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La revisione delle NTC2008 Capitoli 6 e 7: aspetti geotecnici g. scarpelli.

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Presentazione sul tema: "La revisione delle NTC2008 Capitoli 6 e 7: aspetti geotecnici g. scarpelli."— Transcript della presentazione:

1 La revisione delle NTC2008 Capitoli 6 e 7: aspetti geotecnici g. scarpelli

2 Commissione per la revisione La Commissione ha il compito di coordinare le attività, di analisi e propositive, dei gruppi di lavoro tematici, e di proporre un testo revisionato delle norme. La Commissione è, allo stato, così composta: Coordinatore - Ing. Eugenio Gaudenzi, Presidente della I Sezione del Consiglio Superiore dei lavori pubblici Componenti - Ing. Massimo Sessa, Coordinatore del Servizio tecnico Centrale - Prof. Mauro Dolce, Rappresentante del Dipartimento della protezione civile - Ing. Fabio Dattilo, Rappresentante del Ministero dellInterno - (da nominarsi), Rappresentante della Conferenza permanente Stato – Regioni Componenti, Coordinatori dei Gruppi di Lavoro - Prof. Franco Braga - Prof. Giovanni Solari - Prof. Gaetano Manfredi - Prof. Carlo Castiglioni - Prof. Maurizio Piazza - Prof. Claudio Modena - Prof. Giuseppe Mancini - Prof. Giuseppe Scarpelli - Ing. Pietro Baratono - Ing. Antonio Lucchese Componente e responsabile della segreteria tecnica - Ing. Emanuele Renzi, Dirigente del Servizio tecnico centrale

3 GRUPPO DI LAVORO N. 8 – Geotecnica - Prof. Giuseppe SCARPELLI, Coordinatore - Ing. Carlo RICCIARDI, Componente - Prof. Massimo GRISOLIA, Componente - Prof. Michele MAUGERI, Componente - Prof. Sebastiano RAMPELLO, Componente - Prof. Lamberto GRIFFINI, Componente - Prof. Carlo LAI, Componente GRUPPO DI LAVORO N. 1 – Costruzioni in zona sismica - Prof. Franco BRAGA, Coordinatore - Ing. Emanuele RENZI, Componente - Prof. Gaetano MANFREDI, Componente - Prof. Alberto PAVESE, Componente - Prof. Carlo LAI, Componente - Prof. Walter SALVATORE, Componente - Prof. Luis DECANINI, Componente - Prof. Maurizio DE ANGELIS, Componente GRUPPO DI LAVORO N. 9 – Costruzioni esistenti - Prof. Mauro DOLCE Coordinatore - Prof. Camillo NUTI, Componente - Prof. Alberto PAVESE, Componente - Prof. Giorgio MONTI, Componente - Prof. Gaetano MANFREDI, Componente

4 mandato Una revisione «leggera» da predisporre entro Dicembre 2011 Una revisione più «sostanziale» da predisporre per il futuro In realtà è probabile che vi sarà una sola revisione, quella attuale, ed è pertanto opportuno valutare cosa è necessario variare pensando ad un futuro lungo

5 IN TEMPI STRETTI (ENTRO IL 15 NOVEMBRE) SI DEVONO INDICARE LE REVISIONI AL CAPITOLO 7 PER LA GEOTECNICA SISMICA limpiego dei fattori parziali unitari per il parametri geotecnici nella combinazione sismica Oltre alle proposte che indicherà Carlo LAI, componente del gruppo di lavoro 1 direttamente interessato, ritengo necessario valutare se proporre limpiego dei fattori parziali unitari per il parametri geotecnici nella combinazione sismica REQUISITI NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE Le verifiche agli stati limite ultimi devono essere effettuate con la combinazione sismica delle azioni indicata al § ponendo pari allunità i coefficienti parziali sulle azioni e impiegando i parametri geotecnici e le resistenze di progetto, con i valori dei coefficienti parziali tutti unitari. indicati nel Capitolo 6. Le implicazione di questa importante modifica sono state valutate per le fondazioni dirette e per le opere di sostegno flessibili

6 Fondazione diretta di una palazzina di due piani in un sito di media sismicità (città di Macerata) Risultato: con i fattori parziali sulle resistenze (e/o sui parametri geotecnici) la fondazione a trave rovescia passa da B= 1,2m in condizioni statiche a B= 2,3m per quelle sismiche. con i ( M e/o R ) = 1 sarebbe sufficiente B= 1,5m

7 G k = kN/m Q k =33.75 kN/m CONDIZIONE STATICA CONDIZIONE SISMICA t=0.6 m B=1.2 m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)18 V d (kN/m) 1.3 (Gk+Wk) +1.5Qk H d (kN/m) 0 e (m)0 B = B-2e (m) 1.2 N NqNq16.51 R k (kN/m) R d (kN/m) Rk/2.3 (appr 2) V d /R d 0.9 FS R k /(G k +W k +Q k ) 3.4 = 18 kN/m 3 = 30° GkGk QkQk GkGk Qk Qk H E = 37.8 kN/m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)18 V E (kN/m) 1 (Gk+Wk) +O.3Qk H E (kN/m) 37.8 e (m)0.175 B = B-2e (m) 0.85 N E N x NqENqE Nq x R E (kN/m) V E /R E 1.27 R d (kN/m) R E / V E /R d 2.92 falda assente a hmax = 0.23g Media sismicità Spostamento plasticoSpostamento plastico

