gasparini _saad_perugia_181110
DESCRIPTION
Prestazioni sismiche offerte dalle strutture realizzate con sistemi SAAD Prof. Ing. Tomaso Trombetti Dott. Ing. Giada Gasparini Perugia, 18 novembre 2010 Dipartimento DICAM, Universitàdi Bologna • Le strutture a pareti portanti: sistemi SAAD - Breve Quadro Normativo - Prestazioni Sismiche: Esempi - Applicazioni: Architettura e Struttura a pareti • I sistemi resistenti alle azioni orizzontali - Tipologie • Premessa: Struttura, Azioni e Sicurezza • Obiettivi Prestazionali SismiciTRANSCRIPT
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Gestione della sicurezza negli eventi naturali
Prestazioni sismiche offerte dalle strutture realizzate con sistemi SAAD
Prof. Ing. Tomaso TrombettiDott. Ing. Giada Gasparini
Dipartimento DICAM, Università di Bologna
Perugia, 18 novembre 2010
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Organizzazione della presentazione
• Premessa: Struttura, Azioni e Sicurezza
• Obiettivi Prestazionali Sismici
• I sistemi resistenti alle azioni orizzontali
- Tipologie
• Le strutture a pareti portanti: sistemi SAAD
- Breve Quadro Normativo
- Prestazioni Sismiche: Esempi
- Applicazioni: Architettura e Struttura a pareti
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Premessa: Struttura, Azioni e Sicurezza
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Che cosa è una struttura?
E’ un sistema di elementi/membrature/componenti che
deve trasferire, in sicurezza , i carichi dal loro punto di
applicazione al terreno
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Azioni
• Azioni verticali (dovute alla forza di gravità)
• Pesi propri e permanenti portati
• Variabili
– Antropiche
– Naturali (neve)
• Azioni orizzontali– Vento
– Sisma
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L’azione sismica
taken from:R.Villaverde, Fundamentals Concepts of Earthquake Engineering, CRC press, 2009
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L’azione sismica
• Onde “P”– Longitudinali
• Onde “S”– Trasversali
• Onde di Rayleigh– Verticali
• Onde di Love– Orizzontali
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L’azione sismica
taken from:R.Villaverde, Fundamentals Concepts of Earthquake Engineering, CRC press, 2009
taken from:Clough & Penzien, McGraw-Hill
F m a= ⋅
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I sistemi resistenti alle azioni verticali e alle azioni orizzontali
• Le strutture sono tipicamente progettate (e bene) per portare le azioni verticali
• La vera sfida è rappresentata nello studiare un buon sistema resistente alle azioni orizzontali
0 5 10 15 20 25 30 35 40-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4accelerogramma__a4
t [s]
a [g]
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10
Obiettivo della progettazione strutturale
• Obiettivo della progettazione è garantire cheuna struttura sia in grado di svolgere la sua funzione,con il richiesto grado di affidabilità e con costi contenuti,durante tutta la vita di progetto prevista.
• Le strutture e gli elementi strutturali devono essere progettati, eseguiti e mantenuti soddisfacendo i requisiti fondamentali di resistenza ultima , di funzionalità e di robustezza limite .
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Requisiti fondamentali
• Resistenza ultima = capacità della struttura di incassare tutte le azioni che possono verificarsi durante l’esecuzione e l’uso della struttura stessa
• Funzionalità = capacità della struttura di rimanere adeguata al normale uso per cui è stata concepita
• Robustezza limite = attitudine della struttura a contenere i danni derivanti da eventi eccezionali quali incendi, esplosioni, urti ed errori umani entro limiti proporzionati all’entità della causa
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D.M. 14/01/2008
Sicurezza nel D.M. 14/01/2008
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Obiettivi Prestazionali Sismici
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Obiettivi prestazionali sismici
Obiettivo prestazionale sismico =
è dato dall’accoppiamentodi
unacondizione in cui vogliamo sitrovi la struttura (stato limite)
con
un livello di intensità sismica(probabilità di superamento)
• Fully Operational• Operational• Life Safe• Near Collapse
• Frequent• Occasional• Rare• Very rare
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Stati limite “sismici”
SLO
FO
SLDO
SLVLS
SLC
NC
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SLO
FO
SLDO
SLVLS
SLC
NC
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Probabilità di superamento
• Frequent• Occasional• Rare• Very rare
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SLO
FO
SLDO
SLVLS
SLC
NC
Obiettivi prestazionali sismici
documento Vision 2000 (PEER, 1995)
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Obiettivi prestazionali sismiciSLO
FO
SLDO
SLVLS
SLC
NC
Bertero & Bertero, EESD, 2002
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I sistemi resistenti alle azioni orizzontali: Tipologie
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I sistemi resistenti alle azioni orizzontali
• La ingegneria sismica è scienza relativamente recente – i primi convegni mondiali sono degli anni ’50– un “vero” sviluppo si ha solamente dopo il terremoto
di San Fernando del 1971– in Italia la problematica è sentita sin dal terremoto di
Messina 1908 , riprende vigore dopo gli eventi del Friuli 1977 e Irpinia 1980 , in tempi recentissimi San Giuliano di Puglia 2002 e L’Aquila 2009 .
