lavori di modifica e regolarizzazione fermata tpl …

Tolmezzo, lì

ing. Giovanni VALLEIl Progettista

G.T.A. s.r.l. - INGEGNERIA CIVILE

Capitale sociale 50.000 € i.v.

Via Divisione Osoppo, 9 33028 Tolmezzo (UD)

tel.: +39 0433 41957 - fax: +39 0433 43766 - e-mail: [email protected]

p. IVA - Cod. Fisc. - Reg. Imprese di Udine n. 01750650309

A11.RC.00.E.S.37.01.V0.R0

A11RELAZIONE DI CALCOLO

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ing. Giovanni VALLEIl Progettista

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PROVINCIA DI UDINEREGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA

COMUNE DI VENZONE

LAVORI DI MODIFICA E REGOLARIZZAZIONEFERMATA TPL AL KM. 163+950 DELLA S.S. 13

"PONTEBBANA"

PROGETTO ESECUTIVO

mailto:[email protected]

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Lavori di modifica e regolarizzazione della fermata TPL al km 163+950 della S.S. 13 Po te a a Relazione di calcolo

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1

SOMMARIO

RELAZIONE SULLE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI ...................................... 3

RELAZIONE GEOTECNICA E SULLE FONDAZIONI .............................................. 5

RELAZIONE DI CALCOLO .................................................................................. 7

1. PREMESSE ............................................................................................................ 7

2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO .............................................................................. 9

3. VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO ............................. 11

4. ANALISI DEI CARICHI........................................................................................... 13

4.1 CARICHI PERMANENTI ................................................................................................... 13

4.1.1 Carichi permanenti strutturali ....................................................................................... 13

4.1.2 Carichi permanenti non strutturali ................................................................................ 13

4.2 CARICHI VARIABILI ........................................................................................................ 13

4.2.1 Azione del vento ........................................................................................................... 13

4.3 AZIONE SISMICA ........................................................................................................... 13

4.4 COMBINAZIONI DI CARICO ............................................................................................ 17

5. ANALISI E VERIFICA DEL MURO DI RECINZIONE ................................................... 19

6. GIUDIZIO MOTIVATO DI ACCETTABILITA’ DEI RISULTATI ...................................... 27

6.1 TIPO DI ANALISI SVOLTA ............................................................................................... 27

6.1 ORIGINE E CARATTERISTICHE DEI CODICI DI CALCOLO UTILIZZATI ................................... 27

6.2 VALIDAZIONE DEI CALCOLI ............................................................................................ 27


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3

Relazione sulle caratteristiche dei materiali

I materiali utilizzati nella costruzione sono:

Calcestruzzo per fondazioni ed elevazioni

Classe di resistenza C32/40

Resistenza cubica caratteristica: Rck = 40 MPa

Resistenza cilindrica caratteristica: fck = 32 MPa

Classe di esposizione ambientale: XC4 (secondo UNI 11104)

Acciaio per c.a.

Tipo B450C

Tensione di rottura f t,nom = 540 MPa

Tensione di snervamento f y,nom = 450 MPa

IL DIRETTORE LAVORI IL PROGETTISTA DELLE STRUTTURE

Dott. Ing. Giovanni VALLE


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Relazione geotecnica e sulle fondazioni

Premesse

La presente relazione geotecnica e sulle fondazioni viene redatta sulla base di dati tipici per i terreni del

luogo e sulla base di stime cautelative dei parametri meccanici dei terreni. Le pressioni trasmesse in

fondazione sono contenute, per cui non si ritiene necessario far redigere una relazione geologica. I

parametri sismici assunti sono cautelativi ed in particolare si assume una categoria di sottosuolo pari a C

e una categoria topografica T1.

Non esiste iterazione con la falda acquifera e pericolo di liquefazione dei terreni in condizioni sismiche.

Le opere in oggetto non alterano la natura dei terreni e sono del tutto compatibili da un punto di vista

geotecnico.

