copertura terrazzi relazione di calcolo rev.0

REGIONE LOMBARDIA
AZIENDA OSPEDALIERA
DELLA PROVINCIA DI LODI
RISTRUTTURAZIONE ED AMPLIAMENTO
PER ADEGUAMENTO DEGLI STANDARD
DI ACCREDITAMENTO
DEL PRESIDIO OSPEDALIERO DI LODI
EDIFICI “B1” – “B3”
COPERTURA DEL TERRAZZO
A QUOTA +122,78
RELAZIONE DI CALCOLO
Calcolatore:
ing. Simone Rossetti
Studio di Ingegneria
via Per Rovato, 20
25049 - ISEO (Bs)
[email protected]
Sommario
Premessa ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5
Descrizione della struttura esistente --------------------------------------------------------------------------------------- 5
Inquadramento generale--------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
Terrazzo al sesto livello ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
Nuova copertura - Classificazione dell’intervento ---------------------------------------------------------------------- 6
Premesse --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
Descrizione ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6
Analisi dei pesi -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
peso proprio e permanente sul solaio ------------------------------------------------------------------------------------ 6
peso proprio e permanente in copertura--------------------------------------------------------------------------------- 7
accidentali -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
vento e neve------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7
Sezione tipica---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
Analisi delle masse --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
Classificazione dell’intervento -------------------------------------------------------------------------------------------- 9
Elenco disegni validi ---------------------------------------------------------------------------------------------------------10
Descrizione della struttura -------------------------------------------------------------------------------------------------10
Riferimenti normativi -------------------------------------------------------------------------------------------------------11
Metodo di calcolo-------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
Altre informazioni riguardanti il calcolo strutturale------------------------------------------------------------------12
Tipo di analisi --------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
Codice di calcolo ----------------------------------------------------------------------------------------------------------12
Accettabilità dei risultati--------------------------------------------------------------------------------------------------13
Classificazione della struttura ---------------------------------------------------------------------------------------------13
Caratteristiche geotecniche-------------------------------------------------------------------------------------------------13
Caratteristiche dei materiali -----------------------------------------------------------------------------------------------14
Calcestruzzo ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------14
Resistenze e caratteristiche meccaniche--------------------------------------------------------------------------------14
Getto di ammorsamento delle colonne nel muro parapetto ---------------------------------------------------------14
Ferro tondo d’armatura --------------------------------------------------------------------------------------------------15
Carichi considerati nel calcolo---------------------------------------------------------------------------------------------15
Verifiche a fatica-----------------------------------------------------------------------------------------------------------15
Analisi dei carichi ------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
peso proprio e permanente in copertura--------------------------------------------------------------------------------16
1 - Peso proprio------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
2 – Permanenti -------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
in copertura:-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
veletta di tamponamenti lato ex parapetto -----------------------------------------------------------------------------16
3 - Neve ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------16
4 – Vento --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------17
Coefficienti di forma (o aerodinamico) --------------------------------------------------------------------------------18
Vento trasversale – direzione X+ -----------------------------------------------------------------------------------18
Vento trasversale – direzione X- ------------------------------------------------------------------------------------18
Vento longitudinale – direzione Z+---------------------------------------------------------------------------------18
5 - Variazione termica lineare -------------------------------------------------------------------------------------------18
6 - Sisma --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------19
Ipotesi alla base del calcolo ----------------------------------------------------------------------------------------------19
Coefficiente di struttura ---------------------------------------------------------------------------------------------------19
Azione sismica complessiva----------------------------------------------------------------------------------------------21
7 – Accidentale-------------------------------------------------------------------------------------------------------------22
1° impalcato-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------22
Copertura --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------22
Tabella riepilogativa dei carichi sui solai------------------------------------------------------------------------------22
Combinazioni delle azioni --------------------------------------------------------------------------------------------------23
Combinazione fondamentale (SLU) -------------------------------------------------------------------------------------23
Combinazione sismica ----------------------------------------------------------------------------------------------------23
schema statico (modello FEM) ------------------------------------------------------------------------------------------24
casi di carico elementari --------------------------------------------------------------------------------------------------25
combinazioni di carico ----------------------------------------------------------------------------------------------------26
Piano di manutenzione ------------------------------------------------------------------------------------------------------27
Generalità ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------27
Frequenza delle ispezioni-------------------------------------------------------------------------------------------------27
Oggetto delle ispezioni ----------------------------------------------------------------------------------------------------27
Controllo generale ---------------------------------------------------------------------------------------------------------27
Registrazione delle attività di controllo---------------------------------------------------------------------------------28
Allegati -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------28
Disegni riportati al paragrafo “Elenco disegni validi” --------------------------------------------------------------28
Risultanze del calcolo e dichiarazione------------------------------------------------------------------------------------29
Premessa
La finalità del progetto è quella di recuperare ad uso sanitario l’area attualmente adibita a terrazzo degli edifici detti “B1” e “B3”, posta a quota +122,78 (piano sesto).
