Richiami sui metodi di misura della sicurezza

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1 Richiami sui metodi di misura della sicurezza
Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A LEZIONE N° 1 Richiami sui metodi di misura della sicurezza Metodo delle tensioni ammissibili Metodo semiprobabilistico agli stati limite

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) La valutazione della sicurezza strutturale è il primo passo del processo progettuale che condiziona tutte le scelte successive. In particolare il dimensionamento delle strutture, i rischi assunti e i costi in genere. I livelli di rischio implicitamente prefissati dalla normativa rendono il progettista direttamente responsabile delle scelte sulla sicurezza avendo egli la facoltà di scelta sul metodo di progetto da adottare. In particolare la normativa fa riferimento a due metodi di progetto che corrispondono ai metodi così detti di livello 0 e 1: Metodo delle Tensioni Ammissibili Metodo Semi-Probabilistico agli Stati Limite

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo delle Tensioni Ammissibili e Verifiche Tensionali (D.M Punto 2.8) Consiste nel determinare le tensioni massime ideali (id) prodotte nella struttura dalle azioni esterne, sotto l’ipotesi di comportamento elastico-lineare omogeneo e isotropo del materiale. Le tensioni così valutate devono risultare minori di una tensione detta “tensione ammissibile” (adm) ricavata dalla tensione di rottura del materiale ridotta mediante un opportuno coefficiente di sicurezza  che mette in conto le diverse incertezze (carichi, modello, materiali etc..): id  R/ = adm Le tensioni id sono riferite ad uno stato di tensione monoassiale ideale equivalente allo stato di tensione reale, in genere pluriassiale.

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo delle Tensioni Ammissibili Al metodo si possono muovere le seguenti critiche: L’analisi è puramente deterministica I coefficienti di sicurezza  impiegati sono ampi e ciò può indurre pericolosi effetti psicologici negli attori del processo progettuale e realizzativo, dando la sensazione (per altro errata) di ampi margini di sicurezza. La verifica delle tensioni locali non è detto che sia il modo più conveniente per il dimensionamento di una struttura. Non è possibile effettuare verifiche per eventualità che non dipendono dallo stato di tensione (corrosione, incendio etc..) Non è ragionevole scartare un struttura solamente perché la verifica delle tensioni locali elastiche non è rispettata, anche se in tal modo si sta operando certamente a favore di sicurezza.

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo delle Tensioni Ammissibili Al contrario il metodo presenta alcuni importanti vantaggi Possibilità di utilizzare il “principio della sovrapposizione degli effetti” potendo assumere come lineare il comportamento della struttura. Buona attendibilità delle sollecitazioni calcolate con tale metodo (almeno per azioni statiche) Buon comportamento mostrato dalle strutture progettate in passato col Metodo delle Tensioni Ammissibili

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite (D.M Punto 2.7, EC2 ) Il termine semi-probabilistico sta ad indicare che le aleatorietà comunemente presenti nella definizione del modello strutturale e delle azioni vengono parzialmente tenute in conto attraverso l’utilizzo di valori di resistenza e ad azioni detti “caratteristici”, ossia che corrispondono a determinate probabilità di occorrenza, prefissate sulla base della probabilità di rovina che si vuole ottenere. La verifica viene effettuata con riferimento ad uno stato limite a partire dal quale la struttura cessa di assolvere, parzialmente o totalmente, le funzioni per cui era stata progettata. Essi vengono generalmente suddivisi in due categorie SLU - Stati limite Ultimi SLE - Stati limite di Esercizio

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite STATO LIMITE ULTIMO (D.M Punto 2.7.1, EC2 – punto 2.2) Per stato limite ultimo si intende lo stato oltre il quale sussiste la rovina dell’intera struttura o di una sua parte, con eventuale perdita di vite umane. Si possono citare: Rottuta Localizzata di Elementi, collasso strutturale per l’occorrenza di cinematismi, Fenomeni di Instabilità, crisi per fatica in strutture soggette a cicli ripetuti, collasso incrementale per azioni dinamiche eccezionali (ad es. sisma). STATO LIMITE DI ESERCIZIO (D.M Punto 2.7.2, EC2 Punto 2.2) Stato oltre il quale si determina la perdita di funzionalità di uno o più elementi della struttura senza pericolo per l’incolumità pubblica. Si possono citare: Deformazioni Eccessive, Fessurazioni Eccessive in costruzioni in c.a. o c.a.p., fenomeni di corrosione in elementi non fondamentali dal punto di vista statico.

