esempio svolto cdswin: pareti debolmente armate con ... · al pari delle altre strutture con...
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Esempio svolto CDSWin: pareti debolmente armate con blocchicassero in legno mineralizzato LegnoBloc
Il seguente esempio svolto riguarda l'utilizzo dei blocchi cassero LegnoBloc per la realizzazione di
strutture con pareti debolmente armate.
I blocchi cassero LegnoBloc rappresentano una tecnologia assai valida.
I principali vantaggi della soluzione sono:
Rapidità e semplicità della posa in opera.
Non serve manodopera specializzata (in particolare non servono i carpentieri).
Non servono carpenterie lignee (il blocco costituisce cassero a perdere).
Ottime qualità dal punto di vista dell' isolamento (sia termico che acustico).
Quantità contenute di armatura.
Soluzione ampiamente testata in piu' nazioni.
Qualità del materiale attestata da certificazioni.
Tali pregi rendono sovente conveniente ed opportuna questo tipo di soluzione, particolarmente in
costruzioni medio piccole ove si possono massimizzare risparmi nei costi, qualità costruttive e
rapidità degli stati di avanzamento.
Caratteristiche generali dei blocchi LegnoBloc
I blocchi cassero LegnoBloc realizzano una muratura al cui interno sono predisposti fori per
alloggiare armature e getti. La particolare conformazione dei blocchi permette di creare un graticcio
di pilastrini e travette all' interno dei blocchi, in posizione protetta rispetto agli agenti esterni
(pioggia, aria, inquinamento) che potrebbero portare degrado agli elementi strutturali. Le armature
sono costituite da barre dritte, generalmente disposte su un unica fila in posizione baricentrica all'
interno degli elementi strutturali (pur essendo eventualmente possibile utilizzare doppie armature).
L' utilizzo di blocchi speciali puo' permettere (ove necessario) l' ammorsamento tra pareti di spigolo
e garantire il comportamento scatolare della struttura. Ai sensi delle Linee Guida del 2011 il
graticcio e' da considerarsi equivalente ad una parete debolmente armata in cls di adeguato spessore
(minore di quello della sezione del graticcio per tener conto dell' effetto dei vuoti).
Al pari delle altre strutture con soluzioni simili, quali: murature armate, pareti debolmente armate,
casseri a perdere in polistirolo, etc., si consiglia di tener conto nella progettazione di alcuni concetti
chiave, che sono in massima parte a comune con le strutture in muratura:
Presenza di pareti di dimensione significativa in pianta, (ad es. pareti al di sotto di un metro
non hanno molto senso).
Le pareti controventanti devono essere da cielo a terra senza interruzioni.
Aperture nelle pareti alle varie quote, allineate sulla stessa proiezione in pianta.
In linea di massima le pareti e le aperture devono essere studiate in modo da realizzare una
sorta di telaio a maglie ortogonali, di cui i maschi rappresentano i pilastri e gli architravi
sopra le aperture rappresentano le travi di collegamento.
Forma della parete rettangolare. Eventuali contorni inclinati, ad es. timpani di un tetto
possono ovviamente essere sempre realizzati con LegnoBloc, ma stante l'impossibilità di
verificarli, cessano di avere valenza strutturale e sono da considerarsi come tamponatura.
Regolarità strutturale: e' sempre da ricercare per qualsiasi struttura e quelle in oggetto non
fanno eccezione!
Aver chiare queste linee d'azione permette di ottenere un progetto che non riserva sorprese ne' in
fase di calcolo, ne' in fase realizzativa e sopratutto durante la vita utile della struttura!
Inquadramento normativo e Fattore di struttura
Queste strutture sono previste all' interno delle attuali normative, in particolare ad es. il punto
7.4.3.1 di NTC2008 definisce le strutture a pareti estese debolmente armate.
In particolare poi le pareti realizzate a mezzo della tecnologia LEGNOBLOC seguono una specifica
linea guida ministeriale del 2011.
Come per ogni struttura occorre preliminarmente definire il fattore di struttura, ovvero classificare
in termini di duttilità strutturale la nostra opera.
La linea guida stabilisce che il fattore di struttura e' dato dalla seguente formulazione:
I valori dei vari parametri generalmente adottati sono i seguenti:
• q0=2
• Ks=Alfau/Alfa1=1.1 (irregolarita' in pianta)
• Kr=0.8 (irregolarita in altezza)
da cui segue un fattore di struttura: q=2*1.1*0.8=1,76.
Vi e' inoltre da considerare che:
1. Stranamente la linea guida non tiene conto dell' ulteriore riduzione del fattore di struttura in
funzione della snellezza prevalente delle pareti (cfr. punto 7.4.3 NTC 08 per le strutture a
pareti).