Per fare ciò si rende necessario realizzare la copertura di questa porzione di solaio.
Questa relazione di calcolo fa seguito all’incontro tenutosi il 15 febbraio col Direttore Lavori
e col Collaudatore in corso d’opera. Successivamente gli stessi ed il Responsabile Unico del
Procedimento (RUP) hanno valutato la fattibilità dell’opera proposta e l’hanno inquadrata
all’interno della normativa sulle costruzioni N.T.C. 2008, stabilendo che i lavori in progetto,
che prevedono la copertura con struttura leggera dei terrazzi, non costituiscono un sovralzo né
un cambio di destinazione.
In base a questa interpretazione, che lo Scrivente condivide, lo stesso ha eseguito i calcoli della solo struttura costituente la copertura, limitandosi alla verifica locale dell’esistente, in corrispondenza dei punti di aggancio.
Descrizione della struttura esistente
Inquadramento generale
Gli edifici “B1” e “B3” hanno forma planimetrica rettangolare, composta da 7 orizzontamenti
oltre al sottotetto (8° orizzontamento) ed alla copertura inclinata (9° solaio).
A partire dal 1° e fino al 6° livello (incluso) tutti gli impalcati coprono l’intero sedime del fabbricato.
Il solaio al 7° livello (e parimenti l’8° e la copertura) è invece limitato ad una porzione pari a
circa il 60% dell’intera superficie, lasciando quindi scoperta una parte del 6° livello, attualmente adibita a terrazzo. La struttura del fabbricato evidenzia un funzionamento a telaio, con
travi e pilastri in c.a. realizzati in opera. I telai sono posti con passo di circa 3,50 metri.
I solai sono realizzati in laterocemento. Le murature esistenti sul perimetro non hanno specifica funzione strutturale ma sono da considerare tamponamenti.
Terrazzo al sesto livello
Il terrazzo posto al sesto livello, ha attualmente una larghezza di circa 5,70 metri, oltre al muro di parapetto largo circa 45 cm. Si estende per una lunghezza di circa 34 metri.
Il piano di calpestio del terrazzo si presenza notevolmente rialzato rispetto al pavimento della
zona coperta: i saggi praticati hanno mostrato la presenza di una stratigrafia composita, formata da massetti in calcestruzzo ordinario alternati a guaine bituminose ed elementi in laterizio
(tavelle). Lo strato complessivo, sovrapposto al solaio, ha attualmente un’altezza media di circa 40 cm. Il parapetto è realizzato con un muro in laterizio, intonacato internamente e rivestito
esternamente, di altezza pari a circa 1 metro e larghezza complessiva di circa 0,45 m.
Nuova copertura - Classificazione dell’intervento
Premesse
Nel presente paragrafo si riportano le considerazioni fatte per inquadrare l’intervento
all’interno della vigente norma tecnica NTC 2008.
Descrizione
La copertura da realizzare, ha struttura in acciaio formata da telai zoppi, incastrati al piede
della colonna (6° solaio) ed incernierata in corrispondenza dell’appoggio superiore, posto in
corrispondenza della trave di bordo del 7° solaio. Il passo dei telai in acciaio è di circa 3,50 m,
per coincidere con quello degli esistenti telai in c.a..
I telai sono uniti da arcarecci in acciaio che portano pannelli sandwich tipo “Metecno” in lamiera grecata superiormente e liscia all’intradosso con interposto strato in poliuretano.
