DIPARTIMENTO TERRITORIALE
DIPARTIMENTO TERRITORIALE
Direzione Viabilità - Manutenzione Zona 2
Accordo Quadro per la manutenzione ordinaria e straordinaria del patrimoniostradale di proprietà e in gestione alla Città Metropolitana di Firenze. Lotto 2: Zona 2 – Mugello Est e Valdarno
R.T.I. ITALSCAVI S.R.L./XXXXX S.P.A./C.A.B. S.R.L./ACME S.R.L.
INTERVENTI DI MANUTENZIONE STRAORDINARIA ED ADEGUAMENTO NORMATIVO DEI DISPOSITIVI DI RITENUTA, RETI PARAMASSI ED OPERE D'ARTE - C.O. FIGLINE – 2021
PROGETTO ESECUTIVO | ||
REL 03A | S.P. n. 16 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza | |
Data elaborato: 09/07/2021 Rev. | RELAZIONE DI CALCOLO | |
C.U.P.: PROV0000011059 C.I.G.: 80610057C2 COD MIT: 00000.00.XX | ||
R.U.P.: Arch. Xxxxxxxx Xxxxxx | ||
RESPONSABILE PROGETTO: Arch. Xxxxxxxx Xxxxxxxxxx | PROGETTISTA: Arch. Xxxxxxxx Xxxxxxxx | |
Accordo quadro per servizi di ingegneria relativi a nuove opere e manutenzione del patrimonio stradale di proprietà o in gestione alla Xxxxx Xxxxxxxxxxxxx
X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
Sommario
1 RELAZIONE GENERALE ILLUSTRATIVA DELL’OPERA 1
3.1.1 Resistenza, consistenza e diametro massimo dell’aggregato 2
3.1.2 Indicazioni composizione calcestruzzo 2
3.1.3 Durabilità e copriferri 2
3.1.4 CARATTERISTICHE MECCANICHE (UNITÀ DI MISURA N/MM2) 2
3.2.1 CARATTERISTICHE MECCANICHE (UNITÀ DI MISURA N/MM2) 3
4.1 Carichi permanenti portanti 3
4.2 Carichi permanenti portati 3
4.3 Carichi dovuti all’urto dei veicoli in svio 3
5 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE 4
7 DESCRIZIONE MODELLI E SOLLECITAZIONI 5
7.1 Modello per verifiche sul cordolo 5
7.2 Modello per verifiche sui muretti 5
8 VERIFICHE GEOTECNICHE BARRIERA LATO SINISTRO 5
8.2 Verifica a scorrimento sul piano di posa 6
9 VERIFICHE BARRIERA LATO DESTRO 7
9.2 Verifica a scorrimento sul piano di posa 8
10 VERIFICHE STRUTTURALI CORDOLO 9
10.1 Verifiche a taglio e torsione “testa” del cordolo 9
10.1.3 Verifica combinata a taglio e torsione 10
10.2 Verifiche “coda” del cordolo 10
10.3 Verifiche a flessione e taglio dei muretti laterali 11
10.3.1 Verifiche muretto sp.55 cm 11
10.3.2 Verifiche muretto sp.30 cm 11
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X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
Accordo quadro per servizi di ingegneria relativi a nuove opere e manutenzione del patrimonio stradale di proprietà o in gestione alla Xxxxx Xxxxxxxxxxxxx
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1 RELAZIONE GENERALE ILLUSTRATIVA DELL’OPERA
La presente relazione riguarda la verifica strutturale e geotecnica del cordolo su cui sono ancorate le barriere stradali di protezione.
cordolo lato sinistro | cordolo lato destro |
Il cordolo differisce leggermente in dimensione a seconda del lato stradale di riferimento. Per entrambi la testa ha dimensioni pari a 0,55 m di lunghezza per 0,40 m di altezza. Il lato sinistro del cordolo, caratterizzato da una barriera di lunghezza inferiore (8,60 m) presenta una lunghezza della “coda” di 1,45 m, mentre il lato destro, caratterizzato da una barriera di lunghezza superiore (24,60 m) presenta una lunghezza della “coda” di 1,30 m. Per entrambi i lati la coda ha altezza pari a 0,30 m.