Parametri meccanici del terreno

Le struttu e di fo dazio e dell’ope a i oggetto so o di tipo supe fi iale, costituite da una trave di

fondazione (al disotto del portale interno in c.a.) e da una platea al di sotto del novo vano ascensore.

I valori di progetto delle caratteristiche meccaniche e geotecniche del terreno assunte sono:

- Peso di volume naturale: nat = 1850 kg/m3

- A golo d’att ito i te o: = 30°

- Coesione: c = 0,0 kg/cm2

Parametri e caratteristiche sismiche

Si assume, in via cautelativa, per il sito in esame:

Categoria di sottosuolo C

Categoria topografica T1

I parametri sismici calcolati sono riportati in relazione di calcolo.

Principali risultati delle verifiche geotecniche

Le ve ifi he di apa ità po ta te ve go o effettuate se o do l’app o io p evisto dalla o ativa (coefficienti parziali A1+M1+R3), con il metodo semiprobabilistico agli stati limite.

La formula utilizzata nella valutazione della pressione limite è quella p evista dall’EC :

qult=c Nc sc dc ic gc bc + q Nq sq dq iq gq bq + 0.5 B N s d i g b

Di seguito si riportano sinteticamente i risultati ottenuti con riferimento alle verifiche di capacità

portante dell’ope a in progetto, con riferimento ad una porzione di lunghezza pari a 1 m:

carico verticale massimo NEd = 11,45 kN/m

carico limite Rd = 36,18 kN/m (F.S. = 3,16)

Per maggiori dettagli riguardo alle verifiche geotecniche, si rimanda alla relazione di calcolo.

Conclusioni

Gli interventi previsti in progetto risultano compatibili dal punto di vista geotecnico con le caratteristiche

del terreno in sito. Le tensioni trasmesse al terreno non comportano problematiche legate a possibili

fenomeni di cedimento.

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Relazione di calcolo

1. PREMESSE

La presente relazione di calcolo riguarda il progetto e la verifica strutturale di un muro di recinzione da

ealizza si ell’a ito dei lavori di modifica e regolarizzazione della fermata TPL al km 163+950 della S.S.

Po te a a , i Co u e di Ve zo e UD .

Il muro di recinzione in argomento è costituito da un paramento verticale in c.a. di altezza complessiva,

isu ata dall’est adosso della fo dazio e, di 0,7 m e spessore di 0,3 m, con al di sopra una recinzione in

ete etalli a dell’altezza di 2,0 m circa. La fondazione è costituita da una trave rovescia di larghezza pari

a 0,8 m e spessore pari a 0,3 m.


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2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO

La presente relazione è redatta in conformità alle seguenti Leggi e Normative:

D.M. 14/01/2008 – Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni.

Circ. 02 febbraio 2009 n. 617/C.S.LL.PP. – Ist uzio i pe l’appli azio e delle Nuove No e Te i he pe le Cost uzio i di ui al D.M. / / .

Legge 5 novembre 1971 n. 1086 – Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio

armato, normale e precompresso ed a struttura metallica.

Legge 2 febbraio 1974 n. 64 – Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone

sismiche.

EUROCODICE 2 – Progetto di strutture in calcestruzzo – EN 1992-1-1 – Regole generali e regole per gli

edifici.

EUROCODICE 7 – Geotecnica – EN 1997-1 Progetto geotecnico – Regole generali.


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

Con riferimento al paragrafo 2.4 del D.M. 14/01/2008 si definiscono:

Vita nominale: VN = 50 anni

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

normale.

Classe d’uso IV: CU = 2,0

Edifici di interesse strategico ed opere la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo

fondamentale per le finalità di protezione civile.

VR = VN x CU = 100 anni


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4. ANALISI DEI CARICHI

4.1 CARICHI PERMANENTI

4.1.1 Carichi permanenti strutturali

Per gli elementi strutturali, si considera il peso proprio del calcestruzzo armato pari a 25,0 kN/mc.

4.1.2 Carichi permanenti non strutturali

L’u i o a i o pe a e te o st uttu ale ostituito dalla rete metallica posta al di sopra del muretto

in c.a., per la quale si considera cautelativamente un peso per metro lineare pari a 0,2 kN/m.