La copertura avrà una pendenza pari a circa il 10% per avere un aspetto simile a quello delle
coperture già esistenti nel complesso ospedaliero. In tal modo si impedirà che in futuro venga
impropriamente utilizzata per l’alloggiamento di impianti o caricata da pesi attualmente non
prevedibili.
Analisi dei pesi
peso proprio e permanente sul solaio
Sul solaio si prevede uno strato massetto alleggerito di 4 cm, con materassino fonoassorbente,
successivo massetto in calcestruzzo per la posa del pavimento. I pesi previsti sono:
− massetto alleggerito (densità 3 kN/m3) sp. 4 cm:
0,12 kN/m2
− materassino fonoassorbente (Isolmant o altro) sp. 0,5 cm:
0,03 kN/m2
− massetto in calcestruzzo (densità 21 kN/m3) sp. 4 cm:
0,84 kN/m2
− pavimento in ceramica (densità 25 kN/m3) sp. 1 cm:
0,25 kN/m2
− tramezzi divisori in doppia lastra di cartongesso:
0,76 kN/m2
Totale pesi propri e permanenti sul solaio:
2,00 kN/m2
Si evidenzia che l’attuale stratigrafia presente ha un peso non inferiore a 3,50 kN/m2 che verrà
meglio determinato in fase esecutiva, pesando una porzione di pavimentazione. L’attuale stratigrafia verrà interamente rimossa e sostituita dalla nuova.
Rispetto alla situazione di fatto creatasi vi sarà un guadagno di peso cautelativamente stimabile in 1,00 kN/m2.
La verifica locale del solaio non rientra tra gli scopi della presente relazione di calcolo.
peso proprio e permanente in copertura
La struttura di copertura proposta risulta particolarmente leggera. I pesi previsti sono:
− peso proprio della struttura in acciaio:
0,25 kN/m2
− copertura in pannelli e ulteriore isolamento termoacustico:
0,20 kN/m2
− controsoffitto:
0,15 kN/m2
− impianti tecnologici appesi al soffitto:
0,30 kN/m2
Totale pesi propri e permanenti in copertura:
0,90 kN/m2
accidentali
Per la nuova condizione di utilizzo del solaio, deve essere prevista la presenza di un carico accidentale di 3,00 kN/m2.
Non è al momento noto il carico previsto dal progetto originario, che doveva comunque essere
di almeno 2,00 kN/m2, si può però affermare che la condizione di carico in cui si trova attualmente il solaio non è inferiore a 3,00 kN/m2.
È comunque da prevedere una verifica locale del solaio.
vento e neve
Le azioni derivanti da vento e neve sono già presenti sull’edificio e non vengono qui prese in
esame. Le nuove strutture verranno dimensionate per le azioni attualmente indicate dalla normativa.
Sezione tipica
Si riporta una sezione tipica della nuova copertura:
Analisi delle masse
Per quanto detto in precedenza, si può fin d’ora affermare che l’intervento non contribuirà ad
aumentare la massa complessiva della struttura, in quanto il peso delle nuove strutture sarà inferiore a quello delle parti non strutturali rimosse, anzi, con buona probabilità vi sarà un guadagno complessivo.
Le nuove masse sono allocate per circa il 70% alla stessa quota delle precedenti e solo per il
30% ad una quota di poco superiore. Queste si collocano inoltre in modo da rendere meno asimmetrica la sezione trasversale dell’edificio, con ulteriore guadagno rispetto alle azioni sismiche.
In rapporto alla massa complessiva del fabbricato si può affermare che la distribuzione delle
masse subisce una variazione poco significativa e comunque non peggiorativa.
Classificazione dell’intervento
Le seguenti considerazioni derivano dalle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2008, con
particolare riferimento al capitolo 8 “ Costruzioni esistenti”.
In base a quanto sopra detto, l’intervento in progetto non si qualifica come “sopraelevazione
del fabbricato esistente” non è quindi necessario procedere con l’adeguamento dell’intero fabbricato (8.4.1). Si evidenzia che:
− il sesto solaio, oggetto di intervento, risulta già praticabile ed utilizzato ai fini sanitari
− oltre al solaio in oggetto, vi è il settimo solaio, utilizzato ai fini sanitari, il sottotetto, nel
quale trovano collocazione gli impianti, ed il solaio di copertura, anch’esso in c.a. quindi
con notevole massa
Trattasi quindi di intervento locale, definito al paragrafo 8.4.3 delle NTC2008, essendo la porzione di struttura oggetto di intervento molto piccola in rapporto al resto, senza incremento di
carico sulle fondazioni, senza aumento di massa e con variazione di distribuzione delle masse
poco significativa e comunque non peggiorativa.