2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO
▪ Legge 05/11/1971 n. 1086 “ Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica. ”
▪ Legge 02/02/1974 n. 64 “ Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche.”
▪ D.P.R, 6 giugno 2001 n°380 “Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia”
▪ D.M. 17/01/2018 “Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni»“
▪ Circolare 21/01/2019 n° 7 C.S.LL.PP “Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018. ”
▪ UNI EN 1992-1-1:2005 “Progettazione delle strutture di calcestruzzo – Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici.”
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▪ Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici “Linee guida sul calcestruzzo strutturale”
▪ Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici “Linee guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale”
3 MATERIALI UTILIZZATI
3.1 Calcestruzzo
3.1.1 Resistenza, consistenza e diametro massimo dell’aggregato
Deve essere utilizzato un calcestruzzo con le seguenti caratteristiche
▪ Classe di resistenza C35/45
▪ Classe di consistenza S4
▪ Diametro massimo aggregato 20 mm
3.1.2 Indicazioni composizione calcestruzzo
La composizione del calcestruzzo deve essere la seguente:
▪ rapporto a/c massimo 0,50
▪ contenuto minimo di cemento 3,40 kN/m3
▪ L’impiego di eventuali additivi deve essere concordato con la direzione lavori.
In riferimento alla normativa UNI EN 1992-1-1:2005 “Progettazione delle strutture di calcestruzzo – Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici”, sono state considerate classi di esposizione, in base al prospetto 4.1, di tipo XC4 (superfici di calcestruzzo ciclicamente bagnato e asciutto) e XF2 (superfici di strutture stradali esposte al gelo e ad agenti antigelo). Sulla base delle classi di esposizione e di consistenza definite, la precedente normativa impone, nel prospetto 4.4N, un copriferro minimo di 40mm (30 + 10). In definitiva, i copriferri utilizzati sono i seguenti:
▪ classe di esposizione XC4; XF2
▪ copriferro minimo 40 mm
3.1.4 Caratteristiche meccaniche (unità di misura N/mm2)
Resistenza caratteristica cubica | Rck | 45,00 |
Resistenza caratteristica cilindrica | fck | 37,35 |
Resistenza cilindrica media | fcm | 45,35 |
Resistenza media trazione classe < C50/60 | fctm | 3,35 |
Resistenza caratteristica trazione | fctk | 2,35 |
Resistenza media trazione per flessione | fcfm | 4,02 |
Modulo elastico | Ecm | 34.625 |
Coefficiente sicurezza | γc | 1,50 |
Coefficiente azione lunga durata | αcc | 0,85 |
Condizione buona aderenza | η1 | 1,00 |
Condizione non buona aderenza | η1 | 0,70 |
Barre diametro ≤ 32 mm | η2 | 1,00 |
Resistenza calcolo compressione | fcd | 21,17 |
Elementi spessore < 5 cm | fcd,rid | 16,93 |
Resistenza calcolo trazione | fctd | 1,56 |
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Elementi spessore < 5 cm | fctd,rid | 1,25 |
Resistenza tangenziale caratterist. aderenza(B) | fbk | 5,28 |
Resistenza tangenziale caratterist. aderenza(C) | fbk | 3,70 |
Resistenza tangenziale caratterist. aderenza(B) | fbd | 3,52 |
Resistenza tangenziale caratterist. xxxxxxxx(C) | fbd | 2,46 |
3.2 Armatura cordolo
E’ previsto l’utilizzo di acciaio per cemento armato B450C ad aderenza migliorata saldabile, di cui si riportano le caratteristiche nella tabella seguente.