• Lo studio di sistemi resistenti alle azioni orizzontali si sviluppa con i primi edifici alti (per contrastare il vento e non il sisma) sin dalla fine del 1800.
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I sistemi resistenti alle azioni orizzontali
walls
(r.c. walls, masonry)
skeletonstructure
(moment-resisting frame)
combined useof frames and walls (core)
bracing systems
pictures taken from “Hart, Henn, Sontag, “Stahlbauatlas”, Finsider Ed., 1982”
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Horizontal-resisting systems
picture taken from “Ballio and Bernuzzi, Hoepli Ed., 2004”
moment-resisting
frames
walls (slender, squat)concrete core
bracing systems
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Horizontal-resisting systems
moment-resisting frames
not “natural”/immediate scheme: it is somehow a “patch”
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Sistemi a telaio
• Sistemi resistenti alle azioni orizzontali costituiti da telai con nodi a trasmissione di momento flettente, per fornire le prestazioni attese, devono essere necessariamente caratterizzati da capacità:– sia Resistenti– sia Dissipative
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Resistenza, dissipazione e duttilità
• La dissipazione, ottenuta attraverso un comportamento duttile, èin grado di “sopperire”a minori capacitàresistenti
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27
ASSUNZIONE DEL PRINCIPIO DELL’EGUAL SPOSTAMENTO
“Lo spostamento max di un oscillatore semplice non lineare sotto un dato sismaè circa uguale allo spostamento max dell’oscillatore elastico lineare corrispondente sotto lo stesso sisma.”
anni ’60 (Veletsos & Newmark)
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vv v
F
F
F
max
max
elastopl
el
E u
maxmax
a patto che la struttura
sia duttile a sufficienza
elelastopl F
Fq
=
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29
• Two-story reinforced concrete building, Managua, Nicaragua, damaged in the 1972 Managua Earthquake.
• The slide shows a reinforcedconcrete column which was part of the structural system and which failed due to its shorteningbecause of the effect of the masonry wall.
• The masonry walls wereconsidered as non-structural
elements.
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30
• Olive View Hospital, Medical Treatment and Care Unit, 1971 San Fernando Earthquake.
• View of the end ofone of the fourwings of this 5-story reinforced concrete building after the earthquake
![Page 31: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/31.jpg)
Horizontal-resisting systems
Bracing systems
picture taken from “Ballio and Bernuzzi, Hoepli Ed., 2004”
![Page 32: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/32.jpg)
Horizontal-resisting systems
Concrete core
![Page 33: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/33.jpg)
Horizontal-resisting systems
Shear-walls
- slender walls
slender wallacts like a cantilever
![Page 34: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/34.jpg)
Horizontal-resisting systems
Shear-walls:
- squat panels in a tubolar/cellular configuration
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Prestazioni offerte da strutture scatolari / cellulari
EDIFICIO REALIZZATO CON PARETI PORTANTI
• Si è adottata l’armatura minima prevista da normativa ;
• Strutture di questo tipo, se ben collegate, riescono a sviluppare un comportamento scatolare che fornisce una grande rigidezza all’intero edificio;
• Tale comportamento permette alla costruzione di rimanere in campo elastico-lineare anche in zone in cui si possono registrare dei terremoti di notevole intensità
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Le strutture a pareti portanti: Sistemi SAADBreve Quadro Normativo
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Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/2008)
• Le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (2008) prevedono:
– strutture a pareti in conglomerato cementizio armat o (punto 7.4.3)
– strutture a pareti estese debolmente armate (punti 4.1.11 e 7.4.3)
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Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/2008)
• Indicativamente, i requisiti geometrici (punto 7.4.6), sono soddisfatti da:•
– spessore non inferiore al maggiore fra:• 150 mm;• 1/20 altezza interpiano
– armature verticali ed orizzontali di diametro non superiore ad 1/10 dello spessore della parete,
• disposte su entrambe le facce, • con passo non superiore a 30 cm
– 9 barre di collegamento (“legature”) tra le facce a metro quadrato
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LIMITAZIONI DI ARMATURA• Le armature sia orizzontali che verticali:� devono avere diametro non superiore a 1/10 dello spessore della parete� devono essere disposte ad un passo non superiore a 30 cm� devono essere collegate con almeno 9 legature ogni metro quadro
•Armatura trasversale entro lc:� Ф≥6mm;� occorre fermare almeno una barra ogni due� passo non superiore a 8 volte il diametro della barra o a 10 cm.