In base all’analisi dei carichi fatta, si può dire che è soddisfatta l’affermazione seguente: “rispetto alla configurazione precedente […] la variante, non sono prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi
comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti”.
Nel seguito per “struttura” dovrà quindi intendersi la sola “struttura metallica formante la copertura dei due terrazzi al 6° livello degli edifici B1 e B3”
Elenco disegni validi
Per la descrizione dettagliata delle strutture si faccia riferimento ai seguenti 2 (due) disegni, da
considerarsi a tutti gli effetti allegati e parti integranti della presente relazione:
DIS.
REV.
TITOLO
M1
2
Assiemi – pianta copertura
M2
0
Assiemi - prospetti
M3
1
Assiemi - sezioni
C1
2
Costruttivo arcarecci e controventi
C2
1
Costruttivo portali e pareti
Descrizione della struttura
Superficie coperta mq. 212+111
Altezza interna netta ml. 3,05
Volume interno. mc. 647+338
Luce max solaio: ml 3,50
Luce max strutture a sbalzo: ml. 0,35
Altezza max da 6° livello (estrad.) ml. 4,10 circa
Numero dei piani: uno (copertura)
Luce max delle travi: ml. 5,60
Trattasi come già anticipato della copertura dei terrazzi posti al 6° livello degli edifici B1 e
B3. Le due strutture hanno sezioni del tutto identiche e forma in pianta rettangolare pressoché
uguale, tranne per il lato maggiore del rettangolo, che, per l’edificio B1 è di 35,40 m e per
l’edificio B3 è di 17,70 m. La dimensione trasversale è di circa 5,60 metri.
L’altezza netta interna è di 3,05. L’altezza massima (dal solaio del 6° livello) è di 4,10 m misurati a filo della veletta esterna.
Ciascuna struttura è costituita dal ripetersi di un portale tipico, disposti ad interasse di circa
3,50 metri. Il portale è formato da una colonna in acciaio che verrà fissata al cordolo del solaio e resa solidale col muro attuale di parapetto; dalla trave di copertura (inclinata circa il
10%); da una piastra di ancoraggio alla struttura in c.a. del 7° livello. La colonna prosegue oltre la trave per circa 1,00 metro, per formare una veletta verticale. I portali sono collegati tra
loro da arcarecci e da controventi verticali e di falda.
La copertura è realizzata con pannelli grecate tipo sandwich. Internamente è previsto un controsoffitto ed un vano per il passaggio di impianti tra il controsoffitto stesso e la copertura.
Riferimenti normativi
D.P.R. 6.6.2001 n° 380
Testo unico per l’edilizia
Legge 05.11.71 (n. 1086)
Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio
armato, normale e precompresso ed a struttura metallica
DM 14.01.2008
Norme Tecniche per le Costruzioni
Circ. Min. LL.PP.
n. 617 del 02-02-2009 - Istruzioni per l'applicazione delle
N.T.C. di cui al DM 14.1.2008
CNR 10011
Costruzioni in acciaio. Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il
collaudo e la manutenzione
CNR 10024/84
Analisi di strutture mediante elaboratore: impostazione e redazione delle relazioni di calcolo
CNR 10018-85
Apparecchi d’appoggio in gomma e PTFE nelle costruzioni
Metodo di calcolo
Il calcolo è stato fatto impiegando il metodo agli STATI LIMITE. Si è analizzata la struttura
di copertura dell’edificio B1 essendo maggiormente sollecitata dal vento e, per i restanti carichi, non meno sollecitata della B3.
Altre informazioni riguardanti il calcolo strutturale
La struttura è stata analizzata col metodo degli elementi finiti. Il modello finale, ricalca fedelmente la geometria delle strutture.
L’analisi ad elementi finiti è stata fatto con un software in commercio denominato STRAUS7.