8 G k = kN/m Q k =33.75 kN/m CONDIZIONE STATICA CONDIZIONE SISMICA t=0.6 m B=1.5 m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)22.5 V d (kN/m) 1.3 (Gk+Wk) +1.5Qk H d (kN/m) 0 e (m)0 B = B-2e (m) 1.5 N NqNq16.51 R k (kN/m)748.6 R d (kN/m) Rk/2.3 (appr 2) V d /R d 0.65 FS R k /(G k +W k +Q k ) 4.7 = 18 kN/m 3 = 30° GkGk QkQk GkGk Qk Qk H E = 37.8 kN/m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)22.5 V E (kN/m) 1 (Gk+Wk) +O.3Qk H E (kN/m) 37.8 e (m)0.169 B = B-2e (m) N E N x NqENqE Nq x R E (kN/m) V E /R E 0.85 R d (kN/m) R E /2.3 67,83 V E /R d 1.97 falda assente a hmax = 0.23g Media sismicità NOSpostamento plasticoNOSpostamento plastico

9 G k = kN/m Q k =33.75 kN/m CONDIZIONE STATICA CONDIZIONE SISMICA t=0.6 m B=2.3 m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)34.5 V d (kN/m) 1.3 (Gk+Wk) +1.5Qk H d (kN/m) 0 e (m)0 B = B-2e (m) 2.3 N NqNq16.51 R k (kN/m)1531 R d (kN/m) Rk/2.3 (appr 2) V d /R d 0.33 FS R k /(G k +W k +Q k ) 9.03 = 18 kN/m 3 = 30° GkGk QkQk GkGk Qk Qk H E = 37.8 kN/m G k (kN/m) Q k (kN/m)33.75 W k (kN/m)34,5 V E (kN/m) 1 (Gk+Wk) +O.3Qk H E (kN/m) 37.8 e (m)0.155 B = B-2e (m) 1.99 N E N x NqENqE Nq x R E (kN/m) V E /R E 0.42 R d (kN/m) R E / V E /R d 0.96 falda assente a hmax = 0.23g Media sismicità NOSpostamento plasticoNOSpostamento plastico

10 Progetto «pseudostatico» di opere di sostegno flessibili: paratia mono_ancorata La duttilità assunta a priori non è compatibile con gli approfondimenti (d) che risultano dalluso dei fattori parziali sui parametri geotecnici Risultato: la paratia si sposta molto meno e le sollecitazioni strutturali potrebbero essere ben superiori a quelle calcolate

11 DA1.1A1 + M1+ R1 DA1.2 A2+ M2 + R1 Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili PROGETTO STATICO SECONDO NTC 2008 Tiro APPROCCIO 1

12 STATIC DESIGN ACCORDING EC7 CASO STUDIO Tiro=130 kN/m d =3.11 m M max = 389 kNm/m Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili PROGETTO STATICO SECONDO NTC 2008 H = 8 m h a = 1 m k = 18 kN/m 3 k = 30°

13 SEISMIC EFFICIENCY OF THE STATIC DESIGN 1. Valutazione delle azioni sismiche 4. Previsione degli spostamenti permanenti e sollecitazioni interne 2. Cinematismi di collasso 3. Valutazione dellaccelerazione critica S AE S PE Spostamenti orizzontali Momento flettente acac acceleration (g) EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili

14 Seismic active earth pressure (Mononobe – Okabe,1929) Seismic passive earth pressure (Lancellotta, 2007) S AE S PE 1. Valutazione delle azioni sismiche EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili angolo sismico a h = k h g a v = k v g

15 SEISMIC EFFICIENCY OF THE STATIC DESIGN Distribuzione dellazione sismica Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili 1. Valutazione delle azioni sismiche EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO

16 Vita nominale: V N 50 anni Classe duso: II coefficiente duso C U = 1 Periodo di riferimento: V R = V N · C U = 50 · 1 = 50 anni Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili SLV a gR = a g SsSs STST a max [g][-] [g] BARI MESSINA IMPORTANZA DELL OPERA Opera ordinaria/affollamento normale 1.Valutazione delle azioni sismiche: AMPLIFICAZIONE STRATIGRAFICA E TOPOGRAFICA Sottosuolo categoria C S S Piano campagna orizzontale S T Accelerazione di picco (a max ) attesa nel volume di riferimento dellopera EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO

17 rotazione intorno al punto di ancoraggio per superamento della resistenza passiva del terreno antistante la paratia (rottura al piede) rotazione intorno al piede, per sfilamento o eccessiva deformazione dellancoraggio (rottura dellancoraggio) traslazione orizzontale dellintera opera ipotizzando paratia e cuneo di spinta attiva solidali nel cinematismo. Towhata e Islam (1987) RA RP TO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO 2. Cinematismi di collasso

