sismica_faccioli
Post on 01-Jan-2016
19 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
Norme Tecniche per il Progetto Sismico di Opere di Fondazione e di Sostegno dei Terreni
faccioli@stru.polimi.ithttp://www.stru.polimi.it/home/faccioli/personale.html
EZIO FACCIOLIOrdinario di Costruzioni in Zona Sismica
con la collaborazione di Carlo Lai, SGI
Ottobre-Novembre 2003
Incontri di studio sulla normativa sismica (ord. PCM 3274)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
2/73
Sommario
• Oggetto e caratteristiche salienti delle norme tecniche
• Requisiti del sito di costruzione: stabilità dei pendii
• Requisiti terreno di fondazione: suscettibilità liquefazione
• Opere di sostegno dei terreni
• Fondazioni superficiali e profonde
• Richiami di meccanica dei terreni
• Definizione azione sismica di progetto
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
3/73
Oggetto delle norme tecniche
Le presenti norme disciplinano:
• i requisiti a cui devono soddisfare i siti di costruzione e iterreni di fondazione in presenza delle azioni sismiche
• la progettazione di opere di fondazione e di sostegno deiterreni soggette ad azioni sismiche
“….scopo delle norme è assicurare che in caso di terremoto sia protetta la vita umana, siano limitati i danni e rimangano funzionanti le strutture essenziali agli interventi di protezione civile…..”
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
4/73
Caratteristiche salienti delle norme tecniche
• Contemplano diversi approcci alle verifiche di sicurezza e resistenza, in funzione della sismicità e del tipo di terreno (p. es. stabilità dei versanti)
• Sono coerenti con l’Eurocodice 8 - Parte 5 (vers. finale, Ottobre 2002) di cui rappresentano una vers. semplificata
• Riconoscono ai fini della progettazione il ruolo delle deformazioni permanenti del terreno causate dal terremoto (p. es. opere di sostegno)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
5/73
Richiami di Meccanica dei
Terreni
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
6/73
Terreni non lapidei o terreni sciolti
“ Sistemi particellari multi-fase costituiti da particelle solide (φ varia da meno di µm a qualche cm) che formano lo scheletro solido che interagiscono con una o più fasi fluide ”
particella solida
fluido interstiziale
forze intergranulari
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
7/73
In relazione all’entità dei fenomeni di erosione e disgregazionemeccanica e chimico-fisica delle rocce nonché alla loro
composizione mineralogica:
• Terreni a grana grossa (sabbie e ghiaie)
• Terreni a grana fine (limi e argille)
superficie
specifica
↓A/m (m2/g)
ss 10-4 m2/g∝
ss 10 m2/g
Classificazione dei terreni sciolti
Terreni saturi (sistemi bi-fase) e parzialmente saturi
∝
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
8/73
Principio delle tensioni efficaci in terreni saturi
(Terzaghi, 1923)
ss
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
9/73
Resistenza al taglio nei terreni sciolti
aτff = tensione di taglio agente sul piano di rottura
σff = tensione normale agente sul piano di rottura
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
10/73
Resistenza al taglio nei terreni sciolti
z
a
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
11/73
Definizione Azione Sismica di
Progetto
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
12/73
Zonazione sismica nazionale
ZONA ag
1 0.35g
2 0.25g
3 0.15g
4 0.05g
(dal Servizio Sismico Nazionale http://www.serviziosismico.it)
zone
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
13/73
Zonazione sismica nazionale
(dal
Ser
vizi
o Si
smic
o Na
zion
ale
http
://w
ww
.ser
vizi
osis
mic
o.it)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
14/73
Calcolo dell’ Azione Sismica
di Progetto
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
15/73
A - Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da valoriVS,30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazionesuperficiale di spessore massimo pari a 5 m.
B - Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenticon spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un gradualemiglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da VS,30
compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT > 50, o cu > 250 kPa)
C - Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille dimedia consistenza, con spessori variabili da diverse decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori VS,30 compresi tra 180 m/se 360 m/s (ovvero 15<NSPT<50, oppure 70<cu<250 kPa)
Categorie del suolo di fondazione
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
16/73
Categorie del suolo di fondazione
D - Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivida poco a mediamente consistenti, caratterizzati da valori VS,30 < 180m/s (NSPT < 15, oppure cu < 70 kPa).
E - Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori diVS,30 simili a quelli dei tipi C o D e spessore compreso tra 5 e 20 m,giacenti su di un substrato di materiale più rigido con VS,30 > 800 m/s.
S1- Depositi costituiti da, o che includono, uno strato spesso almeno 10mdi argille/limi di bassa consistenza, con elevato indice di plasticità (PI>40) e contenuto H2O, caratterizzati da VS,30<100 m/s (10<cu<20 kPa)
S2- Depositi di terreni soggetti a liquefazione, di argille sensitive, o qualsiasi altra categoria di terreno non classificabile nei tipi precedenti
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
17/73
Categorie del suolo di fondazione
∑=
=
N,1i S
i30,S
iVh
30V VS media
∑= N,1i
ithi ti
Casi particolari:
• categorie S1,S2 studi speciali
amplificazione stratigrafica
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
18/73
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
Cross-Hole(ASTM D4428)
Down/Up Hole Cono Sismico
Suspension Logging Tomografia Sismica
Prove sismiche in foro:
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
19/73
Cross-Hole Standard:
(ASTM D-4428M)
Scopo:
Misura profili VS, VP
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
Prova sismica cross-hole:
Configurazione tipica della prova CH
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
20/73
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
Prova sismica cross-hole: inversione polarità delle onde S
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
21/73
sitoCH
Tecniche di misura diretta del profilo di VSEsempio: Campo dei Miracoli, Pisa
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
22/73
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Vp
Vs
velocity of propagation (m/s)
dept
h (m
)
soilprofile
Esempio: Campo dei Miracoli, Pisa
sitoCH
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
23/73
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
Prova sismica down-hole:
Configurazione tipica della prova DH
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
24/73
Tecniche di misura diretta del profilo di VS
Configurazione tipica della prova S-CPTU
Prova sismica S-CPTU:
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
25/73
ReceiversSource
RecordingDevice
VerticalParticleMotion
• Raccolta ed elaborazione segnali
• Inversione curve sperimentaliVR(ω) & αR(ω) per VS(y) e DS(y)
Caratteristiche generali:
Analisi Spettrale di Onde Superficiali (non-invasiva)
• Costruzione curve sperimentali di dispersione e attenuazione
• Generazione onde di superficie
Tecniche di misura diretta del profilo VS
Prova sismica SASW:
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
26/73
Sorgente sismica: grave in caduta libera Allineamento di geofoni
Geofono
Tecniche di misura diretta del profilo VSProva sismica SASW: strumentazione
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
27/73
Metodi di stima empirica del profilo di VS
Correlazione di Ohta & Goto (1978)
( ) ( ) )s/m(ffzNCV GA20.017.0
60S ⋅⋅⋅⋅=
C = costante = 68.5
N60 = numero colpi SPT per ER=60%
z = profondità in metri
fA = fattore di età del deposito
fG = fattore del tipo di terreno
(N60=NSPT·ER/60) SUOLO ARGILLA SABBIA GHIAIA
fG 1.00 1.10 1.45
ETÀ OLOCENE PLEISTOCENE
fA 1.00 1.30
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
28/73
Metodi di stima empirica del profilo VS
Validazione della correlazione
di Ohta e Goto con prova CH,
sito di Viadana
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
29/73
Metodi di stima empirica del profilo di VS
Validazione della correlazione di Ohta
e Goto con prove CH da siti diversi
LOCATION AGE SYMBOL
VIADANA
PO RIVER SANDHOLOCENE
SALUGGIADORA RIVER
SAND AND GRAVELHOLOCENE
GIOIA TAUROSAND AND GRAVEL
HOLOCENE?
