VOL. II – CAP. 3
PROGETTAZIONE STRUTTURALE
DI UN EDIFICIO INDUSTRIALE
PREFABBRICATO IN ZONA SISMICA
Dr.ssa Antonella Colombo
ASSOBETON
Associazione Produttori Manufatti Cementizi
Diffusa tipologia: edificio monopiano
Lucernari
Assunzioni
Materiali:
ACCIAIO:
Barre nervate B450C
(come FeB44k)
snervamento
fyk = 450 MPa
sovraresistenza (ft/fy)k ≥ 1,15
 1,35
deformazione εuk ≥ 7,5%
CALCESTRUZZO: C45/55
Duttilità: DCH
F
F
εuk ≥ 7,5%
(acciaio duttile)
h
staffe fitte
U
M
U
M
Fattore di struttura:
5.11.1.4 di EC8

qp = kp q
- kp = 1,0
connessioni da 5.11.2.1 EC8
(sovradimensionate con Rd = 1,2)
- q = q0 kw
da 5.1 EC8
kw = 1,0 per modo flessionale
- q0 = 4,5
da prospetto 5.1 per telai
u/1 = 1,0 (nessun contributo)
qp = 4,5
Esempio con
Zona 2
g = 0,25
Terreno tipo
B
PILASTRI – FONDAZIONI - CONNESSIONI
Diverse condizioni e metodi
0 - CALCOLO NON SISMICO
Ordinario con neve e vento da EC1
1 - CALCOLO SISMICO “AFFINATO”
Analisi dinamica su modello 3D
2 - CALCOLO SISMICO TELAI
Analisi statica senza diaframma
3 – CALCOLO SISMICO STRUTTURA
Analisi statica con diaframma
Risultato
0 – Non sismico (zona 1 – sito III)
f14
50 x 50
8f14
f 10/250
1/2/3 - Sismico (zona 2)
f18
65 x 65
f 10/100
20f18
0 – Calcolo non sismico tradizionale
(EC2+EC1)
Verifiche SLU e SLE
CARICO NEVE – EC1 parte 1.3
Zona 1 Mediterranea sk = 1,50 kN/m2
Carico neve:
s = μi CeCtsk = 1,20 kN/m2
Ce = Coefficiente di esposizione = 1,0
Ct = Coefficiente termico
= 1,0
μi = Coefficiente di forma
= 0,8
AZIONE VENTO – EC1 parte 1.4
Zona 1 – Sito categoria III
Pressione base (vb = 25 m/sec)
1 2
qb   vb  390 N / m2
2
Pressione di picco
qp = Ce(z) qb = 547 ÷ 859
Pressione sulle pareti
w = cp qP
'
Cpe
  0,7;
"
Cpe
  0,3;
'''
Cpe
  0,6;
NORD
Cpi   0,10  0,25
Verifiche di 4 pilastrate
Schemi statici
Telai longitudinali
Telai trasversali
Combinazione azioni
• Carichi max con neve
• Carichi min senza neve
• Vento lungo X
• Vento lungo Y
Pilastro centrale
Pilastro di bordo
In generale …
PRESSOFLESSIONE DEVIATA
Verifica analitica
M
 Eds
 MRdy




   MEd2   1
M 

 Rdz 

1 – Calcolo sismico affinato
REGOLARITA’ (scelta modello / tipo analisi)
• Elevazione: SI (1 solo piano!!!)
• Pianta:
–
–
–
–
Configurazione compatta
Distribuzione simmetrica di rigidezza
Massa eccentrica (pannelli su 3 lati!)
Presenza di lucernari in copertura:
diaframma rigido???
Regolarità in pianta ???
Modello / Analisi
Analisi modale
Analisi Dinamica Modale
su completo modello tridimensionale
con effetti del 2° ordine (P-Δ)
Modi di vibrare
Modo di vibrare
1°
2°
3°
4°
5°
Periodo
T [s]
1,076
0,849
0,828
0,505
0,404
TOTALE
Massa Partecipante
MX [%]
0,00
99,84
0,00
0,00
0,00
99,84
Massa Partecipante
MY [%]
98,44
0,00
0,86
0,00
0,07
99,37
3 modi indipendenti
TRASL. x – TRASL. y – ROTAT.
Effetti torsionali accidentali
ex = 0,05 Lx
ey = 0,05 Ly
1
+Ex + 0,3 Ey
2 +Ex - 0,3 Ey
3
-Ex + 0,3 Ey
4
-Ex - 0,3 Ey
5 + 0,3 Ex + Ey
6 + 0,3 Ex - Ey
4 SITUAZIONI
7
- 0,3 Ex + Ey
8
- 0,3 Ex - Ey
4 x 8 =32 combinazioni!!!
Risultati delle verifiche SLU
Pressoflessione
deviata
M
y
Mx
OA