Lunghezza confinata
Rapporto geometrico delle armature verticali
Rapporto geometrico delle armature longitudinali
Rapporto geometrico delle armature longitudinali riferito all’area confinata
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Eurocodici
• Gli Eurocodici prevedono diverse tipologie di strutture da realizzarsi con setti portanti in cca gettati in opera.
• Per le strutture ottenibili con sistemi SAAD, si può fare riferimento a due distinte tipologie di setti:
1. “Reinforced Concrete Walls”, RCW
2. “Large Lightly Reinforced Concrete Walls”, LLRCW
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“Reinforced Concrete Walls”, RCW
• Setto “standard ”: nella dizione dell’Eurocodice “ReinforcedConcrete Walls”, RCW.
• Tali setti si caratterizzano (oltre che per il soddisfacimento di tutta una serie di requisiti geometrici sia sul posizionamento delle armature che dei setti stessi) sostanzialmente per la presenza di una armatura longitudinale superiore allo 0,2% dell’area trasversale .
• Indicativamente, i requisiti geometrici indicati dalla normativa sono soddisfatti da: – barre verticali di diametro 8 mm posizionate ogni 20 cm (su
entrambe le facce), – barre orizzontali diametro 8 mm posizionate ogni 40 cm (su
entrambe le facce), – barre di collegamento trasversale posizionate alle estremità.
• Classe minima calcestruzzo Rck 250 .
![Page 42: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/42.jpg)
“Large Lightly Reinforced Concrete Walls”, LLRCW
• Setto “meno armato ”: nella dizione dell’Eurocodice “Large LightlyReinforced Concrete Walls”, LLRCW.
• Tali setti si caratterizzano (oltre che per il soddisfacimento di tutta una serie di requisiti geometrici sia sul posizionamento delle armature che dei setti stessi) sostanzialmente per la presenza di una armatura longitudinale inferiore allo 0,2% dell’area trasversale.
• Indicativamente, i requisiti geometrici indicati dalla normativa sono soddisfatti da: – barre verticali diametro 6 mm posizionate ogni 20 cm (su
entrambe le facce), – barre orizzontali diametro 8 mm posizionate ogni 40 cm (su
entrambe le facce),– barre di collegamento trasversale posizionate alle estremità.
• Classe minima calcestruzzo Rck 250 .
