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LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005.

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Presentazione sul tema: "LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005."— Transcript della presentazione:

1 LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005

2 MAPPA SISMICA MONDIALE

3 STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA

4 ACCELEROGRAMMA

5 ONDE SISMICHE

6

7

8 Onde P Onde S Onde di Rayleigh Onde di Love Onde di profonditàOnde di superficie

9 ONDE SISMICHE

10 EFFETTI PRINCIPALI DEL TERREMOTO - Scuotimento del terreno - Apertura di faglie e fratture in superficie - Cedimenti del terreno (liquefazione) - Maremoti

11 LE FAGLIE

12 IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE Prende il nome di liquefazione un cedimento del suolo dovuto allo scuotimento di sedimenti sabbiosi saturi in acqua che assumono comportamento da liquido. Perché avvenga liquefazione è necessario che i singoli granuli di sabbia perdano il contatto reciproco: essendo il continuo della sostanza ora liquido, il sedimento si metterà a fluire come un liquido viscoso. Lo scuotimento indotto da un terremoto può provocare la liquefazione di sedimenti sabbiosi saturi in acqua, allorquando questi siano confinati da strati meno permeabili.

13 IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE Particelle di terreno saturoParticelle di terreno liquefatto

14 IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE Espansione laterale (lateral spread)

15 IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE Espansione laterale (lateral spread)

16 IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE Perdita di portanza (loss of bearing strength)

17 Scala RichterScala Mercalli

18 RISCHIO SISMICO S. Giuliano di Puglia (CB), 31 ottobre 2002

19 RISCHIO SISMICO Terremoti storici nellarea interessata Epicentro del 31 ottobre 2002

20 MAPPA SISMICA PRECEDENTE (1984) 1a Categoria 2a Categoria 3a Categoria Non sismica

21 MAPPA SISMICA PROPOSTA (1998) 1a Categoria 2a Categoria 3a Categoria Non sismica

22 MAPPA SISMICA ATTUALE (2003)

23 MAPPA SISMICA ATTUALE (2004)

24 MACRO ZONAZIONE E MICRO ZONAZIONE SISMICA MACRO ZONAZIONE SISMICA La Microzonazione sismica rappresenta lattività svolta ai fini di una più dettagliata suddivisione del territorio in aree in cui i valori di pericolosità sismica rispecchiano più rigorosamente le condizioni locali. Lanalisi della risposta di un suolo alle sollecitazioni sismiche (Risposta Sismica Locale), costituisce la parte fondamentale delle attività di Microzonazione Sismica. MICRO ZONAZIONE SISMICA

25 MAPPE SISMICHE Mappa della pericolosità sismica in Italia. Ordinanza n.3519 del 28 aprile 2006

26 MAPPE SISMICHE Mappa della pericolosità sismica in Italia. Accelerazione orizzontale di picco per un periodo di tempo pari a 475 anni. Lunità di misura adottata nella mappa è g, cioè laccelerazione di gravità.

27 ZONAZIONE SISMICA REGIONE SICILIA Mappa della pericolosità sismica della Sicilia

28 ZONAZIONE SISMICA REGIONE SICILIA VECCHIA ZONAZIONE SISMICANUOVA ZONAZIONE SISMICA

29 NORMATIVA ITALIANA - Decreto del Ministro dei Lavori Pubblici, 9 gennaio 1996: Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche. - Ordinanza n.3274, 20 marzo 2003: Norma tecniche per il progetto, la valutazione e ladeguamento sismico degli edifici. (18 mesi di allineamento tecnico) - 8 novembre Bozza di testo coordinato dellAllegato 2 - Edifici, 09 settembre 2004: Norme Tecniche per il progetto, la valutazione e ladeguamento sismico degli edifici. - Ordinanza n.3379, 5 novembre 2004: Disposizioni urgenti di protezione civile. (Proroga di 6 mesi) - 8 maggio Ordinanza n.3431, 10 maggio 2005: (Proroga di 3 mesi) - 8 agosto Ordinanza n.3452, 1 agosto 2005: (Proroga di 2 mesi) - 8 ottobre Gazzetta Ufficiale n.222, 23 settembre 2005 : Norme Tecniche per le Costruzioni: (18 mesi di allineamento tecnico) - 23 aprile Ordinanza n.3467, 13 ottobre 2005: (Proroga di 15 giorni) - 23 ottobre 2005