OB
NEd
MEd,X
Pilastri d'angolo
MEd,Y

NEd
MEd,X
Pilastri di bordo
longitudinale
MEd,Y

NEd
MEd,X
Pilastri di bordo trasversale
MEd,Y

NEd
MEd,X
Pilastri centrali
MEd,Y

NEd
MEd,X
Pilastro più sollecitato
MEd,Y

x,max
y,max
32 condizioni
x 18 pilastri
305,75
129,04
476,62
0,756
511,65
142,49
453,81
0,675
497,59
137,69
485,37
0,721
883,51
122,52
442,81
0,581
305,75
129,04
476,62
0,756
0,196
32 condizioni
x 4 pilastri
307,65
139,40
472,46
0,755
516,28
435,23
140,24
0,649
497,59
137,69
485,37
0,721
897,08
109,78
407,13
0,531
307,65
139,40
472,46
0,755
0,196
0,278
0,275
Effetti del 2° ordine vincolanti !!!

[kN]
[kNm]
[kNm]
[kN]
[kNm]
[kNm]
[kN]
[kNm]
[kNm]
[kN]
[kNm]
[kNm]
[kN]
[kNm]
[kNm]
Ptot  dr
 0,30
Vtot  h
Verifiche spostamenti
Analisi elastica
dex = 2,31
dey = 3,16
Spost. elastoplastico dr = q dex = 10,4 cm
SLU – MARTELLAMENTO GIUNTO
2 dr = 20,8 < 25 cm
SLD – DEFORMAZIONE DI PIANO
 q dey = 7,12 < 0,01 hy = 7,3 cm
2 – Calcolo sismico telai
Analisi statica lineare su modelli piani
indipendenti
Telai longitudinali interno/esterno
Telai trasversali interno/esterno
con effetti 2° ordine
Periodi di vibrazione diversi
Ti  2
m
ki
ki 
3EI
 h
Risposte diverse
DIREZIONE X
DIREZIONE Y
telaio longitudinale interno
telaio longitudinale esterno
telaio trasversale interno
telaio trasversale esterno
Sd(T1) =
Sd(T1) =
Sd(T1) =
Sd(T1) =
0,089
0,104
0,071
0,079
g
g
g
g
Vantaggi:
• Calcoli manuali con forze equivalenti
Svantaggi (incertezze):
• Necessarie verifiche di compatibilità
deformativa
• Eccentricità accidentale ???
Amplificare con 1,25 (vedi 4.3.3.1 EC8 –
uso di
modelli piani e analisi elastica lineare per strutture irregolari in
pianta ma con diaframma rigido)
Combinazioni:
• Ex + 0,3 Ey
• 0,3 Ex + Ey
Verifiche pressoflessione:
ρMAX = 0,803 (ρMAX = 0,643 senza
(analisi modale
ρMAX = 0,756
ampl. 1,25  15%)

6%)
3 – Calcolo sismico struttura
Analisi statica lineare nelle direzioni x , y
Direzione X
Direzione Y
Direzione x
Direzione y
L
[m]
6,10
7,30
Kpil
[kN/m]
3567
2081
K
[kN/m]
64202
37460
Sd(T1x) = 0,098 g
Sd(T1y) = 0,076 g
m
[kg]
1166424
1154796
T1
[s]
0,847
1,103
Effetti torsionali
Sisma lungo x
MT = Fx ey
Sisma lungo y
MT = Fy ex
Sul pilastro j con
fjx  MT
Ip 
yj
Ip
2
2
x

y
 i  i
fjy  MT
xj
Ip
Combinazioni:
• Ex + 0,3 Ey
• 0,3 Ex + Ey
Verifiche pressoflessione:
ρMAX = 0,724
(analisi modale
ρMAX = 0,756

4%)
4 – Analisi statica lineare
Non regolare in pianta  modello
tridimensionale
Regolare in altezza
 Analisi statica
Operativamente non conviene.
Coincide con l’analisi dinamica modale arrestata
ai primi modi riportati a peso 1,0.
Verifiche pressoflessione:
ρMAX = 0, 795
(analisi modale
ρMAX = 0,756

5%)
Sisma verticale
#4.3.3.5.2 – EC8: componente verticale solo per
alcuni elementi strutturali (el. precompressi)
se avg > 0,25g
avg = 0,9 ag = 0,9  0,25 = 0,225g
SOLO ZONA 1!
• Analisi n-modi vs analisi 1°-modo
 OK
• Per sisma  verifica tensione da freccia negativa
Collegamento trave pilastro
Progettazione secondo CAPACITY DESIGN
VRd   Rd
MRd
hx
con
 Rd  1,2
Lontana da zone critiche
Plinto a pozzetto
Collare visto come “connessione”, quindi
progettazione secondo CAPACITY DESIGN.
MRd
VRd   Rd
con  Rd  1,35
hy
Dado visto come “fondazione”  sollecitazioni
diverse sulle due parti!!!!