Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Il Problema Sismico
14-5-09
1
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica
Il movimento delle placche tettoniche genera energia elastica
14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Comportamento reale
14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Statica
14-5-09
Sismica
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Carichi statici
14-5-09
Carichi sismici
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Carichi sismici
14-5-09
Sollecitazioni
6
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Ipotesi di base del calcolo sismico
Stato limite ultimo Stato Limite di esercizio
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Effetto Ipotesi disismico base del calcolo sismico
Stati Limite di Esercizio (SLO SLD): sisma di bassa intensitĂ comport. non dissipativo
slo
sld
Stati limite Ultimi (SLV SLC): sisma di alta intensitĂ comport. dissipativo
slv
slc
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Effetto sismico Evento sismico di bassa intensitĂ : nessun danno (la strutture rimane in campo elastico non dissipativo)
14-5-09
Evento sismico di alta intensitĂ : salvaguardia della vita (comportamento duttile dissipativo)
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
DM 96: linearità
14-5-09
NTC 08 – EC: non linearità
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Tipologie di analisi e zone
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Metodi di analisi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Le verifiche richieste secondo NTC Zone 1-2-3
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Tipologie di analisi Resistenza Analisi non lineare • dinamica • statica Analisi lineare • dinamica modale • statica Isolamento Smorzamento
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’isolamento sismico
Rispetto ad un sistema assoluto la terra si muove e la struttura resta ferma 14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gli SLE per l’analisi sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.7.2. Stato limite di danno (SLD - SLO) d1 d2 d3
h3
di /hi < 0,005 h2
h1
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Elenco verifiche
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Le verifiche richieste Rif. Norm a
A
B
C
D
E
F
G
H
I
L
Statica(*)
Dinamica
Statica(*)
Dinamica
Statica
Statica
Statica(**)
Dinamica
Statica(**)
Dinamica
Modelli Axis VM per calcolo resistenza elementi in elevazione
SLV (q var.) q=1 Cerniere
SLV (q var.) q=1 Cerniere
SLV SLD Cerniere
SLV SLD Cerniere
TA
SLU
TA
TA
SLV
SLV
Modelli Axis VM per calcolo resistenza elementi di fondazione
Fondaz
Fondaz
Fondaz
Fondaz
-
-
-
-
-
-
SLV q var.
SLV q var.
SLV q var. SLD q=1,5
SLV q var. SLD q=1,5
1% forze verticali
1% forze verticali
Spettro DM 96 S=5
Spettro DM 96 S=5
Spettro cost Sd = 0,07g
Spettro cost Sd = 0,07g
Tipo di analisi
Definizione azione sismica per verifica resistenza
Sisma verticale
§ 7.2.1
Opzionale
Opzionale
Opzionale
Opzionale
NO
NO
Opzionale
Opzionale
NO
NO
Controllo effetti II ordine
§ 7.3.1
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
CDA – CDB
CDA – CDB
CDA – CDB
CDA – CDB
-
-
-
-
CD B
CD B
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SLD
SLO confronto con drift = 2/3 limiti per SLD
SLO confronto con drift = 2/3 limiti per SLD
-
-
=MODELL O TA drift = 0,002h
=MODELL O TA drift = 0,002h
-
-
Classe duttilità
Gerarchia delle Resistenze
Limitazioni geometria e % armatura secondo NTC
§ 7.2.1
Modelli Axis VM per calcolo spostamenti SLE SLD
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Le verifiche richieste Rif. Norma
A
B
C
D
E
F
G
H
I
L
Tipo di analisi
Statica(*)
Dinamica
Statica(*)
Dinamica
Statica
Statica
Statica(**)
Dinamica
Statica(**)
Dinamica
Definizione azione sismica per verifica drift di piano - SLE
Spettro NTC q=1
Spettro NTC q=1
Spettro NTC q=1
Spettro NTC q=1
-
-
Spettro DM 96 S=5 Vedi C 6.3
Spettro DM 96 S=5 Vedi C 6.3
-
-
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
Analisi separata delle fondazioni (per gerarchia delle resistenze)
§ 7.2.1
Assenza di martellamento tra strutture contigue
§ 7.2.2
Resistenza delle strutture
§ 7.3.6. 1
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
Duttilità delle strutture
§ 7.3.6. 2
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
Assenza di collasso fragile ed espulsione di elementi non strutturali
§ 7.3.6. 3
Resistenza dei sostegni e collegamenti degli impianti
§ 7.3.6. 3
Le Norme Tecniche per le Costruzioni Tab C7.1.I - Verifiche di sicurezza in funzione della Classe d’uso Elementi Strutturali Principali – Verifiche di resistenza Descrizione della prestazione SLV SLD
Norme
1. Resistenza delle strutture: Rd >= Ed con applicazione dello spettro di progetto
§ 7.3.6.1
4. Resistenza degli elementi strutturali:
§ 7.3.7.1
la resistenza si considera per condizioni eccezionali, quindi con γc e γs = 1. L’analisi deve essere contemporanea alla 1.