Particolare rilievo è stato posto per determinare e simulare con esattezza il peso proprio e la
geometria dei vari elementi strutturali. Il programma di calcolo utilizzato è in grado di calcolare in maniera automatica il peso degli elementi formanti la struttura. Nel modello sono stati
perciò inseriti tutti gli elementi, nelle dimensioni e posizioni reali, al fine di non alterare la distribuzione delle masse e per simulare al meglio il comportamento strutturale.
Si precisa che il fabbricato oggetto di studio è ancorato all’edificio principale, ed i punti di ancoraggio sono stati considerati, ai fini del calcolo “vicoli a terra”.
Tipo di analisi
Nei confronti delle azioni statiche, la struttura è stata verificata eseguendo un’analisi statica
lineare. Infatti:
− gli spostamenti misurati sono tali da rendere non significativi gli effetti del 2° ordine
− lo stato tensionale del materiale di cui è previsto l’impiego rientra nei limiti di proporzionalità
Le azioni sismiche, come si dimostrerà, risultano meno gravose della azioni dovute al vento e
come tali trascurate.
Gli effetti delle varie sollecitazioni sono stati combinati in modo da determinare le sollecitazioni massime sulle varie membrature
Codice di calcolo
Il codice di calcolo utilizzato (Straus7) è di sicura ed accertata validità, ciò in quanto:
− è molto diffuso sul mercato
− viene utilizzato in tutto il mondo da molti anni
− lo Scrivente lo utilizza fin dall’anno 1999 e ne ha una buona padronanza, sicuramente
sufficiente in relazione all’impiego che qui ne viene fatto
Accettabilità dei risultati
Per i calcoli più significativi sono state condotte verifiche a mano, atte a controllare
l’attendibilità dei risultati. Queste verifiche hanno confermato che i risultati ottenuti col codice di calcolo utilizzato sono verosimilmente esatte, confermando nel contempo la bontà del
modello adottato.
Classificazione della struttura
Secondo i parr. 2.4.1 e segg. delle NTC 2008 la costruzione si classifica nel seguente modo:
−
−
−
−
−
−
Tipo: 2
Vita nominale: VN = 50 anni.
Classe d’uso: IV (costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche)
Coefficiente d’uso: CU = 2,0
Periodo di riferimento delle azioni sismiche: VR = VN . CU = 100 anni
stato limite considerato SLV
Caratteristiche geotecniche
Sono state ipotizzate le seguenti caratteristiche geotecniche del suolo:
−
−
categoria del sottosuolo: C
categoria topografica: T1
massa volumica caratteristica pari a:
ρ k = 2000 kg/m3
Caratteristiche dei materiali
Calcestruzzo
Resistenze e caratteristiche meccaniche
Calcestruzzo
· Classe di resistenza
· Resistenza cubica caratteristica a 28 gg.
· Resistenza cilindrica media
· Resistenza cilindrica caratteristica
· Resistenza di calcolo SLU
· Resistenza di calcolo SLE
Rck (MPa) ≥
fcm (MPa) = fck + 8 =
fck (MPa) ≈ 0,83×Rck =
fcd (MPa) = 0,85×fck/1,5 =
fcd (MPa) = fck/1,0 =
· Resistenza media a trazione semplice
· Resistenza caratteristica a trazione semplice
· Resistenza di progetto a trazione semplice
· Resistenza media a trazione per flessione
fctm (MPa) = 0,3×(fck²)1/3 =
fctk (MPa) = 0,7×fctm =
fctd (MPa) = fctk /1,5 =
fcfm (MPa) = 1,2×fctm =
· Tensione tang.aderenza acciaio-cls (buona ader.)