4.2 CARICHI VARIABILI

4.2.1 Azione del vento

L’azio e del ve to viene valutata sulla base delle seguenti assunzioni:

Zona: 1 (Friuli Venezia Giulia)

Velocità di riferimento del vento vb = 25 m/s

Classe di rugosità del terreno C

Altitudine sul livello del mare 230 m s.l.m.

Distanza dalla costa > 30 km

Categoria di esposizione IV

La pressione del vento viene valutata mediante la seguente espressione:

p = qb x ce x cp x cd = 0,766 kN/mq (per pareti piene)

= 1,194 kN/mq (per rete recinzione – riferito alla parte piena)

dove: qb = 0,5 x x vb2 = 0,5 x 1,25 x 25

2 = 390,63 N/m

2 (eq. 3.3.4 NTC 2008)

ce = ce(zmin) = 1,634 coefficiente di esposizione (eq. 3.3.5 NTC 2008)

cp = 1,2 coefficiente di forma (parete piena)

cp = 1,87 coefficiente di forma (rete recinzione con φ = 0,12)

cd = 1,0

4.3 AZIONE SISMICA

Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati, si

defi is o o a pa ti e dalla pe i olosità sis i a di ase del sito di ost uzio e. La pe i olosità sis i a definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa ag in condizioni di campo libero su sito di

riferimento rigido con superficie topografica orizzontale, nonché di ordinate dello spettro di risposta

elastico in accelerazione ad essa corrispondente e S(T), con riferimento a prefissate probabilità di

eccedenza PVR, nel periodo di riferimento VR.

La valutazione delle azioni sismiche è stata svolta nel rispetto delle Norme Tecniche per le Costruzioni

D.M. / / . L’azio e sis i a stata al olata sulla ase dei segue ti parametri, secondo quanto

previsto al paragrafo 2 delle NTC 2008:


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Classe d’uso IV

Coeffi ie te d’uso CU = 2,0

Vita nominale VN ≥ a i Periodo di riferimento VR = VN x CU = 50 x 2,0 = 100 anni

Si riportano i principali parametri sismici utilizzati:

Comune: Venzone (UD)

Coordinate geografiche: lat. 46,33207

long. 13,137784

Categoria di sottosuolo: C

Categoria topografica: T1

Si riporta di seguito, in forma tabellare e grafica, lo spettro di risposta elastico relativo allo stato limite di

salvaguardia della vita (SLV).


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4.4 COMBINAZIONI DI CARICO

Le combinazioni di carico adottate ai fini delle verifiche sono:

Combinazione allo SLU:

G1 G1 + G2 G2 + Q1 Qk1 +Q2 02 Qk2 + Q2 03 Qk3 + ….. Combinazione sismica:

E + G1 + G2 + 21 Qk1 + 22 Qk2 + ….. Combinazione rara:

G1 + G2 + Qk1 + 02 Qk2 + 03 Qk3 + ….. Combinazione frequente:

G1 + G2 + 11 Qk1 + 22 Qk2 + 23 Qk3 + ….. Combinazione quasi permanente:

G1 + G2 + 21 Qk1 + 22 Qk2 + 23 Qk3 + …..

I valori dei coefficienti parziali di sicurezza (Gi e Qi) vengono desunti rispettivamente dalla Tab. 2.5.1 del

D.M. 14/01/2008, di seguito riportata.

Per i coefficienti di di combinazione vengono impiegati i seguenti valori:

0j = 0,7;

1j = 0,5;

2j = 0,0.