5. Contenimento del danno degli elementi non SLO strutturali
§ 7.3.7.2
Controllo del drift di piano
SLD
6. Contenimento del danno degli elementi non strutturali. Controllo del drift di piano
§ 7.3.7.2
I
II
III IV
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Schema di calcolo
Le Norme Tecniche per le Costruzioni S C H E M A G E N E R A L E E D IF IC I T IP O A , B , C , D 1 - IM P O S T A Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A 2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I
a
3 – C A R IC H I V E R T IC A L I
4 – A N A L IS I MODALE
5 – PA R A M E TR I S IS M IC I
6 – C A R IC H I S IS M IC I 7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I/S P O S T A M E N T I G E R A R C H IA D E L L E R E S IS T E N Z E
b
8 – CALCO LO TRAVI 9 – CALCOLO P IL A S T R I E S E T T I
9 – V E R IF IC A S T A T O L IM IT E D I D A N N O
1 0 – V E R IF IC A N O D I 1 0 - G E O M E T R IA V A R IA T A ?
c
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SI
NO
1 3 - M O D E L L O F O N D A Z IO N I
1 4 - C A L C O L O F O N D A Z IO N I
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
C A L C O L O S IS M IC O N T C 0 8 / D M 9 6 E D IF IC I T IP O G , H , I, L 1 - IM P O S T A Z IO N E G E N E R A L E D E L L A S T R U T T U R A
2 - M O D E L L O D I C A L C O L O E L E M E N T I F IN IT I
a
3 – C A R IC H I V E R T IC A L I
4 – A N A L IS I MODALE
5 – PA R A M E TR I S IS M IC I
6 – C A R IC H I S IS M IC I
7 - C A L C O L O S O L L E C IT A Z IO N I - S P O S T A M E N T I
b
8 – C A L C O L O T R A V I, P IL A S T R I, S E T T I, N O D I
9 – V E R IF IC A S T A T O L IM IT E D I D A N N O
1 0 - G E O M E T R IA V A R IA T A ?
SI
NO
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1 1 - F IN E
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni SCHEMA GENERALE EDIFICI TIPO A, B, C, D 1- IMPOSTAZIONE GENERALE DELLA STRUTTURA 2- MODELLO DI CALCOLO ELEMENTI FINITI
a
3 – CARICHI VERTICALI
4 – ANALISI MODALE
5 – PARAMETRI SISMICI
6 – CARICHI SISMICI 7- CALCOLO SOLLECITAZIONI/SPOSTAMENTI GERARCHIA DELLE RESISTENZE
b
8 – CALCOLO TRAVI 9 – CALCOLO PILASTRI E SETTI
9 – VERIFICA STATO LIMITE DI DANNO
10 – VERIFICA NODI 10 - GEOMETRIA VARIATA?
14-5-09
c
SI
NO
13- MODELLO FONDAZIONI
14- CALCOLO FONDAZIONI
30
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Presentazione Piano 2010
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
L’azione sismica Duttilità e fattore di struttura “q”
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
La logica della duttilitĂ
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
La logica della duttilitĂ Comportamento Fragile (vetro)
Comportamento Duttile (molla)
DuttilitĂ = du/de 14-5-09
de
du 34
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Comportamento dei materiali
Azione ciclica in fase elastica: scambio tra energia elastica e cinetica in fase elastica, l’energia non è dissipata
Azione ciclica in fase elasto-plastica: l’energia è dissipata per isteresi
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Cerniere plastiche (Terremoto Irpinia)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare Comportamento elastoplastico: fattore â&#x20AC;&#x153;qâ&#x20AC;?