fbd (MPa) = 2,25×fctk/1,5 =
· Modulo di elasticità istantaneo (secante)
Ec (MPa) = 22.000×(fcm/10)0,3=
. Coefficiente di dilatazione termica
. Densità relativa
α (°C-¹) =
γc =
C20/25 C25/30 C28/35 C32/40 C35/45 C40/50
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
28,00
33,00
36,00
40,00
43,00
48,00
20,00
25,00
28,00
32,00
35,00
40,00
11,33
14,17
15,87
18,13
19,83
22,67
20,00
25,00
28,00
32,00
35,00
40,00
2,21
1,55
1,03
2,65
2,56
1,80
1,20
3,08
2,77
1,94
1,29
3,32
3,02
2,12
1,41
3,63
3,21
2,25
1,50
3,85
3,51
2,46
1,64
4,21
2,32
2,69
2,90
3,18
3,37
3,68
29.962
31.476
32.308
33.346
34.077
35.220
10-6
2,4
10-6
2,4
10-6
2,4
10-6
2,4
10-6
2,4
10-6
2,4
Con riferimento alla tabella sopra, si riportano di seguito le classi attribuite ai calcestruzzi,
differenziandole a seconda del loro impiego:
Getto di ammorsamento delle colonne nel muro parapetto
Classe di resistenza:
C28/35
Classe di esposizione:
XC1
Classe di consistenza:
S4
Ferro tondo d’armatura
Acciaio tondo d'armatura
· Barre di acciaio ad aderenza migliorata B450C
· Tensione caratteristica di snervamento
· Tensione caratteristica di rottura
· Resistenza di calcolo SLU
· Resistenza di calcolo SLE
· Resistenza di calcolo alle TA
· Modulo di elasticità normale
· Densità relativa
fyk (MPa) =
ftk (MPa) =
fyd (MPa) = fyk/1,15 =
fyd (MPa) = fyk/1,0 =
fyd (MPa) = 0,70 fyk =
Es (MPa) =
γs =
450,00
540,00
391,30
450,00
315,00
210.000
7,85
Carichi considerati nel calcolo
Nella progettazione e nella verifica seguente sono stati considerati i seguenti carichi elementari, combinati di volta in volta tra loro in modo da massimizzare le varie caratteristiche ricercate:
1.
peso proprio della struttura
2.
carichi permanenti
3.
accidentale su solaio del vano tecnico a quota piano terra
4.
neve in copertura
5.
effetto torcente del sisma
6.
sisma in direzione X
7.
sisma in direzione Y
È stato inoltre valutato l’effetto del vento sulla struttura. A favore di sicurezza gli effetti del
vento non sono stati inseriti nelle combinazioni lineari di carico, in quanto, come si dimostrerà, tali effetti risultano minori di quelli del sisma.
Verifiche a fatica
Considerato il tipo di struttura, possono essere ritenuti trascurabili i fenomeni di fatica.
Analisi dei carichi
peso proprio e permanente in copertura
La struttura di copertura proposta risulta particolarmente leggera. I pesi previsti sono:
1 - Peso proprio
0,25 kN/m2
− peso proprio della struttura in acciaio:
Per determinare i pesi propri delle strutture si è fatto riferimento ai seguenti valori:
2 – Permanenti
in copertura:
− copertura in pannelli e ulteriore isolamento termoacustico:
0,20 kN/m2
− controsoffitto:
0,15 kN/m2
− impianti tecnologici appesi al soffitto:
0,30 kN/m2
Totale permanenti:
veletta di tamponamenti lato ex parapetto
0,53 kN/m lineare
3 - Neve
Zona:
Quota S.L.M.:
Carico caratteristico:
Coeff. esposizione:
Coeff. termico:
Coeff. forma:
I
100
q s,k = 1,50
CE = 1,0
CT = 1,0
µ1 = 0,8
(mediterranea)
Lodi – ospedale
kN/m2
Carico unitario neve:
q s = 1,20
kN/m2
0,65 kN/m2
4 – Vento
Il calcolo della pressione si basa sulla formula:
p = qb * Ce * Cp * Cd
Per il calcolo del vento bisogna individuare:
as =
z=
90 [m]
25 [m]
1
v0,b =
a0 =
ka =
25 [m/s]
1000 [m]
0,010 [1/s]
vb =
25 [m/s]
altezza del sito s.l.m.
altezza da terra della costruzione
zona (ved. tab. 3.3.I) =
da cui:
2
2
391 N/m
qb = 1/2 * ro * vb =
Classe di rugosità (ved. tab. 3,3,III):
B
Categoria di esposizione del sito:
(ved. fig. 3.3.2)
IV
da cui:
kr =
z0 [m] =
zmin [m] =
0,22
0,30
8
quindi:
Ce (z) =
2,45
si assume:
ed infine:
Cd =
p=
dove: ro = 1,25
dove il coefficiente di topografia è stato
assunto pari ad 1
1,0
2]
955 *Cp [N/m
Il coefficiente Cp va valutato per ciascuna parte esposta al vento.