2. Il comportamento delle strutture a pareti portanti e' normalmente di tipo elastico e non di
tipo duttile.
Per tali motivi si consiglia di adottare q=1.5, che e' il valore per le strutture dotate di
comportamento non dissipativo. Tale riduzione del fattore di struttura q e' a vantaggio di sicurezza,
ma normalmente non comporta differenze in termini di costo della struttura.
Per impostare il fattore di struttura in CDSWin accediamo dai "Dati generali" ai "Parametri
sismici":
ed impostiamo il sistema costruttivo su cemento armato:
Successivamente per ciascuna delle due direzioni principali della struttura impostiamo i dati per ottenere il fattore di struttura desiderato:
Definizione dei blocchi cassero in archivio
CDSWin dispone di un archivio precaricato dei blocchi cassero della LegnoBloc. Qui di seguito la
tabella di corrispondenza tra le tipologie in archivio del CDS ed i casseri LegnoBloc.
Blocco Cassero LegnoBloc Materiale Parete Debolmente Armata in CDS
EG 30/6,EP 38/13, EG 38/13 2
EG 30/8, EP 38/15, EG 38/15 3
SuperBlocco38 4
Superblocco EG 50 5
Superblocco EPS 50/7 6
EP 30/10, EG 30/10, EG 30/18 7
IL 25 8
IL 25 senza grafite, IL30 9
IL 30 senza grafite 10
Per quanto la STS srl abbia posto massima cura nel redigere tale archivio, tuttavia resta cura e
responsabilita' dell' utente CDSWin controllare la corrispondenza e la correttezza di tali dati con
quelli derivanti dalle corrispondenti tipologie di cassero della LegnoBloc (che peraltro potrebbero
essere soggetti a variazioni senza preavvisare la STS srl e gli utenti di CDSWin; La STS srl inoltre
si riserva il diritto di eliminare tale archivio in ogni momento senza alcun preavviso).
Pertanto l' utente puo' liberamente accedere ed implementare a proprio piacimento l' archivio.
Inoltre e' necessario accedere all' archivio se si vogliono variare i materiali utilizzati per la parte in
cls (ad es. la classe del calcestruzzo), od il numero di strati di armatura .
Vediamo quindi di descrivere le modalita' di interazione ed il significato dei valori richiesti in
archivio.
Dall' Input (Impalcati o Spaziale) si accede al menu “Archivio” e si seleziona la voce “Materiali e
criteri shell”:
Successivamente si seleziona nel menu la voce CLSDEBARM (calcestruzzo debolmente armato):
All' interno del menu delle pareti in Calcestruzzo debolmente armate si seleziona infine la voce
“Materiale”:
Vengono richiesti i seguenti dati:
I dati sono di significato banale a meno dei seguenti:
• Spessore equivalente della parete: le linee guida sulle pareti debolmente armate realizzate
con blocchi cassero esplicitano che tali pareti, essendo di fatto formate da un graticcio di
travi e pilastri, devono essere considerate come delle pareti di spessore tale che la sezione
della parete sia pari alla sezione dei pilastri presenti all' interno dei blocchi cassero (per
unita' di misura). Ad es. se in un metro lineare di parete sono presenti 4 pilastrini di sezione
19x16 lo spessore della parete equivalente e' 19*16*4/100=12,16 cm.
• Gamma Equivalente: e' il peso al metro quadro di superficie della parete. Tale dato viene
fornito nelle schede prodotto della LegnoBloc. Si puo' calcolare considerando gli spessori
nella sezione trasversale del blocco ed i relativi pesi specifici del legno cemento (550 kg/mc)
e del cls utilizzato.
• Fattore di riduzione G: per tenere conto della presenza dei fori il modulo tangenziale G
viene calcolato a mezzo di una formula empirica fornita dalla LegnoBloc, che pone
GlegnoBloc=G/(Fattore di riduzione G). Il dato in oggetto pertanto corrisponde al
denominatore nella formula precedente. Attualmente e' posto per default “Fattore di
riduzione G”=2,2 valore indicato dalla LegnoBloc; si lascia la liberta' di definire valori
diversi per poter adattare tale dato ad eventuali evoluzioni della documentazione tecnica di
LegnoBloc. La STS potrebbe non essere messa al corrente dalla LegnoBloc di variazioni su
tale valore, l' utente deve pertanto verificare nella documentazione della LegnoBloc la
correttezza del dato ed eventualmente variarlo.