3.2.1 Caratteristiche meccaniche (unità di misura N/mm2)
Tensione nominale caratteristica snervamento | fynom | 450,00 |
Tensione nominale caratteristica rottura | ftnom | 540,00 |
Tensione caratteristica snervamento | fyk> | 450,00 |
Tensione caratteristica rottura | ftk > | 540,00 |
(ft/fy)k > | 1,15 | |
(ft/fy)k < | 1,35 | |
(fy/fynom)k< | 1,25 | |
Allungamento | (Agt)k > | 7,5% |
Coefficiente sicurezza | γs | 1,15 |
Resistenza calcolo acciaio | fyd | 391,30 |
4 ANALISI DEI CARICHI
4.1 Carichi permanenti portanti
I carichi permanenti portanti sono essenzialmente quelli del cordolo in calcestruzzo armato, di peso specifico: γCls = 25,00 kN/m3
4.2 Carichi permanenti portati
I carichi permanenti portati sono quelli dovuti allo strato di usura che sormontano il cordolo in calcestruzzo. E’ assunto un carico G2 complessivo pari a 1,50 kN/m2.
4.3 Carichi dovuti all’urto dei veicoli in svio
Secondo quanto previsto dalle NTC 2018 paragrafo 5.1.3.10 “Le barriere di sicurezza stradali e gli elementi strutturali ai quali sono collegate devono essere dimensionati in funzione della classe di contenimento richiesta, per l’impiego specifico, dalle norme nazionali applicabili. Nel progetto dell’impalcato deve essere considerata una combinazione di carico nella quale al sistema di forze orizzontali, equivalenti all’effetto dell’azione d’urto sulla barriera di sicurezza stradale, si associa un carico verticale isolato sulla sede stradale costituito dallo Schema di Carico 2, posizionato in adiacenza alla barriera stessa e disposto nella posizione più gravosa. Tale sistema di forze orizzontali potrà essere valutato dal progettista […] sulla base […] del riconoscimento di equivalenza tra il sistema di forze e le azioni trasmesse alla struttura, a causa di urti su barriere della stessa tipologia e della classe di contenimento previste in progetto, laddove tale equivalenza risulti da valutazioni teoriche e/o modellazioni numerico - sperimentali. [...] Il
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coefficiente parziale di sicurezza per la combinazione di carico agli SLU per l’urto di veicolo in svio deve essere assunto unitario.”
In base a quanto appena riportato, il sistema di forze verticali agenti associato all’urto dei veicoli in svio è costituito dallo Schema di Carico 2, formato da un singolo asse di peso 400 kN applicato su due specifiche impronte di pneumatico di forma rettangolare, di larghezza 0,60 m ed altezza 0,35 m.
Come riportato nel paragrafo 3.6.3.3.2 delle NTC 2018, “in assenza di specifiche prescrizioni, nel progetto strutturale dei ponti si può tener conto delle forze causate da collisioni accidentali sugli elementi di sicurezza attraverso una forza orizzontale equivalente di collisione pari a 100 kN. Essa rappresenta l’effetto dell’impatto da trasmettere ai vincoli e deve essere considerata agente trasversalmente ed orizzontalmente 100 mm sotto la sommità dell’elemento o 1,0 m sopra il livello del piano di marcia, a seconda di quale valore sia più piccolo”.
In base alle indicazioni riportate da entrambe le normative, la forza orizzontale considerata nel progetto è:
▪ F = 100,00 kN forza orizzontale agente
▪ b = min (1,00; 1,05 - 0,10) = 0,95 m braccio della forza orizzontale agente
5 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE
La valutazione della sicurezza per il cordolo in oggetto, viene effettuata con il metodo semiprobabilistico agli stati limite, basato sull’impiego dei coefficienti parziali, metodo di primo livello. La verifica di sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi di resistenza è espressa dall’equazione Rd > Ed , nella quale:
▪ Rd resistenza di progetto
▪ Ed azioni di progetto
I valori di Rd e Ed rappresentano, a seconda della tipologia di verifica da effettuare, i momenti flettenti, gli sforzi taglianti, gli sforzi normali ecc.