![Page 43: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/43.jpg)
Le strutture a pareti portanti: Sistemi SAAD Prestazioni Sismiche: Esempi
![Page 44: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/44.jpg)
Cenni alla progettazione di strutture a pareti portanti con sistemi SAAD
La progettazione di strutture a setti portanti (come quelle che possono essere realizzate con i sistemi SAAD) si sviluppa in modo del tutto analogo a quella con cui vengono pro gettate le strutture a telaio , sintetizzata nelle seguenti fasi:
1. modellazione fisico/matematica della struttura
2. individuazione dei carichi
3. risoluzione della struttura, individuazione della ”domanda”strutturale
4. individuazione della “capacità” della struttura
5. verifiche di sicurezza
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Esempio 1
• Le strutture a setti, il comportamento sotto i carichi orizzontali
500
2F
H
500
2F
H
200 100 200
pilastri 30 cm x 30 cm setti 200 cm x 20 cm
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L’azione sui pilastri
• L’azione orizzontale si ripartisce in parti eguali fra i due pilastri: F
• Il momento flettente alla base di ciascun pilastro può essere stimato pari a M = F x H /2
• L’armatura di ogni pilastro deve essere in grado di portare uno sforzo pari a
500
2F
H
20,9 30pilastro
F HM
Nz cm
⋅ = =⋅
NB: si trascura il tira e spingi nei pilastri(anche se può esseresignificativo)
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L’azione sui setti
• L’azione orizzontale si ripartisce in parti eguali fra i due setti: F
• Il momento flettente alla base di ciascun pilastro può essere stimato pari a M = F x H
• L’armatura di ogni setto deve essere in grado di portare uno sforzo pari a
500
2F
H
200 100 200
( )0,9 200setto
F HMN
z cm
⋅= =
⋅
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Il rapporto fra le azioni
0.9 200 2003.33
2 0.9 30 60pilastro
setto
N M cm
N z cm
⋅= = = ≅
⋅ ⋅
500
2F
H
500
2F
H
200 100 200
20,9 30pilastro
F HM
Nz cm
⋅ = =⋅
( )0,9 200setto
F HMN
z cm
⋅= =
⋅
3,3pilastro settoN N≅ ⋅NB: e si è anchetrascurato il tira e spingi nei pilastri ...
![Page 49: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/49.jpg)
STRUTTURA A SETTI PORTANTI A 2 PIANI
Esempio 2
![Page 50: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/50.jpg)
PIANTA: MODULO 5m x 5m
500
500
200 100 200
X
Y
PIANTA NEL PIANO XY
![Page 51: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/51.jpg)
PROSPETTI
500
330
200 100 20033
0X
Z
PROSPETTO NEL PIANO XZ
500
330
330
Y
Z
PROSPETTO NEL PIANO YZ
![Page 52: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/52.jpg)
ORDITURA SOLAI
X
Y
X
Y
Piano n.1 Piano n.2
Solai orditi nelle due direzioni: è presente carico verticale su tutti i 6 setti
![Page 53: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/53.jpg)
AZIONE SISMICA SECONDO D.M. 96
NB: calcoli in accordo con D.M. 16/01/1996
![Page 54: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/54.jpg)
CALCOLI (1)
2 2
kg tcarico (permanenti + 0.33 accidentali) 700 0.7
m m⋅ ≅ =
zona sismica n. 2: S = 9
9-21 1 1.4 1 0.098 0.1
100
0.1
hi i
i i ihi
G G G
ii hi i i
G
K C R I
z z zK
z z z
zF K W W
z
ε β γ= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ≅
= ⋅ ≅ ⋅
![Page 55: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/55.jpg)
CALCOLI (2)
22 2 3
21 2 3
t t0.7 25m 2.5 18m 0.2m 1.65m 32.4 t
m mt t
0.7 25m 2.5 18m 0.2m 3.3m 47.2 tm m
W
W
= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ≅
= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ≅
2 2
1 1
trascurando il coefficiente
0.1 0.1 32.4 t 3.2 t
0.1 0.1 47.2 t 4.7 t
i
G
z
z
F W
F W
= ⋅ = ⋅ ≅
= ⋅ = ⋅ ≅
330
330
Y
Z
3.2 t
4.7 t( )
, 1 2
, 1 2
3.2 t 4.7 t 7.9 t
2
32
7.9 t 6.6m 34.8 tm3
tot base
tot base tot
T F F
M F F H
= +
= + =
≅ + ⋅
= ⋅ =
![Page 56: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/56.jpg)
CALCOLI (3): SETTI IN DIR. YSisma in direzione Y
X
Y
singolo setto
34.8 tm17.4 tm
2M = =
momento flettente sul singolo setto:
22
singolo setto 3
t0.7 25m tm 2.5 5m 0.2m 6.6m 25.3 t
2 mN
⋅= + ⋅ ⋅ ⋅ ≅
sforzo normale sul singolo setto:
singolo setto
singolo setto
17.4 tm 5m0.68m < 0.83m
25.3 t 6 6
M Le
N= = = = =
Rimane nel terzo medioSezione tutta compressaNon c’è bisogno di armare a trazione
eccentricità:
![Page 57: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/57.jpg)
CALCOLI (4): SETTI IN DIR. Y
singolo setto singolo setto
22 2singolo setto singolo setto
25.3 t 17.4 tm kg2.5 2
0.2m 5m cm0.2m 5 m6
N M
A Wσ = ± = ± = ±
⋅ ⋅
Controllo delle tensioni
![Page 58: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/58.jpg)
CALCOLI (5): SETTI IN DIR. XSisma in direzione X
X
Y
singolo setto
34.8 tm8.7 tm
4M = =
momento flettente sul singolo setto:
22
singolo setto 3
t0.7 25m tm 2.5 2m 0.2m 6.6m 11 t
4 mN
⋅= + ⋅ ⋅ ⋅ ≅
sforzo normale sul singolo setto:
singolo setto
singolo setto
8.7 tm 2m0.79m >> 0.33m
11 t 6 6
M Le
N= = = = =
Sezione parzializzataC’è bisogno di armare a trazione
eccentricità:
![Page 59: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/59.jpg)
CALCOLI (6): SETTI IN DIR. X
Controllo delle tensioni
22 10 1.57 cmsA φ= =
![Page 60: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/60.jpg)
Esempio 3 Struttura a setti portanti
Sistema strutturale che prevede il
solo uso di pareti portanti in c.a.