PLEISTOCENE
TRINO VERCELLESEPO RIVER
SAND AND GRAVELPLEISTOCENE
INCR
EASI
NG A
GE
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
30/73
Metodi di stima empirica del profilo VS
Correlazione di Ohta & Goto (1978)
Osservazioni generali:
Dalle esperienze sin qui maturate è difficile dire se il rapportoVS(SPT) / VS(CHT) decresce con:
• età del deposito
• contenuto di ghiaia
• contenuto di fine > 30 %
• valore assoluto di VS(CHT) misurato
L’incremento del contenuto di fine (FC < 30 %) causa unadiminuzione del rapporto VS(SPT) / VS(CHT)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
31/73
Profili di velocità delle onde trasversali VS
Inviluppi dei profili di VS misurati
con tecnica CH nei siti di stazioni
accelerografiche in Italia
A - siti rocciosi
B - siti alluvionali superficiali
C - siti alluvionali profondi
(da ENEL, 1992)A B C
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
32/73
Calcolo dell’azione sismica di progetto
• Spettro di risposta elastico - componente orizzontale
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
33/73
Calcolo dell’azione sismica di progetto
• Spettro di risposta elastico - componente verticale
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
34/73
Calcolo dell’azione sismica di progetto
Fattore di amplificazione topografica (ST)
ST
> 15°
15° to 30°
> 30°
α
α
Morfologia Pendenzamedia α
Pendii scoscesiisolati
< 1.2
Larghezza in crestamolto inferiore allalarghezza alla base
< 1.2
< 1.4
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
35/73
Esempio di stima del fattore di amplificazione topografica
Ligura occidentale: modello DEM (risoluzione 40 m)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
36/73
Esempio di stima del fattore di amplificazione topografica
Ligura occidentale: modello DEM delle pendenze e ubicazione dei centri storici
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
37/73
Esempio di stima del fattore di amplificazione topografica
Ligura occidentale: zoom del modello DEM delle pendenze
con l’ubicazione di alcuni centri storici
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
38/73
Requisiti del Sito di Costruzione
e del Terreno di Fondazione
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
Il sito di costruzione e i terreni di fondazione in esso presenti devono essere esenti da:
• pericoli di instabilità dei pendii
• liquefazione
• rottura di faglia in superficie
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
40/73
Rottura di faglia in superficie
(by courtesy of Dr. Berrill)
• Faglia sismica di Bay of Plenty, Nuova Zelanda
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
41/73
Inadeguatezza del sito di costruzione per instabilità di pendio
Frana di Nigawa, Kobe 1995
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
42/73
Instabilità dei pendii
Frana di Calitri, 1980
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
43/73
• Quando l’analisi pseudo-statica non e’ applicabile si raccomanda la verifica in campo dinamico
• Si ammette la verifica con metodi semplificati di tipo pseudo-statico a meno di:- marcate irregolarità topografiche e/o stratigrafiche- pressioni interstiziali elevate o rilevanti perdite di rigidezza sotto carico ciclico
• Per pendii con inclinazioni > 15° e dislivello > 30 m, si raccomanda di incrementare l’azione sismica con un coefficiente di amplificazione topografica ST
VERIFICHE DI STABILITA’ DEI PENDII
• Per la resistenza a taglio si raccomanda l’uso di coesione non drenata per terreni coesivi e di resistenza a taglio ciclica non drenata per terreni non coesivi
• Per S ag > 0.15 g l’incremento di pressione interstiziale e la perdita di rigidezza sotto carico ciclico vanno considerate anche nelle verifiche pseudo-statiche (utilizzando prove sperimentali o correlazioni empiriche)
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
44/73
v ia d o t to su
fo n d a zio n i p ro fo n d e
su p e r fic ie d i
sc iv o la m e n to
c rit ic a
Stabilità dei pendii
su p e r fic ie d i
sc iv o la m e n to
c rit ic a
v ia d o tto su
fo n d a zio n i d ire t t e
FHFV
FH
FV
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
45/73
Stabilità dei pendii
rile va totrinc e a