(vento radente)
con
Cf =
pf =
0,04
per superfici molto scabre
38 N/m
2
Coefficienti di forma (o aerodinamico)
(NTC 2008 – C3.3.10.4.1 e segg.)
Vento trasversale – direzione X+
Cp = 0,8
Vento trasversale – direzione XCp = 0,4
Vento longitudinale – direzione Z+
Per le pareti:
Cf = 0,04
Gli effetti del vento sono globalmente superiori rispetto a quelli del sisma. Infatti, considerando il vento spirante nella direzione X (corrispondente a quella che offre la maggior superficie
di esposizione), l’azione complessiva del vento vale:
Fw = p*Cp*B*H = 0,955*0,8*36,5*4,17 = 116,3 kN
Adottando un coefficiente moltiplicativo di 1,5 la forza di progetto è pari a circa 174 kN che
deve intendersi applicata per il 36% metà (62,6 kN) alla base della muratura e per il 64%
(111,4 kN) nel piano della copertura.
L’azione sismica applicata al piano della copertura vale E=21,7 kN ed è molto minore
dell’azione del vento.
Da cui l’assunto.
5 - Variazione termica lineare
La struttura è in calcestruzzo e muratura, ed inoltre protetta. Si assume:
∆T = ± 15 °C
6 - Sisma
Il comune di Lodi è situato in zona 4 (a basso grado di sismicità).
Le coordinate geografiche del sito sono:
Latitudine:
45,3149° NORD
Longitudine: 9,5106° EST
I valori dei parametri sismici forniti dalla normativa per la località in esame e per i vari periodi di ritorno TR valgono:
Categoria del sottosuolo: C
Categoria topografica:
T1
Coefficiente di smorzamento viscoso:
ξ = 3%
Ipotesi alla base del calcolo
Si affida l’azione sismica ai soli elementi in acciaio.
Coefficiente di struttura
Per edifici intelaiati, ad un piano, regolari in pianta ed in altezza NTC 7.4.3.2:
qCA = 3*1,1 = 3,3
Si ricavano quindi i seguenti spettri di risposta:
Per completezza si riportano i valori tabellari dello spettro verticale per lo stato limite considerato (SLV):
Azione sismica complessiva
G = mq 212 x 0,90 kN/mq + ml 38 x 0,53 kN/m = 211 kN = 21,5 ton (copertura + veletta)
Sd = 0,103
Ed = 21,5 x 0,103 = 2,21 t = 21,7 kN
7 – Accidentale
1° impalcato
solaio sopra il vespaio a piano terra: g = 12,00 kN/m2
Copertura
La copertura non è praticabile ma è accessibile per la sola manutenzione.
Per la sola attività di manutenzione è stato previsto un carico distribuito qk = 0,50 kN/mq
alternativo alla neve.
È stato inoltre considerato un carico concentrato pari a 1,20 kN con impronta pari a 0,50 x
0,50 non sovrapposto al carico distribuito.
Tabella riepilogativa dei carichi sui solai
[kN/m2]
peso proprio
permanente
variabile
totale
(impianti/accidentale/neve)
solaio vespaio
3,00
0,00
12,00
15,00
copertura
4,50
2,00
1,30
7,80
Combinazioni delle azioni
Combinazione fondamentale (SLU)
Si adotta la seguente combinazione, prevista in assenza di sisma:
γG1 .G1 + γG2 .G2 + γP .P + γQ1 .Qk1 + γQ2 .ψ02 .Qk2 + γQ3 .ψ03 .Qk3 + …
Si adottano i seguenti coefficienti parziali di sicurezza:
γG1
γG2
γP
γQi
=
=
=
=
favorevoli
sfavorevoli
1,0
0,0
1,0
0,0
1,3
1,5
1,5
1,5
Si adottano i seguenti coefficienti di combinazione:
Categoria A: “ambienti ad uso residenziale”
Vento:
Neve: < 1000 m slm
Variazioni termiche:
ψ0j
ψ1j
ψ2j
0,7
0,6
0,5
0,6
0,5
0,2
0,2
0,5
0,3
0
0
0
Combinazione sismica
Si adotta la seguente combinazione, prevista in presenza di sisma:
E + G1 + G2 + P + ψ21 .Qk1 + ψ22 .Qk2 + ψ23 .Qk3 + …
Si adottano i seguenti coefficienti di combinazione:
ψ2j
Categoria A: “ambienti ad uso residenziale”
Vento:
Neve: < 1000 m slm
Variazioni termiche:
0,3
0
0
0
schema statico (modello FEM)
Si riportano alcune viste del modello di calcolo.