resistenti:
- sia alle azioni orizzontali
- che a quelle verticali
![Page 61: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/61.jpg)
DATI EDIFICIO
• Numero di piani = 5
• Altezza totale = 15,98m
• Altezza interpiano variabile = 3,62m-3,14m-3,3m-3,1m-2,82m
• Area piano di base 530 mq
• Area piano tipo e piano copertura 176 mq
![Page 62: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/62.jpg)
ANALISI DEI CARICHI
Solaio tipo
•Peso elementi strutturali
•Peso elementi non strutturali
•Carichi accidentali
Solaio di copertura
•Peso elementi strutturali
•Peso elementi non strutturali
•Carichi accidentali
Scale
•Peso elementi strutturali
•Peso elementi non strutturali
•Carichi accidentali
Tamponature
•Intonaco interno (2cm)
•Fodera interna (10cm)
•Fodera esterna (15cm)
•Intonaco interno (2cm)
•Totale
•Peso totale edificio = 25870 kN
•Peso elementi strutturali (pannelli portanti)=11650 kN
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AZIONE SISMICA
•Sito = Roccaraso•Classe d’uso II•Tempo di ritorno = 475 anni (SLV)•Categoria del sottosuolo A•Peso edificio per azione sismica = 22800 kN•Classe di duttilità CD”B”•Fattore di struttura
![Page 64: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/64.jpg)
ANALISI SISMICA
Analisi modale a spettro di risposta eseguita col SAP 2000
![Page 65: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/65.jpg)
RISULTATI OTTENUTI
Valori del momento nelle sezioni analizzate
Valori del taglio nelle sezioni analizzate
Avendo usato :Se risulta sempre soddisfatto che :
La struttura risponde efficacemente anche con un q=1 e quindi si può affermare che, con la quantità di armatura utilizzata, questa rimane in campo elastico-lineare.
•Se volessimo progettare la struttura con q=1 bisognerebbe , per le travi di accoppiamento,calcolare una quantità di armatura superiore a quella minima per evitare la rottura a taglio.
Valori del taglio per le travi di accoppiamento
Si è adottata l’armatura minima prevista da normativa. Le sezioni risultano ampiamente verificate.
![Page 66: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/66.jpg)
Le strutture a pareti portanti: sistemi SAADApplicazioni:
Architettura e Struttura a pareti
![Page 67: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/67.jpg)
Strutture Ad Armatura Diffusa nelle storia
Il ferrocemento
![Page 68: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/68.jpg)
Il ferrocemento
Comportamento differente:
- a compressione � calcestruzzo
- a trazione � acciaio
165 kg/cm 2 per Rck 350
circa 63 kg/cm 2 per 1+1φ16/10’’ in setto di s=25 cm con acciaio B450C
![Page 69: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/69.jpg)
Strutture a setti portanti (comportamento “cellulare”)
![Page 70: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/70.jpg)
Strutture a setti portanti (comportamento “cellulare”)
![Page 71: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/71.jpg)
![Page 72: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/72.jpg)
Struttura a setti portanti provata sulla tavola vibrante della Università di San Diego (sisma con picco di accelerazione pari a 0.9 g).