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Carichi e combinazioni di carichi In ogni caso utilizzando il MSPSL è fatto obbligo di determinare la combinazione dei carichi (permanenti e accidentali) più sfavorevole, in grado cioè di provocare le sollecitazioni massime. Tale operazione porta alla individuazione dei carichi di progetto Fd: combinando con opportuni coefficienti (g q) i carichi permanenti e accidentali che trasformano i valori caratteristici in valori caratteristici in valori di calcolo. I pedici k stanno ad indicare che le grandezze sono considerate con i loro valori caratteristici. Dai carichi Fd con analisi lineari si determinano le sollecitazioni di progetto Sd

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Carichi e Combinazioni di Carichi (costruzioni in c.a.) SLU Stati Limite Ultimi EC2 – punto 2.3.3 Se a favore di sicurezza Se il contributo aumenta la sicurezza g 1.4 1.0 q 1.5 0i Carichi Variabili abitazioni 0.7 Uffici, negozi, scu0le Autorimesse Carichi neve, vento Stati Limite Ultimi D.M – punto Se a favore di sicurezza Se il contributo aumenta la sicurezza g 1.4 0.9 q 1.5 0i Carichi Variabili abitazioni 0.7 Uffici, negozi, scu0le, autorimesse Magazzini, depositi 1.0 Carichi neve, vento 0.6

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Carichi e Combinazioni di Carichi (costruzioni in c.a.) SLE

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Carichi e Combinazioni di Carichi (costruzioni in c.a.) SLE Stati Limite di Esercizio EC2 – punto 2.3.4 Se a favore di sicurezza Se il contributo aumenta la sicurezza g 1.0 q 1i, 2i, Carichi Variabili abitazioni 0.5, 0.2 Uffici, negozi, scu0le, autorimesse 0.6, 0.3 Magazzini, depositi 0.7, 0.6 Vento Neve 0.2, 0.0 Stati Limite di Esercizio D.M – punto Se a favore di sicurezza Se il contributo aumenta la sicurezza g 1.0 0.9 q 1i, 2i, Carichi Variabili abitazioni 0.5, 0,3 Uffici, negozi, scu0le, autorimesse 0.7, 0.6 Magazzini, depositi 0.9, 0.8 Vento Neve 0.2, 0.0

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Valutazione della Resistenza di progetto Per ogni stato limite considerato occorre, ai fini della verifica, determinare la resistenza di progetto associata (Rd). Tale operazione deve essere obbligatoriamente effettuata considerando le resistenze dei materiali ridotte mediante opportuni coefficienti di sicurezza (M). Ad esempio nel caso di SLU di flessione per una trave in c.a. occorre determinare il momento massimo (ultimo) associato ad determinato meccanismo di rottura, considerando le seguenti resistenze di progetto, dove i coefficienti  sono ovviamente differenziati per calcestruzzo e acciaio.

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Valutazione della Resistenza di progetto di strutture in c.a. ACCIAIO (D.M ), (D.M ), (EC2) CALCESTRUZZO (D.M ) (D.M ) (EC2)

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati limite Verifica Una volta definiti i carichi di progetto, ovvero le relative sollecitazioni (Sd), e le resistenze (Rd), la verifica di sicurezza è positiva se risulta: Ad esempio nel caso di una trave in c.a. soggetta a flessione occorre verificare che il momento di progetto provocato dalla più sfavorevole combinazione dei carichi sia inferiore al momento massimo (ultimo) che la trave è capace di esplicare.

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Università degli Studi di Roma Tre Facoltà di Ingegneria Corso di Tecnica delle Costruzioni – I° Modulo – A/A Metodi di misura della sicurezza (richiami) Metodo Semi-Probabilistico agli Stati Limite I principali vantaggi del MSPSL sono i seguenti: Vengono considerate, anche se parzialmente, le cause di aleatorietà del modello strutturale e delle azioni. Per la stima delle resistenze, ove necessario, si mette in conto il comportamento non lineare dei materiali e delle strutture. Possono essere considerati stati limite di differente natura che coinvolgono sia fenomeni di rovina strutturale che fenomeni legati alla funzionalità della stessa struttura.