DI MANUTENZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE DELL’ OPERA

PREMESSA Al termine dei lavori e del relativo certificato di collaudo o di regolare esecuzione redatto ai sensi dell’art. 67 del D.P.R. 380/2001 e successivo §10 di [1], le opere saranno consegnate alla Committenza. Sono pertanto a carico della Committenza le attività d’ispezione, gestione e manutenzione delle opere realizzate, rimanendo altresì a carico dell’impresa esecutrice dei lavori la garanzia per le difformità e i vizi dell'opera. Il presente piano di manutenzione della parte strutturale dell’opera, redatto ai sensi del [1] art. 10.1 ed è relativo alle sole opere strutturali del fabbricato in oggetto. Descrizione interventi L’opera oggetto della presente relazione è costituita dalla nuova costruzione di manufatto con struttura in acciaio. MANUTENZIONE ORDINARIA E STRAORDINARIA DELL’OPERA Opere Modalità Interventi di manutenzione Periodicità

Opere in cemento armato

Ispezionare i manufatti e controllare: - eventuali fenomeni di deterioramento e di degrado dei materiali; - eventuali fenomeni di dissesto delle strutture dovuti a cedimenti differenziali; - presenza di un quadro fessurativo che esuli dalle normali fessure dovute al ritiro del calcestruzzo in fase di maturazione; - presenza di distacchi di parte superficiale delle opere in calcestruzzo che comportino l’esposizione all’ambiente aggressivo dei ferri di armatura; - presenza di fenomeni di risalita dell’umidità; - presenza di avvallamenti della superficie di calpestio; - presenza di eccesso di vibrazioni o emissioni sonore delle strutture sotto carico. L’esito di ogni ispezione deve formare oggetto di uno specifico rapporto da conservare insieme alla relativa documentazione tecnica. A conclusione di ogni ispezione, inoltre, il tecnico incaricato deve, se necessario, indicare gli eventuali interventi a carattere manutentorio da eseguire ed esprimere un giudizio riassuntivo sullo stato d’opera.

- riparazioni localizzate superficiali delle parti strutturali, da effettuare anche con materiali speciali; - ripristino di parti strutturali in calcestruzzo armato da eseguire anche con materiali speciali; - protezione dei calcestruzzi da azione disgreganti (gelo, sali solventi, ambiente aggressivo, ecc.) con eventuale applicazione di film protettivi; - protezione delle armature da azioni disgreganti (gelo, ambiente aggressivo, ecc.); - consultare tecnico abilitato in caso di quadro fessurativo in rapida evoluzione o interventi che vadano a variare dimensioni strutturali o carichi applicati.

3 anni

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Opere Modalità Interventi di manutenzione Periodicità

Opere in acciaio

Ispezionare i manufatti e controllare: - eventuali fenomeni di deterioramento e di degrado dei materiali; - eventuali fenomeni di dissesto delle strutture dovuti a cedimenti differenziali; - stato delle carpenterie in acciaio, della zincatura e delle eventuali pitture intumescenti - presenza di eccesso di vibrazioni o emissioni sonore delle strutture sotto carico; - presenza di eventuali infiltrazioni dalla copertura. - presenza di ruggine in atto. - presenza di ossidazioni dovute all’esposizione in ambiente marino; L’esito di ogni ispezione deve formare oggetto di uno specifico rapporto da conservare insieme alla relativa documentazione tecnica. A conclusione di ogni ispezione, inoltre, il tecnico incaricato deve, se necessario, indicare gli eventuali interventi a carattere manutentorio da eseguire ed esprimere un giudizio riassuntivo sullo stato d’opera.

- riparazioni localizzate - ripresa della passivazioni delle carpenterie in acciaio; - consultare ditta fornitrice opere in acciaio o ditta specializzata per interventi di ripristino o sostituzione di parti deteriorate - consultare tecnico abilitato in caso di quadro fessurativo- deformativo in rapida evoluzione o interventi che vadano a variare dimensioni strutturali o carichi applicati.

annuale

il progettista strutturale ________________________