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare Classi di duttilità Bassa (CDB) e Alta (CDA) Struttura elastica q=1
CDB q= 3-4 CDA q= 5-6
de de
du
Duttilità = du/de Carico sismico CDA < carico sismico CDB … ma la duttilità costa! CDA maggior cura in fase esecutiva rispetto a CDB
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2 Azione sismica 3.2.3.2.2 Spettro elastico in verticale
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Lâ&#x20AC;&#x2122;azione sismica 2.4 Vita nominale e Classi dâ&#x20AC;&#x2122;uso per il calcolo di ag
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale Numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata (da precisare nel progetto). Tab 2.4.I Tipi di costruzione Tipo 1 Opere provvisorie – Opere provvisionali Strutture in fase costruttiva
Vita Nominale VN (in anni)
<= 10
Tipo 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale
≥ 50
Tipo 3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica
≥ 100
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
2.4 Vita nominale, classi d’uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale La “Vita nominale” è presa in conto per: • Determinare l’intensità sismica – 2.4.3; • La durabilità delle strutture vedi: C4.1.6.1.3 Copriferro e interferro; Vedi C 2.4.1 • Nel dimensionare le strutture ed i particolari costruttivi; • Nella scelta dei materiali e delle eventuali applicazioni e delle misure protettive per garantire il mantenimento della resistenza e della funzionalità.
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
2.4 Vita nominale, classi dâ&#x20AC;&#x2122;uso e periodo di riferimento 2.4.1 Vita nominale Suddivisione delle strutture in caso di azioni sismiche (sostituisce il coefficiente di importanza). Classe I: Presenza occasionale di persone, ed. agricoli. Classe II: Costruzioni con normali affollamenti, Industrie non pericolose, Ponti, Opere infrastrutturali. Classe III: Costruzioni con affollamenti significativi, Industrie con attivitĂ pericolose, Reti viarie extraurbane. Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, Protezione civile, Industrie particolarmente pericolose per lâ&#x20AC;&#x2122;ambiente.
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
2.4.3 Periodo di riferimento per l’azione sismica
Le azioni sismiche vengono valutate in relazione al periodo di riferimento VR:
VR = VN ×CU (2.4.1). VN = 10, 50, 100 anni Tab. 2.4.II – Valori del coefficiente d’uso CU CLASSE D’USO I II III COEFFICIENTE CU 0,7 1,0 1,5
IV 2,0
Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3
35 100 200
VR VR VR
35 35 70
35 50 100
35 75 150
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2 Azione sismica 3.1.1 GeneralitĂ
Vedi sito www.stadata.com
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
3.2 Azione sismica
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Il fattore di struttura
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.3.1 Analisi dinamica lineare 7.4.3 Tipologie strutturali e fattori di struttura Pendolo inverso?
SI
NO DEFORMABILE TORSIONALMENTE q0 A=3,0 q 0 B=2,0
PENDOLO INVERSO
Rigidezza torsionale r/l s > 0,8?
NO
q 0 A=2,0 q 0 B=1,5
SI
PARETI PARETI O EQUIVALENTI A PARETI
SI q0 A=4,0 q 0 B=3,0
NO
Pareti accoppiate?
2 sole pareti?
NO q0 A=4,4 q 0 B=3,0
MISTE Distribuzione forze orizzontali (telai > 65%)?
NO
SI
PARETI ACCOPPIATE O EQUIVALENTI q0 A=5,4 q 0 B=3,6
TELAIO SI
1 PIANO q0 A=4,95 q 0 B=3,3
TELAIO O EQUIVALENTI A TELAIO
n. piani n. campate
N PIANI 1 CAMPATA q0 A=5,4 q 0 B=3,6
N PIANI N CAMPATE q0 A=5,85 q 0 B=3,9
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Presentazione Piano 2010
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze 14-5-09
50
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Rottura fragile (elemento fragile condiziona la rottura; l’elemento duttile non entra in gioco)
Rottura duttile (elemento duttile protegge l’elemento fragile perché la forza non può più crescere)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione Gerarchia delle resistenze
Travi deboli, Pilastri forti Comportamento duttile diffuso
Travi forti, Pilastri deboli Comportamento fragile
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione Comportamento strutturale non dissipativo SLE Comportamento strutturale dissipativo SLV, SLC • Classe di duttilità alta (“CD A”) • Classe di duttilità bassa (“CD B”) • Attenzione alle zone DISSIPATIVE (zone CRITICHE)
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione PER LE STRUTTURE IN C.A. Eâ&#x20AC;&#x2122; OBBLIGATORIA la gerarchia delle resistenze (EC8 prevede calcoli senza gerarchia della resistenza!) Sovraresistenza per alcuni elementi: CD A = 1,3 - CD B = 1,1 Per collegamenti temporanei = 1,5
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri generali di progettazione
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.2.1 Criteri Generali di Progettazione
DuttilitĂ per modalitĂ di rottura elementi in c.a.