sup e rfic ie d isc ivo la m e ntoc ritic a
FH
FV
upe rfic ie d isc ivo la m e ntoc ritic a
ope ra d i so ste gno
sFH
FV
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
46/73
Terreni suscettibili alla liquefazioneNiigata, Giappone, 1964
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
47/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
Adapazari, Turchia 1999
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
48/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
• Si richiedono quando la falda freatica è superficiale ed il terreno comprende strati estesi o lenti spesse di sabbie sciolte sotto falda
• La verifica può essere omessa se:- il terreno sabbioso saturo è a profondità > 15 m- Sag < 0.15 g e il terreno soddisfa almeno una delle condizioni seguenti:
- contenuto in argilla > 20% con indice di plasticità > 10- contenuto di limo > 35% con N1(60)* > 20- frazione fine trascurabile e N1(60)* > 25
*(N1(60): NSPT normalizzato)
• Si accettano metodi di verifica propri dell’ingegneria geotecnica, con un fattore si sicurezza minimo rispetto alla liquefazione pari a 1.25
• Per terreni risultati suscettibili, con conseguenze su capacità portante e stabilità di fondazioni, occorre procedere con interventi di consolidamento e/o trasferendo il carico a strati più profondi
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
49/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
terremotodi
progetto t
a
fondazionidirette
fondazionisu pali
u0
livellodi falda
materialisabbiosisciolti,saturi
substratostabile
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
50/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
RESISTENZE DELLE SABBIEIN ASSENZA DI TERREMOTO
RESISTENZE DELLE SABBIEIN PRESENZA DI TERREMOTO
Resistenza al taglio delle sabbie
in assenza di terremoto
Resistenza al taglio delle sabbie
in presenza di terremoto
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
51/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
terremotodi
progetto t
a
fondazionidirette
fondazionisu pali
u0
livellodi falda
argille
substratostabile
argille
sabbie sciolte, sature
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
52/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
Misura sperimentale sovrapressioni interstiziali
Metodi empirici per stimare suscettibilità alla liquefazione
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
53/73
Terreni suscettibili alla liquefazione
SPT
CPTU
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
54/73
Fondazioni Superficiali:
Calcolo Capacità Portante in Condizioni Statiche
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
55/73
• Meccanismi di rottura (Vesic, 1975)
f
rottura a taglio generale
rottura a taglio locale
rottura per punzonamento
fragile, rammollente
intermedia
duttile, incrudente
Capacità portante fondazioni superficiali
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
56/73
+ζζζζζζ⋅⋅+
+ζζζζζζ⋅⋅+
+ζζζζζζ⋅⋅⋅γ= γγγγγγγ
qiqgqbqdqsqrq
cicgcbcdcscrc
igbdsr21
lim
N'q
N'c
NB'q
• Terreni a grana grossa (sabbie e ghiaie)
dove etc,sr γγ ζζ sono i fattori per:
• meccanismo di rottura• geometria fondazione• profondità fondazione • inclinazione del carico
• inclinazione fondazione• inclinazione piano campagna
Capacità portante fondazioni superficiali contributo forze d’attrito
contributo forze di coesione
contributo del sovraccarico
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
57/73
Capacità portante fondazioni superficiali
Verifiche SLU in accordo alla Normativa Italiana
coefficiente sicurezza globale
FS < 3 possibile in funzione di:
Eurocodice
FS applicato a pressione netta
0.3qq
qqFS
amm
lim ≥−
−=
• importanza opera
• caratterizzazionegeotecnica
coefficienti di sicurezza parziali
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
58/73
Fondazioni Superficiali:
Calcolo Capacità Portante in Condizioni Sismiche
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
59/73
Per contrastare spostamenti relativi orizzontali del suolo si richiedono collegamenti orizzontali tra fondazioni(tranne che per suoli tipo A, e suoli tipo B in zone 3 e 4 ) in grado di assorbire forze assiali variabili in funzione del tipo di suolo.