Armatura verticale 0,65 % area trasversale
![Page 73: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/73.jpg)
Le strutture a setti portanti e la flessibilità architettonica
• Torre KNS, Architetto Weil Arets, Amsterdam
![Page 74: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/74.jpg)
Quartiere “Sporenburg”, Amsterdam
![Page 75: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/75.jpg)
Quartieri “Jawa” e “KNSM” Amsterdam
![Page 76: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/76.jpg)
Quartiere “Herren 5-95” Amsterdam
![Page 77: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/77.jpg)
Biblioteca universitaria campus di Utrecht (Olanda), architetto Weil Arets
![Page 78: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/78.jpg)
Biblioteca universitaria campus di Utrecht (Olanda), architetto Weil Arets
![Page 79: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/79.jpg)
Hilversum (Olanda), abitazioni VHP
![Page 80: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/80.jpg)
Torre Agbar, Barcellona, Jean Nouvel
![Page 81: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/81.jpg)
Progetto: Torre Agbar
Sito: Barcellona, Spagna
Cliente: Layetana Immobiliare
Inizio lavori: 2001
Termine lavori: Settembre 2005
Architetto: Jean Nouvel
![Page 82: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/82.jpg)
La torre è divisa in 4 fasce intervallate da un piano tecnico.
Alla prima appartengono i 4 piani interrati che contengono garage, auditorium e sala gestione delle condotte, il piano terra contenente la hall, quella superiore contenente i servizi medici e 4 livelli di uffici.
Alla seconda, come alla terzafascia, appartengono 8 piani di uffici e la caffetteria, che nella parte alta dell’edificio viene riservata ai dirigenti, e infine, all’interno della quarta, si dispongono a sbalzo rispetto al nucleo centrale i 7 livelli dirigenziali.
![Page 83: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/83.jpg)
La parete esterna è formata da un reticolo irregolare di moduli quadrangolari ed appare come punteggiata da pixel.
In conseguenza alla conformazione a reticolo, la facciata si articola attraverso moduli in lamiera di alluminio ondulato laccati in 25 colori.
Il rivestimento con uno strato in lana di roccia fissato sul lato esterno della parete, definisce l’involucro dell’edificio, dai colori gradualmente cangianti: alla base, i toni rossastri simili al colore del terreno da cui sorgono progressivamente si ottengono le sfumature blu dei piani superiori a fondersi con il cielo alla ricerca della smaterializzazione.
![Page 84: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/84.jpg)
Il cilindro esterno ha sviluppo perpendicolare fino al diciottesimo piano a partire dal quale le linee generatrici iniziano a curvarsi verso l’interno.
La sezione si riduce gradualmente fino al ventiseiesimo piano, dove il calcestruzzo non viene più usato: la torre si completa raccordandosi ad una cupola a struttura in vetro e acciaio.
Gli ultimi sei piani, strutturati con solai in calcestruzzo post-teso a spessori differenziati, sono costruiti a sbalzo dal nucleo centrale e occupano il grande spazio sottostante la cupola.
![Page 85: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/85.jpg)
Torre Agbar (Jean Nouvel, 2001-05 )
![Page 86: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/86.jpg)
Edificio con nucleo interno portante
![Page 87: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/87.jpg)
Edificio con perimetro esterno portante
![Page 88: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/88.jpg)
Pressione del vento:
p = 130 kg/m 2
La risultante dell’azione del vento sulla torre, di 40 m di diametro e di 142 m di altezza,è data dall’espressione:
R = p × D × H =
=130 kg/m 2 × 40 m × 142 m =
=738400 kg = 740 t
Il momento che nasce alla base vale:
M = R × H/2 = 740 t × 142 m / 2 = 52540 tm
40 m
15 m
39
m
14
m
![Page 89: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/89.jpg)
HP) nucleo interno portante