Rottura per flessione
Rottura per taglio
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV Fondazioni Inviluppo soll. Calcolo Nodi Travi Verifica
SLV
Calcolo Taglio pilastri
Calc. Momento Resistente
Calc. Momento Pilastri
Calc. Taglio 1. Trave appog. 2. M/rl
Verifica Taglio
Calc. Pilastri
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso III e IV FINE Azioni SLV
Azioni SLD
Fondazioni
Inviluppo soll. Travi Verifica
SLV
Travi Verifica
SLD
Calcolo Nodi Calcolo Taglio pilastri
Calc. Momento Resistente
Calc. Momento Pilastri
Calc. Taglio 1. Trave appog. 2. M/rl
Verifica Taglio
Calc. Pilastri
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze 3 4
1= Af trave
1
2= Staffe trave 3= Af pilastri 4 = staffe pil.
5
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2
5 = staffe nodi
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze 1° Calcolo Af trave Momenti resistenti per Af reale
2° Taglio: sismico (momento resistente trave * γRd) + carichi verticali (cerniere appoggi per le travi)
MR1
Af trave
MR2
T = (MR1 + MR2 )/L*γRd + q * l/2 14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV
Fondazioni
Inviluppo soll. Calcolo Nodi Travi Verifica
SLV
Calcolo Taglio pilastri
Calc. Momento Resistente
Calc. Momento Pilastri
Calc. Taglio 1. Trave appog. 2. M/rl
Verifica Taglio
Calc. Pilastri
1= A Le Norme Tecniche per le Costruzioni f trave 3= Af pilastri
Gerarchia delle resistenze 1° Calcolo Af trave Momenti resistenti
2° Momenti pilastri: momenti resistenti trave * γRd) + N da modello di calcolo
MRs
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MRd
Af trave
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze MR1
VEd = (MR1 + MR2 )/L*ÎłRd MR2 14-5-09
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze
Momento resistente
l 1 aderenza minima l 2 aderenza massima
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze Cap. 4… La resistenza tangenziale di aderenza di calcolo fbd vale: fbd = fbk / γC (4.1.7) dove γC è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo, pari a 1,5; fbk è la resistenza tangenziale caratteristica di aderenza data da fbk = 2,25 ⋅η⋅⋅ fctk (4.1.8) Cap. 11… In sede di progettazione si può assumere come resistenza media a trazione semplice (assiale) del calcestruzzo il valore fctm = 0,3 fck 2/3 I valori caratteristici corrispondenti ai frattili 5% e 95% sono assunti, rispettivamente, pari a 0,7 fctm, ed 1,3 fctm.
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze Momento resistente
Sovrapposizione in campata
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV
Fondazioni
Inviluppo soll. Calcolo Nodi Travi Verifica
SLV
Calcolo Taglio pilastri
Calc. Momento Resistente
Calc. Momento Pilastri
Calc. Taglio 1. Trave appog. 2. M/rl
Verifica Taglio
Calc. Pilastri
Le Norme Tecniche per le Costruzioni
Gerarchia delle resistenze Fondazioni: MR Pilastri * ÎłRd
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni
7.4. Dimensionamento e verifica degli el. Strutturali Classe dâ&#x20AC;&#x2122;uso I e II FINE Azioni SLV
Fondazioni
Inviluppo soll. Calcolo Nodi Travi Verifica
SLV
Calcolo Taglio pilastri
Calc. Momento Resistente
Calc. Momento Pilastri
Calc. Taglio 1. Trave appog. 2. M/rl
Verifica Taglio
Calc. Pilastri
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Presentazione Piano 2010
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