30 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE - Analisi sismica Statica classica - Analisi sismica Dinamica classica - Analisi sismica Statica nodale - Analisi sismica Dinamica nodale

31 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Analisi Sismica ClassicaAnalisi Sismica Nodale

32 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Schema telaio

33 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Deformata del telaio: Quota 3 = Piano Rigido

34 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Diagramma del Momento Flettente del telaio: Quota 3 = Piano Rigido

35 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Diagramma del Taglio del telaio: Quota 3 = Piano Rigido

36 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Deformata del telaio: Quota 3 = Piano Deformabile

37 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Diagramma del Momento Flettente del telaio: Quota 3 = Piano Deformabile

38 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Diagramma del Taglio del telaio: Quota 3 = Piano Deformabile

39 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Piano RigidoPiano Deformabile Deformata

40 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Piano RigidoPiano Deformabile Diagramma del Momento Flettente

41 IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI Piano RigidoPiano Deformabile Diagramma del Taglio

42 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema SCONSIGLIATO

43 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema CORRETTO

44 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema SCONSIGLIATO

45 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema CORRETTO

46 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema SCONSIGLIATO

47 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema CORRETTO

48 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema SCONSIGLIATO

49 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema SCONSIGLIATO

50 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Schema CORRETTO

51 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Baricentro delle Masse e delle Rigidezze

52 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Baricentro delle Masse e delle Rigidezze Struttura 1Struttura 2

53 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Baricentro delle Masse e delle Rigidezze Struttura 1Struttura 2

54 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Posizione del Baricentro delle Rigidezze Schema staticoEffetto tagliante sul singolo elemento verticale

55 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Posizione del Baricentro delle Rigidezze Traslazione e rotazione dellimpalcato rigido Spostamento globale del singolo elemento Componenti dello spostamento globale

56 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Posizione del Baricentro delle Rigidezze Rigidezza del singolo elemento Aliquota della forza tagliante di piano che sopporta il singolo elemento Forza tagliante di piano totale

57 ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE Posizione del Baricentro delle Rigidezze Coordinate del baricentro delle rigidezze dellimpalcato

58 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE vengono sostituite da azioni statiche equivalenti le azioni dinamiche agenti nella struttura dovute allaccelerazione delle masse Ipotesi Fondamentali: - Nella pratica professionale non è necessario conoscere landamento nel tempo delle caratteristiche di sollecitazione in ogni sezione dellelemento strutturale, ma è sufficiente conoscerne il valore massimo. - Nelle strutture tipiche dellingegneria civile (ad esempio edifici per civile abitazione) le masse strutturali sono concentrate in massima parte in corrispondenza degli impalcati (solai). - In alcuni casi (edifici in c.a.) gli impalcati possono essere considerati elementi indeformabili nel proprio piano, e quindi in grado di connettere rigidamente tutti i nodi strutturali giacenti su di essi.

59 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE Se si impone alla testa del piedritto uno spostamento orizzontale u 0 (rispetto la posizione di riposo verticale) e successivamente lo si lascia libero, sul sistema si instaurerà un regime di oscillazioni libere caratterizzate da una andamento sinusoidale nel tempo con un periodo di oscillazione T 0, questo è il tempo che intercorre per permettere al traverso di compiere unoscillazione completa e ritornare nella posizione iniziale. Tale periodo, detto anche periodo proprio delloscillatore è legato alle due grandezze m e k (massa e rigidezza) dalla seguente relazione:

60 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE Oscillazione ideale (smorzamento nullo) Oscillazione reale (smorzamento non nullo)