Poiché, come si vedrà in seguito, la spinta sismica risulta inferiore a quella del vento fattorizzata per γQ =

, , si o side a di e sio a te uest’ulti a azio e. Per le verifiche, quindi, si considerano le seguenti combinazioni di carico:

Carichi

permanenti

Gk

Azione del

vento

Qk

Comb. per verifiche strutturali e geotecniche (App. 2: A1 + M1) 1,0 1,5

Comb. per verifica a ribaltamento (EQU) 0,9 1,5


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5. ANALISI E VERIFICA DEL MURO DI RECINZIONE

Il muro i oggetto ha u ’altezza fuo i te a massima di 0,50 m, con al di sopra una recinzione in rete

etalli a dell’altezza di 2,0 m circa. Il paramento verticale in c.a. ha un altezza complessiva misurata

dall’est adosso della fo dazio e di 0,7 m ed ha uno spessore di 0,3 m. La fondazione è costituita da una

trave rovescia di larghezza pari a 0,8 m e spessore pari a 0,3 m. Il piano di fondazione è posto alla

profondità minima di 0,50 m dal p.c.

Co e già a ti ipato l’azio e del ve to si traduce in una pressione pari a 1,194 kN/mq sulla rete (riferito

alla parte piena della rete SP, avente φ = SP / S = 0,12) e 0,766 kN/mq sulla parete in c.a.

Poi h il u o i uestio e ha u ’altezza o plessiva fuo i te a di 2,5 m, di cui 2,0 m costituiti dalla rete

e 0,5 m paramento verticale in c.a., la forza che il vento riesce ad esercitare è pari a 0,29 + 0,38 = 0,67

kN/m.

Considerando il paramento verticale della recinzione come una mensola incastrata alla base, si valuta il

periodo proprio di vibrazione come nel caso di un oscillatore semplice avente massa pari al peso della

rete e di metà del paramento verticale in c.a. fuori terra.

Le a atte isti he dell’os illato e se pli e e uivale te o side a do u po zio e di u o di lu ghezza pari a 1 m) risultano:

peso 0,3 x 0,5/2 x 25 + 0,2 = 2,075 kN (m = 207,5 kg);

altezza h = 0,5 m;

rigidezza K = 3 x E x J / h3 = 1,801 x 10

9 N/m;

Periodo proprio T = x π x /K 0,5 = 0,002 s

L’o di ata o ispo de te dello spett o di isposta elasti o isulta ui di pa i a “e = ,42 g.

La spinta orizzontale, agente alla quota di 0,5 m dal piede del paramento verticale, è quindi pari a:

H = 2,075 x 0,42 = 0,87 kN (considerando un porzione di muro di lunghezza pari a 1 m).

La spinta sismica risulta inferiore a quella del vento fattorizzata per γQ = 1,5. Si considera pertanto

di e sio a te uest’ulti a azio e.

Per le verifiche si considerano le seguenti combinazioni di carico:

- Verifiche strutturali: 1,0 x Gk + 1,5 x Qk;

- Verifiche di capacità portante e scorrimento: 1,0 x Gk + 1,5 x Qk (approccio 2: A1 + M1 + R3);

- Verifica a ribaltamento: 0,9 x Gk + 1,5 x Qk (comb. EQU).


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Verifica del paramento verticale a pressoflessione

La sezione di verifica è rettangolare, di base pari a 1,0 m e altezza di 0,3 m, con armatura superiore ed

inferiore costituite da 1Φ8/20 cm.

Per le verifiche strutturali, le sollecitazioni alla base del paramento, considerando una porzione di

lunghezza pari a 1 m. risultano:

sforzo assiale di compressione N = 1,0 x 0,3 x 0,7 x 25 + 1,0 x 0,2 = 5,45 kN;

momento flettente M = 1,5 x (0,29x1,70 + 0,38x0,45) = 1,00 kNm;

taglio V = 1,5 x 0,67 = 1,00 kN.

Si riporta il calcolo di verifica a flessione eseguita mediante il programma V.C.A.S.L.U del prof. P. Gelfi.

Come si può osservare la verifica risulta soddisfatta in quanto:

MEd = 1,00 kNm < MRd = 29,12 kNm.


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Verifica del paramento verticale a taglio

La sollecitazione tagliante risulta pari a 1,00 kN. Risulta superfluo condurre al verifica a taglio, in quanto

sicuramente soddisfatta.