Si adotterà un solo tipo di fondazione per una data struttura, a meno che esistano unità dinamicamente indipendenti (es: pali e fondazioni superficiali insieme vanno evitati tranne che per ponti o condotte). Eventuali diminuzioni dell’accelerazione di picco con la profondità devono essere < 65% del valore di progetto di superficie e comunque corredate da appositi studi.
SOLLECITAZIONI DI PROGETTOPer strutture dissipative (alta duttilità) non si richiede che le sollecitazioni superino le resistenze degli elementi soprastanti, per strutture non- dissipative (bassa duttilità) le sollecitazioni saranno quelle ottenute dall’analisi elastica.
VERIFICHE PER FONDAZIONI DIRETTE (SUPERFICIALI O INTERRATE)Si richiede la verifica di stabilità rispetto al collasso per slittamento
Vsd < Nsd tand + Epd
forza orizzontale resistenza laterale
resistenza per attrito
e rispetto al collasso per rottura generale (p. es. secondo le formule EC8, Parte 5, App. F).
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
60/73
Fondazioni Profonde
Azioni Inerziali e Cinematiche
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
61/73
Verifiche per pali e pozzi di fondazione
Devono essere progettati per resistere a due tipi di sollecitazione:
Forze inerziali trasmesse dalla sovrastruttura
Le azioni cinematiche devono essere calcolate solo se si verificano simultaneamente le due seguenti condizioni:
- profilo stratigrafico di suolo classe C o peggiore, con forti contrasti di rigidezza in strati consecutivi- zona a media o alta sismicità (1 o 2)
Forze cinematiche (momenti flettenti) generate dalle deformazioni del terreno indotte dalle onde sismiche
I pali devono essere progettati in modo da rimanere in campo elastico, salvo casi speciali in cui si ammette la formazione controllata di cerniere plastiche per ottenere comportamento duttile.
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
62/73
Fondazioni Profonde:
Azioni Cinematiche
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
63/73
Azioni cinematiche fondazioni profonde
Azioni cinematiche indotte dal sisma sui pali in terreni “stabili”
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
64/73
Azioni cinematiche fondazioni profonde
Azioni cinematiche indotte dal sisma sui pali in terreni “instabili”
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
65/73
Azioni cinematiche fondazioni profonde
i
Cedimenti indotti dal sisma sui pali in terreni “stabili”
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
66/73
Opere di Sostegno dei
Terreni
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
67/73
• Eventuali spostamenti permanenti (dovuti a deformazioni irreversibili del terreno) possono essere accettati, se compatibili con requisiti strutturali
• Il materiale di riporto dietro la struttura deve avere granulometria controllata
Le opere di sostegno devono essere progettate in modo da essere efficienti sia durante che dopo ilterremoto, senza danni strutturali significativi.
• I sistemi di drenaggio dietro la struttura devono poter assorbire spostamenti transitori e permanenti
• Qualunque metodo consolidato della dinamica strutturale e dei terreni è accettato per verificare la sicurezza, purchè tenga conto di:
- comportamento non lineare dei terreni- effetti inerziali- effetti idrodinamici in presenza d’acqua- compatibilità delle deformazioni di terreno, opera ed eventuali tiranti.
Opere di sostegno dei terreni
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
68/73
Opere di sostegno dei terreni
• L’azione sismica è rappresentata da un insieme di forze statiche orizzontali e verticali date dal prodottodelle forze di gravità per un coefficiente sismico
ANALISI PSEUDOANALISI PSEUDO--STATICASTATICA
• La componente verticale va verso l’alto o il basso secondo l’effetto più sfavorevole e comunque può esseretrascurata tranne che per muri a gravità
• I coefficienti sismici orizzontale (kh) e verticale (kv) possono essere ridotti con un fattore r :
kh = S ag / r kv = 0.5 kh
r = 2 : per opere di sostegno che ammettonospostamenti (es: muri a gravità o suff. flessibili)
r = 1 : con terreni non coesivi saturi
• Per opere < 10 m i coefficienti sismici si possono assumere costanti lungo l’altezza del muro
• Per opere > 10 m si consiglia un’analisi di amplificazione verticale 1D in campo libero, così da poter megliodefinire il valore medio di Sag lungo l’altezza della struttura.