61 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE Leffetto del sisma sulla struttura può essere considerato come lapplicazione al sistema di una forza di tipo sinusoidale Lapplicazione di questa forza instaurerà sul sistema un regime di oscillazioni forzate il quale, dopo una prima fase iniziale in cui saranno presenti anche le oscillazioni libere smorzate, assumerà un forma analoga a quella delle oscillazioni libere ma con un periodo che adesso sarà quello della forzante, con uno sfasamento rispetto ad essa ed unampiezza delle oscillazioni che dipende dal rapporto F/k (F = valore massimo della forza, k = rigidezza del sistema) e dal rapporto dei due periodi = T 0 /T (T 0 = periodo di vibrazione del sistema; T = periodo di oscillazione della forza). Tale dipendenza è espressa dalla relazione seguente:

62 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE Smorzamento nullo e periodo della forzante uguale al periodo proprio della struttura, condizione detta di risonanza (condizione teorica). Caso 1 ( = 0 ; = 1) Smorzamento piccolo e periodo della forzante uguale al periodo proprio della struttura. Lamplificazione è grande, ma ha valore finito. Caso 2 ( piccolo ; = 1) Periodo della forzante molto più grande del periodo proprio della struttura. La massa segue la forza come se si trattasse di tante condizioni statiche in sequenza. Caso 3 ( = 0) Periodo della forzante molto più piccolo del periodo proprio della struttura. Il sistema oscillante, poiché la variazione della forzante e molto rapida, non risente delleffetto, comportandosi come se questa non fosse presente. Caso 4 ( grande)

63 LEFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

64 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Statica - D.M. 96 Wi = massa del piano i-esimo delledificio C = coefficiente di intensità sismica = coefficiente di struttura R (T) = coefficiente di risposta = coefficiente di fondazione I = coefficiente di protezione sismica i = coefficiente di distribuzione

65 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Statica – Norme Tecniche 2005 z i, z j = altezze dei piani i-esimo e j-esimo dalla fondazione W i, W j = pesi delle masse ai piani i-esimo e j-esimo S d (T 1 ) = ordinata dello spettro di progetto in corrispondenza del valore T 1 del periodo H = altezza delledificio, espressa in metri, a partire dal piano di fondazione C l = coefficiente funzione della tipologia strutturale W = peso complessivo della struttura

66 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Statica - Distribuzione delle forze sismiche equivalenti sulla struttura

67 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Dinamica

68 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Dinamica Radice della somma dei quadrati Combinazione Quadratica Completa (CQC)

69 TIPI DI ANALISI SISMICA Analisi Sismica Dinamica - Distribuzione delle forze sismiche equivalenti sulla struttura

70 CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA Requisito primario di applicabilità dellanalisi sismica statica è la regolarità della struttura. regolarità geometrica in pianta: intendendo con essa sia la regolarità geometrica della pianta i cui elementi strutturali devono essere posti a distanze regolari, e sia la regolarità della distribuzione delle rigidezze (ossia delle inerzie) degli stessi elementi. regolarità in elevazione: intesa come la proprietà da parte di tutti gli elementi verticali che abbiano resistenza significativa allazione sismica di estendersi senza interruzione dalle fondazioni fino alla sommità delledificio, mantenendosi il rapporto tra masse e rigidezze degli impalcati pressoché costante per tutta laltezza. distribuzione regolare dei pesi e dei carichi: assenza quindi di pannelli di tamponamento, o di carichi sia permanenti che accidentali distribuiti sugli impalcati in maniera asimmetrica.

71 CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA REQUISITO DI APPLICABILITA DELLANALISI SISMICA STATICA (D.M. 96) H = massima altezza delledificio a partire dal piano di fondazione B = massima dimensione in pianta delledificio

72 CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA REQUISITO DI APPLICABILITA DELLANALISI SISMICA STATICA (Norme Tecniche 2005) H = massima altezza delledificio a partire dal piano di fondazione C l = coefficiente moltiplicativo funzione della tipologia strutturale, il cui valore è riportato nel prospetto seguente:

73 SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO

74

75 CATEGORIA DEL SUOLO

76 SPETTRO DI PROGETTO PER LO S.L.U.


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