L' archivio prevede funzioni per definire nuovi materiali, copiare i dati da un materiale all' altro e
cancellare materiali. Tali funzioni permettono di poter implementare assai rapidamente, a partire
dalle tipologie presenti, eventuali modifiche.
Input dei setti
In input le pareti debolmente armate realizzate con casseri LegnoBloc vengono implementate come
normali setti in c.a. a mezzo della finestra di selezione della sezione seguente:
Nel caso dei casseri LegnoBloc:
• Lo spessore da indicare in input e' quello del cassero (lo spessore strutturale equivalente e'
quello indicato nell' archivio del materiale, la dimensione del cassero qui indicata permette
la realizzazione di un disegno ferri che rappresenti esattamente la dimensione del cassero).
• Il materiale e' da assegnare in funzione del tipo di cassero secondo la tabella di
corrispondenza riportata nel paragrafo destinato alla definizione dei blocchi cassero (ad es.
il materiale 2 in figura corrisponde ai blocchi cassero EG 30/6,EP 38/13, EG 38/13).
Calcolo
Il calcolo non presenta elementi di novita' rispetto alle altre tipologie strutturali. Si potra' optare per
il “Calcolo Automatico + Esecutivi” nel qual caso CDSWin si occupera' di passare da tutte le fasi di
verifica degli elementi strutturali e di disegno ferri, ovvero per il “Calcolo con scelta combinazioni
di carico” che procedera' unicamente al calcolo della struttura lasciando all' utente il compito di
selezionare gli elementi per i quali svolgere le verifiche.
Visualizzazione dei risultati
Per poter accedere alla visualizzazione grafica dei risultati delle pareti debolmente armate occorre
aver preventivamente effettuato la definizione e verifica delle stesse. Nel caso del “Calcolo
Automatico + Esecutivi” tale passaggio avviene in modo automatizzato senza intervento da parte
dell' utente. Diversamente se si e' optato per il semplice “Calcolo con scelta delle combinazioni”,
occorre passare dalla fase di Definizione e Verifica descritta nel successivo paragrafo dedicato agli
esecutivi.
Posto che in uno dei due modi di cui sopra si siano svolte le verifiche entriamo nella fase di
visualizzazione dei risultati 3d:
per le pareti debolmente armate esistono delle visualizzazioni specifiche, in particolare sotto la voce
“Color. Verif.” vengono presentate le scelte relative alle pareti debolmente armate ed alle relative
travi di collegamento:
in particolare per le pareti deb. arm. si possono ottenere le visualizzazioni grafiche in funzione di
una delle selezioni seguenti:
a titolo di esempio riportiamo la visualizzazione grafica delle armature verticali parzializzate su un
telaio della struttura:
Per le travi di collegamento le scelte possibili sono le seguenti:
a titolo di esempio riportiamo la visualizzazione dell' esito delle verifiche relative alle travi di
collegamento:
Esecutivi
Per ottenere le verifiche ed il disegno ferri si deve accedere dal menu “Esecutivi” alla voce “Setti
Cls Deb. Arm”:
Il processo per ottenere gli esecutivi con le armature si articola nei seguenti passi:
Definizione allineamenti
Dal menu' dei “Setti Cls Deb. Arm.” si accede prima di tutto alla fase di definizione degli
allineamenti:
si ricorre alla fase di definizione automatica per la definizione degli allineamenti:
ottenendo ad esempio la situazione seguente:
e' possibile controllare le pareti generate automaticamente e modificarle a mezzo della procedura di
definizione manuale.
Ad es. la parete 5 dell' esempio e' la seguente:
Verifica elementi
Eseguita la definizione si passa alla verifica, la procedura e' totalmente automatica.
Manipolazione e Disegno Ferri
La manipolazione consente di visualizzare ed eventualmente modificare graficamente le armature
inserite dal CDSWin a seguito del processo di verifica delle pareti. Per la parete 5 di esempio si
ottiene il seguente esecutivo:
Qui di seguito vediamo ingranditi i vari elementi che compongono il disegno ferri:
Assemblaggio delle armature della parete
Sezione orizzontale di un setto debolmente armato con cassero LegnoBloc
Particolare delle armature verticali con riprese ferri
Particolare delle armature delle travi di collegamento
Stampe Disegni Ferri e Schemi sezioni
Per stampare su Video/DXF/Carta si accede alla voce “Stampe” del menu:
E' possibile stampare gli “Schemi delle sezioni” ed il “Disegno Ferri” delle pareti debolmente
armate. Per ciascuno dei due casi viene proposta la finestra di selezione delle pareti:
il funzionamento di questa finestra, su cui non ci soffermiamo in questa sede, e' analogo a quello di
tutte le altre finestre di selezione stampa del CDSWin.