casi di carico elementari
1.
peso proprio
2.
permanente
3.
accidentale (nullo)
4.
neve
5.
vento direzione X+
6.
vento direzione X-
7.
vento direzione Z+
8.
variazione termica lineare +
9.
variazione termica lineare –
10.
sisma direzione X (nullo)
11.
sisma direzione Y (nullo)
combinazioni di carico
Piano di manutenzione
Generalità
La struttura è stata progettata per una vita nominale di 100 anni, come previsto dalle NTC
2008.
La progettazione del pacchetto di copertura non rientra nell’ambito della presente Relazione,
si dà quindi per scontata l’efficienza del manto di copertura che dovrà essere impermeabile.
Frequenza delle ispezioni
La prima ispezione deve essere eseguita nel periodo compreso fra i 6 ed i 12 mesi dall’entrata
in servizio della struttura.
Le ispezioni successive devono essere ripetute con frequenza annuale.
Ispezioni eccezionali devono essere previste in caso di
− nevicate di carattere eccezionale
− eventi sismici significativi
− eventi eccezionali (urti, trombe d’aria, fulmini, scoppi, incendi, ecc.)
Oggetto delle ispezioni
Le ispezioni dovranno prevedere:
− controllo generale della struttura
− verifica dell’integrità delle impermeabilizzazioni
− controllo delle murature
− verifica delle superfici strutturali, con particolare attenzione a fessure e tracce di ruggine
Controllo generale
In occasione di ciascuna ispezione deve essere eseguito un accurato controllo visivo generalizzato, con lo scopo di accertare:
− presenza di infiltrazioni
− efficienza degli scarichi e dei pluviali
− comparsa di fenomeni corrosivi
− presenza eventuale di animali (volatili, ratti o altro)
− eventuali deformazioni anomale
− eventuali fenomeni che possano essere strutturalmente rilevanti
− assenza di fessurazioni nelle parti di calcestruzzo poste in prossimità dei nodi
Successivamente, il controllo deve essere ripetuto ogni 5 anni o comunque dopo eventi sismici significativi o eventi meteorologici eccezionali.
Registrazione delle attività di controllo
Le ispezioni vanno annotate su un Registro che dovrà essere conservato a cura del Proprietario
della struttura.
Sul Registro dovranno essere annotate:
− data di ispezione
− generalità dell’Ispettore
− oggetto dell’ispezione
− esito del controllo
− eventuali interventi eseguiti
− eventuali note significative secondo il giudizio dell’Ispettore
Allegati
Disegni riportati al paragrafo “Elenco disegni validi”
Risultanze del calcolo e dichiarazione
Io sottoscritto dott. ing. Simone Rossetti, iscritto all’Ordine degli Ingegneri della provincia di
Brescia al n. 2176, calcolatore su incarico della società Multimanutenzione S.r.l. di Milano
(Mi) delle strutture di copertura dei terrazzi posti al 6° livello degli edifici B1 e B3 all’interno
dell’Ospedale di Lodi, avendo effettuato le necessarie verifiche strutturali e di stabilità delle
suddette strutture
DICHIARO
che le strutture di copertura sono state calcolate e progettate a norma delle vigenti disposizioni
di legge; che gli elaborati depositati sono completi e sufficienti ad individuare e definire esattamente le opere da eseguire; che i materiali di cui si prevede l’impiego, con le rispettive prescrizioni, sono idonei in relazione alle sollecitazioni assunte alla base dei calcoli.
La presente relazione viene rilasciata in duplice originale, su richiesta della società Multimanutenzione S.r.l. per gli usi consentiti dalla legge.
Si ricorda che tutti i documenti emessi dallo Scrivente sono protetti dalle leggi che tutelano la
proprietà intellettuale ed il diritto d’autore. Non è ammesso l’uso, neppur parziale, della relazione o dei suoi allegati per la realizzazione di altri progetti.
ing. Simone Rossetti
Iseo, 14 giugno 2012