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Verifica della capacità portante della fondazione

Si considera, oltre alle sollecitazioni trasferite dal paramento verticale, il peso della fondazione.

Per le verifiche geotecniche, le sollecitazioni alla base del paramento, considerando una porzione di

lunghezza pari a 1 m. risultano:



taglio V = 1,5 x 0,67 = 1,00 kN.

Il peso della fondazione risulta pari a W = 0,8 x 0,3 x 25 = 6,00 kN.

Le sollecitazioni risultanti sul piano di fondazione, considerando una porzione di muro di lunghezza pari a

1 m, risultano:

carico verticale NEd = 5,45 + 6,00 = 11,45 kN;

carico orizzontale HEd = 1,00 kN;

momento flettente MEd = 1,00 + 1,00 x 0,3 + 5,45 x (0,8/2 – 0,3/2) = 2,663 kNm;

eccentricità e = MEd / NEd = 2,663 / 11,45 = 0,233 m.

“i ipo ta di seguito il al olo di ve ifia della apa ità po ta te, effettuato se o do l’app o io p evisto dalla normativa (coefficienti parziali A1+M1+R3).


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Verifica a scorrimento della fondazione

Si considerano agenti sul piano di fondazione le sollecitazioni già calcolate per la verifica di capacità

portante, riferite ad una porzione di muro di lunghezza pari a 1 m:

carico verticale NEd = 11,45 kN;

carico orizzontale HEd = 1,00 kN.

La esiste za di al olo allo s o i e to, valutata se o do l’app o io p evisto dalla o ativa (coefficienti parziali A1+M1+R3), risulta:

HRd = NEd tg / R = 11,45 x tg (30) / 1,1 = 6,01 kN.

Risultando HRd = 6,01 kN > HEd = 1,00 kN, la verifica a scorrimento è soddisfatta.


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Verifica a ribaltamento della fondazione

Si considera, oltre alle sollecitazioni trasferite dal paramento verticale, il peso della fondazione.

Per la verifica a ribaltamento, trattandosi di uno stato limite di equilibrio come corpo rigido (EQU), le

sollecitazioni alla base del paramento, considerando una porzione di lunghezza pari a 1 m, risultano:



taglio V = 1,5 x 0,67 = 1,00 kN.

Il peso della fondazione è pari a W = 0,3 x 0,8 x 25 = 6,00 kN/m.

Le sollecitazioni risultanti sul piano di fondazione, considerando una porzione di muro di lunghezza pari a

1 m, risultano:

carico verticale NEd = 4,905 + 0,9 x 6,00 = 10,305 kN;

carico orizzontale HEd = 1,00 kN;

momento flettente MEd = 1,00 + 1,00 x 0,3 + 4,905 x (0,8/2 – 0,3/2)= 2,53 kNm.

Il momento ribaltante risulta:

Mrib = MEd = 2,53 kNm;

Il momento stabilizzante risulta:

Mstab = 10,305 x (0,8/2) = 4,12 kNm.

Risultando Mstab = 4,12 kNm > Mrib = 2,53 kNm, la verifica a ribaltamento è soddisfatta.


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6. GIUDIZIO MOTIVATO DI ACCETTABILITA’ DEI RISULTATI

6.1 TIPO DI ANALISI SVOLTA

Si sono svolte delle analisi di tipo statico lineare.

Le verifiche sono state effettuate agli stati limite nelle condizioni più sfavorevoli.

Le verifiche sono state condotte con il metodo degli stati limite, utilizzando di volta in volta le

combinazioni di carico più gravose.

6.1 ORIGINE E CARATTERISTICHE DEI CODICI DI CALCOLO UTILIZZATI

Le a alisi so o state svolte se za l’ausilio di odi i di al olo auto ati i.

6.2 VALIDAZIONE DEI CALCOLI

I calcoli di verifica sono stati eseguiti se za l’ausilio di odi i di al olo auto ati i. No isulta e essa ia, pe ta to, la o duzio e di o t olli he o p ovi o l’atte di ilità dei isultati presentati.

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