àà AZIONE SISMICAAZIONE SISMICA
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
69/73
Opere di sostegno dei terreni
• Forza Edà risultante spinte statiche e dinamiche del terreno, applicata a metà altezza del muro (a meno distudi specifici)
ANALISI PSEUDOANALISI PSEUDO--STATICASTATICA
• In presenza d’acqua si deve distinguere tra condizioni di permeabilità dinamica e impermeabilità del terreno(condizioni essenzialmente non drenate)
• Spinta Ed:
Ed = 1/2 γ* (1±kv) K H2 + Ews
H : altezza del muroEws : spinta idrostaticaγ* : peso specifico del terrenoK : coefficiente di spinta del terreno
(statico+dinamico)
• Il coefficiente di spinta K può essere calcolato con le formule di Mononobe e Okabe
àà SPINTE DI CALCOLO DEL TERRENO E DELL’ACQUASPINTE DI CALCOLO DEL TERRENO E DELL’ACQUA
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
70/73
Spinta delle terre in presenza di sisma
• Metodi pseudo-statici Mononobe-Okabe (regime KA, KP)
)k1(HKE v2 ±γ*=d + E ws
H = altezza muro
Ews = spinta idrostatica
K = coefficiente di spinta (attiva/passiva) del terreno
γ* = peso specifico del terreno
kv = coefficiente sismico verticale = 0.5·kh
12
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
71/73
Spinta delle terre in presenza di sisma
• Metodi pseudo-statici teoria di Wood (regime K0)
p2
hd FHkP ⋅⋅γ⋅=∆ componente dinamica
Ipotesi:
• opera di sostegno con pareti verticali
• superficie a tergo del muro orizzontale
• assenza acqua di falda
• struttura di sostegno rigida
fattore di spinta: FP(L/H, n)
x
x
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
72/73
Spinta idrodinamica in presenza di sisma
Possibili situazioni:
• mezzo dinamicamente impermeabile sistema chiuso
• mezzo dinamicamente permeabile sistema aperto
• mezzo monofase
falda sotto piano di posa opera di sostegno
Politecnico di MilanoDipartimento di Ingegneria Strutturale
73/73
Opere di sostegno dei terreni
• Terreno di fondazione à devono essere soddisfatte le verifiche di stabilità dei pendii e le verifiche dicollasso per slittamento e per rottura generale per fondazioni dirette. Per le azioni di calcolo si considerano: azioni gravitazionali permanenti, spinta orizzontale Ed , azioni sismiche
VERIFICHE DI RESISTENZA E STABILITA’VERIFICHE DI RESISTENZA E STABILITA’
• Sistema di ancoraggio à deve assicurare l’equilibrio del volume critico di terreno in presenza dell’azionesismica con una sufficiente capacità di adattamento alle deformazioni sismiche indotte nel terreno. Duranteil terremoto, il terreno deve mantenere integra la propria resistenza e mantenersi immune da liquefazione. La distanza della piastra di ancoraggio dal muro deve essere pari a:
Le = Ls (1 + 1.5 S ag) Ls : distanza per carichi statici
• Resistenza della strutturaà sotto tutti i carichi e l’azione sismica, deve essere garantito l’equilibrio senzasuperare la resistenza di calcolo di tutti gli elementi strutturali:
Rd > Sd
Rd : resistenza di calcolo dell’elemento, valutata come per le condizioni non sismicheSd : sollecitazione di calcolo valutata con i procedimenti descritti
top related