18 3. Valutazione dellaccelerazione critica: a c RA0.22g0.25g RP0.22g0.18g TO0.22g0.22g Distribuzione della pressione sismica EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili

19 EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili 4a. Previsione degli spostamenti permanenti Una paratia ben progettata in condizioni statiche nel caso dovesse sopportare due diversi input sismici italiani (Bari, Messina) manifesterà spostamenti plastici permanenti molto piccoli (nulli nel caso di Bari) e pertanto sicuramente compatibili con le usuali richieste di funzionalità per opere di questo genere (spostamenti ammissibili < 0.5 % H parete ) Andamento medio Funzione adottata (Rampello and Callisto, 2008)

20 EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO STATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili - in bassa sismicità (Bari) il margine di sicurezza preso in condizioni statiche è sufficiente in caso di sisma - in alta sismicità (Messina) il margine statico non è sufficiente in caso di sisma 4b. Previsione delle sollecitazioni interne Our experiments indicate that an anchored retaining wall designed by conventional methods for static loading can sustain a small to moderate earthquake if the soil does not liquefy. (Neelakantan, Budhu, Richards Jr, 1992)

21 PROGETTO PSEUDOSTATICO SECONDO NTC 2008 Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili lanalisi pseudostatica viene eseguita con i parametri geotecnici ridotti lazione sismica è definita mediante unaccelerazione equivalente (a h ) che, in mancanza di studi specifici può essere legata allaccelerazione di picco attesa nel volume di riferimento dellopera (a max ) con la relazione: 1 coeff che tiene conto della deformabilità dei terreni 1 coeff che tiene conto della capacità dellopera di subire spostamenti senza cadute di resistenza

22 Alta sismicità (Messina) SEISMIC PERFORMANCE - COMPARISON EFFICIENZA SISMICA DEL PROGETTO PSEUDOSTATICO Viviene M. E. Fruzzetti – La sicurezza delle opere di sostegno flessibili Bassa sismicità (Bari) In alcuni casi, eseguire unopera particolarmente sicura da un punto di vista geotecnico (paratia più lunga), e fare allo stesso tempo affidamento su risorse di duttilità ( ) per il calcolo delle sollecitazioni può condurre ad unopera assai poco sicura da un punto di vista strutturale

23 … per ragionare insieme Per le fondazioni dirette il fattore non è esplicitamente previsto (un accenno si ritrova solo nella circolare); ponendo i fattori parziali sulle resistenze pari a 1, il dimensionamento si riequilibria Per le paratie limpiego del fattore unitamente ai M sbilancia il dimensionamento: occorre scegliere ( personalmente sceglierei M e/o R =1) …e per i pali di fondazione ? Le tabelle dei fattori possono essere unificate ? ci sono piccole differenze numeriche che in genere non si apprezzano

24 Nella circolare cambierei la metodologia proposta per la verifica delle paratie mono- ancorate: – Si parte dal progetto statico – Si determina laccelerazione critica e quindi in funzione dello spostamento ottenibile dai diagrammi sintetici (u, ) si sceglie il fattore appropriato – Si verifica la capacità strutturale, eventualmente integrandola come necessario

25 Cap. 6: Geotecnica statica: meno urgente della sismica (…forse) Alcune proposte sono state già discusse nel gruppo di lavoro GL8 e prevedono una revisione del testo per rendere più esplicite le prescrizioni di carattere generale Altre proposte sono più tecniche e richiedono una discussione ed una condivisione con la comunità geotecnica

26 1°: correzione delle imprecisioni Correzione della combinazione dei carichi errata per i pali di fondazione Revisione di tutte le tabelle che riportano la separazione fra STR e GEO nellapplicazione dellapproccio 1: questa modifica si riverbera oltre che nel cap. 6, nei capitoli 3 e 5

27 2: Modifiche significative che potrebbero essere proposte Eliminazione dellapproccio 1 per le fondazioni dirette Sostituzione dei fattori di correlazione con i livelli di conoscenza LC (da 1 a 3) nella progettazione dei pali e degli ancoraggi dai risultati delle prove I livelli di conoscenza potrebbero essere utilizzati più in generale, come un fattore di affidabilità del modello geotecnico di sottosuolo; in tal caso la modifica sarebbe ancora più sostanziale ed importante e volendo si potrebbe collegare il livello di conoscenza alle classi di conseguenza, per esprimere un vero e proprio fattore di rischio associato alla qualità dellindagine geotecnica

28 sarebbe opportuno dedicare un paragrafo alla geotecnica delle costruzioni esistenti definire in modo più specifico i contenuti del collaudo delle opere geotecniche ed in particolare: – Scavi – Rilevati – Opere di sostegno rivedere il rapporto fra prove di carico di progetto e di collaudo dei pali di fondazione nel processo progettuale e costruttivo


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