Gli “Schemi delle sezioni” forniscono una rappresentazione grafica delle sezioni di verifica delle
pareti, tali sezioni sono state automaticamente determinate dal CDSWin e sono quelle a cui si
riferiscono i tabulati di stampa delle verifiche strutturali. Qui di seguito un esempio di tali schemi
riferito alla medesima parete vista nella fase di Manipolazione:
La stampa del “Disegno Ferri”, invece, produce una copia esatta di quanto visto nella fase di
Manipolazione e di cui abbiamo sopra riportato le immagini esplicative.
Stampa Tabulati di verifica
Per le Pareti Debolmente Armate, CDSwin dispone di stampe dedicate dei tabulati delle verifiche.
Per ottenere tale specifico tabulato (e quindi anche per controllare puntualmente i risultati) si accede
dal menu generale del CDS alla voce “Stampe”, nel submenu seguente a titolo di esempio
selezioniamo la voce “Stampa Risultati” (il tabulato in oggetto si ottiene in modo analogo anche
con le voci Stampa completa da impalcati o Stampa completa da spaziale):
successivamente nel menu' di selezione della Stampa dei Risultati si seleziona la stampa del
tabulato specifico di verifica per le Pareti Debolmente Armate, come rappresentato nell' immagine
seguente:
CDSWin proporra' nella finestra di selezione le stampe che e' possibile ottenere per questo tipo di
elementi:
Alcune voci di questa finestra di selezione potrebbero essere non disponibili in funzione del tipo di
analisi sismica svolta (ad es. in questo caso, in fase di calcolo si e' optato per un' analisi sismica
dinamica, conseguentemente non sono disponibili le voci di selezione riferite all' analisi sismica
statica). In ogni caso saranno sempre disponibili le stampe relative alla geometria delle pareti e delle
travi di accoppiamento, le caratteristiche di sollecitazione statiche e sismiche ed eventualmente
combinate, le verifiche statiche e sismiche. I tabulati sono accompagnati dalla prerelazione di
calcolo che esplica il significato dei vari campi che compongono le tabelle di verifica.
Qui di seguito un esempio del report di stampa dei tabulati per la pareti debolmente armate:
CDSWin esegue e riporta i risultati delle seguenti verifiche:
1. Verifica Sismica della parete deb. arm. nel suo piano di giacitura (vedi immagine
precedente)
2. Verifica Statica della parete deb. arm. fuori piano
3. Verifica Sismica della parete deb. arm. fuori piano
4. Verifica Sismica delle travi di collegamento
Per ciascuna verifica viene proposta in chiusura di tabella il campo “Status di Verifica” che
sintetizza l' esito della verifica dell' elemento (verificato/non verificato).
Qui di seguito esaminiamo in dettaglio i tabulati indicando il significato dei vari campi delle tabelle.
Per la “Verifica Sismica nel piano del telaio” viene proposta una tabella simile a quella dell'
esempio seguente:
Si e' qui evidenziato il significato dei riferimenti alla sezione di verifica e di Ascissa iniziale e finale
del maschio con riferimento alla stampa grafica dello schema delle sezioni di verifica, tali parametri
sono comuni alle successive tabelle di verifica. I paramentri in uso in questa tabella hanno il
seguente significato:
Per la “Verifica Statica della parete deb. arm. fuori piano”:
ove i parametri hanno il seguente significato:
Per la “Verifica Sismica della parete deb. arm. fuori piano”:
ove i parametri hanno il seguente significato:
Per la “Verifica Sismica delle travi di collegamento”:
ove i parametri hanno il seguente significato:
Sez. N.ro : Numerazione della sezione verticale a cui si riferisce la verifica
Ascissa : Ascissa che individua la sezione verticale di verifica
QuotaIn: Quota intradosso trave
QuotaFIn: Quota estradosso trave
Co nr: Numero di combinazione a cui si riferisce la verifica più gravosa
Med: Momento flettente di progetto
f% : Deformazione percentuali armature
c% : Deformazione percentuali calcestruzzo
Area: Area armatura a flessione
Ved: Taglio di progetto
Vrcd: Taglio resistente meccanismo della biella compressa della sezione in calcestruzzo
Vrsd: Taglio resistente meccanismo a trazione comprensivo delle armature e delcontributo del calcestruzzo valutato secondo la tipologia del materiale considerato
Vrdp: Taglio resistente armature piegate a taglio
Afrete: Densità Armatura a rete
ArmX: Armatura ferri piegati
Ang: angolo della armature inclinate
Status: Esito della verifica VERIF. / NON VERIF
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