Il modulo di resistenza una sezione circolare cava è dato dalla formula:
L’incremento di tensione dovute all’azione orizzontale del vento è pari a:
( )
( ) ( )4 4 4 4int
3
7.5 7
4 483 m
2 7.25
extR R
JW
h R
π π − − = = = =
max (vento) 3 2 2
52540 tm t kg 633 63.3
83 m m cm
M
Wσ∆ = = ≅ ≅
![Page 90: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/90.jpg)
HP) perimetro esterno portante
Il modulo di resistenza una sezione circolare cava è dato dalla formula:
L’incremento di tensione dovute all’azione orizzontale del vento è pari a:
( )
( ) ( )4 4 4 4int
3
20 19.5
4 4613 m
2 19.75
extR R
JW
h R
π π − − = = = =
max (vento) 3 2 2
52540 tm t kg 86 8.6
613 m m cm
M
Wσ∆ = = ≅ ≅
![Page 91: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/91.jpg)
LA TECNOLOGIA A SETTI NELL’ARCHITETTURA CONTEMPORANEA
TADAO ANDO
Fig
Complesso residenziale Rokko I – Kobe,Giappone (1978-83)
Casa Nakayama – Nara, Giappone (1983-85)
![Page 92: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/92.jpg)
LA TECNOLOGIA A SETTI NELL’ARCHITETTURA CONTEMPORANEA
REM KOOHLASS
Biblioteca di Francia – Progetto (1989)
![Page 93: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/93.jpg)
LA TECNOLOGIA A SETTI NELL’ARCHITETTURA CONTEMPORANEA
DAVID CHIPPERFIELD
Toyota Auto – Kyoto, Giappone (1989-90)
![Page 94: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/94.jpg)
LA TECNOLOGIA A SETTI NELL’ARCHITETTURA CONTEMPORANEA
TADAO ANDO
Tadao Ando – Casa Koscino – Ashiya, Giappone (1979) Tadao Ando – Chiesa della luce – Osaka, Giappone (1989)
![Page 95: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/95.jpg)
Toyo Ito 2004
• Struttura a esoscheletro • Pianta ad L • H = 28 metri • Area di piano 400 m2
• Superficie totale 2250 m2
• 270 aperture formano finestrature • Vetrata priva di interruzioni ,
che avvolge la superficie esterna .
Tod's Omotesando Building, Tokyo
![Page 96: Gasparini _SAAD_Perugia_181110](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022051220/568c0d201a28ab955a8b8f63/html5/thumbnails/96.jpg)
• Calcolo dell’accelerazione della struttura :
distribuzione lineare delle accelerazioni .
• Calcolo forze orizzontali che nascono sull’edificio in seguito all’accelerazione da sisma
Queste forze vengono trasferite dai solai sull’ ossatura esterna ;
• Valutazione taglio e momento ai diversi livelli:
gaa g 75,05,23,05,2 =⋅=⋅=
GII h
haWF ⋅⋅=
LIVELLI TAGLIO
[ ]t
MOMENTI
[ ]mt ⋅
A 334 2004
B 588 3768
C 802 6174
D 976 9102
E 1109 20192
Valutazione effetti del sisma
Gh
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24
1605003
1088,54cmAs =
⋅=
⋅
24
2,7455003
1082,260cmAs =
⋅=
⋅22 66,64
cm
kg
cm
kg
A
T<==τ
SEZIONE E :
SEZIONE B :
22 30,33cm
kg
cm
kg
A
T<==τ� Verifica a taglio :
� Verifiche a presso-flessione:
� Verifica a taglio :
� Verifiche apresso-flessione:
� Area Armatura :
HP) Rck = 350kg/cm2
Verifiche di resistenza pareti forate
2110
4
150350
4
15060
cm
kgRckamm =
−=
−+=σ
221108166
cm
kg
cm
kg
W
M
A
N
X
<−=−=−=σ
2211024168
cm
kg
cm
kg
W
M
A
N
X
<=+=+=σ
22110954
cm
kg
cm
kg
W
M
A
N
X
<=+=+=σ
22110154
cm
kg
cm
kg
W
M
A
N
X
<−=−=−=σ
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14ECEE, Ohrid, Macedoniawww.14ecee.mk
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Progettazione antisismica in Cile
Keynote lecture in the special session “Lessons from 2010 Chile Earthquake”:
Ruben Boroschek“Seismic Design and the Mw= 8.8 Chile Earthquake”. www.boroschek.cl
In Cile avviene un terremoto di M = 8 ogni 15 anniIn Cile avviene un terremoto di M = 7 ogni 3 anni
Non si fidano di strutture flessibili.Vogliono strutture rigide e resistenti in campo elastico.No progettazione basata sulla duttilità.
Soluzioni strutturali a setti portanti (tutti i tamponamenti sono strutturali).
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Progettazione antisismica in Cile
struttura cellulare/tubolare (meglio se a celle multiple), come quelle ottenibili con sistemi SAAD
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Grazie per l’attenzione …