6 COMBINAZIONE DELLE AZIONI
Come precedentemente specificato, le azioni principali agenti sul cordolo derivano dall’urto dei veicoli in svio, da considerarsi eccezionali, e dai carichi da traffico. Le combinazioni SLU da utilizzare sono definite dalle NTC 2018 al paragrafo 2.5.3 e di seguito riportate:
▪ γG1 * G1 + γG2 * G2 + γP * P + γQ1 * Qk1 + Σ γQi * Ψ0i * Qkicombinazione SLU per carichi da traffico
▪ G1 + G2 + P + Ad + ΣΨ2i * Qki combinazione SLU per carichi eccezionali
I coefficienti parziali di sicurezza per la combinazione SLU per carichi da traffico sono estrapolati dalla tabella
5.1.V delle NTC 2018, e sono pari a 1,35 per i carichi portanti G1 e da traffico Qk, e pari a 1,50 per i carichi permanenti portati G2.
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I coefficienti di combinazione per i carichi da traffico sono estrapolati dalla tabella 0.0.XX delle XXX 0000. Per lo Schema di Carico 2 risulta un coefficiente Ψ2 pari a 0,00.
In definitiva, le combinazioni da utilizzare per le varie verifiche risultano le seguenti:
▪ 1,35 G1 + 1,50 G2 + 1,35 Qk1 combinazione SLU per carichi da traffico
▪ G1 + G2 + Ad combinazione SLU per carichi eccezionali
In particolare, solo la seconda combinazione sarà presa in considerazione per le verifiche strutturali e geotecniche, in quanto più gravosa per le varie parti strutturali.
7 DESCRIZIONE MODELLI E SOLLECITAZIONI
7.1 Modello per verifiche sul cordolo
Al fine di verificare il cordolo dal punto di vista strutturale, si ritiene cautelativo considerare la forza provocata dai veicoli in svio ripartita uniformemente tra solo due montanti. In definitiva, si considera una porzione di larghezza 2,00m, pari all’interasse tra i montanti, sollecitata da una forza orizzontale pari a 50,00 kN.
L’azione dovuta ai veicoli in svio provoca un’azione di taglio e un momento torcente. Quest’ultimo è assorbito dall’armatura a torsione posta nella “testa” del cordolo e trasferita alla “coda” del cordolo.
7.2 Modello per verifiche sui muretti
I muretti sono verificati considerando una porzione di larghezza pari ad 1,00m. sollecitata dal carico dovuto ai veicoli in svio pari a 100 kN in direzione orizzontale.
8 VERIFICHE GEOTECNICHE BARRIERA LATO SINISTRO
La totalità della barriera sul lato sinistro è poggiata su rilevato stradale. La presenza di altezze differenti tra la parte centrale e quelle laterali ha portato a considerare un’altezza media della testa del cordolo, da utilizzare nelle verifiche. Inoltre, vista la lunghezza ridotta della barriera di ritenuta stradale (8,60 m; 3 paletti + due muretti laterali), si considera la totalità della stessa soggetta al carico d’urto da normativa. Infine, la sporgenza media per tutta la lunghezza della barriera rispetto al piano di posa sottostante è considerata pari a circa 10,00 cm.
Le verifiche di tipo geotecnico svolte e riportate nel seguito sono quella a ribaltamento e quella a scorrimento sul piano di posa.
8.1 Verifica a ribaltamento
La verifica a ribaltamento è svolta in accordo con le NTC 2018 secondo l’approccio 1, come riportato nel paragrafo 6.5.3.1.1 riguardante le opere di sostegno. La combinazione dei carichi utilizzata è quella agli SLU per azioni eccezionali fornita in precedenza. La verifica consiste nel controllare che:
▪ Mstab / Minstab ≥ γR dove:
▪ Minstab momento instabilizzante, provocato dalle azioni d’urto dei veicoli in svio
REL 03A - Relazione di calcolo
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▪ Mstab momento stabilizzante dei vari elementi strutturali
▪ γR coefficiente parziale di sicurezza posto uguale a 1,15 (par. 6.5.3.1.1. delle NTC 2018)
Nel caso in esame, il momento viene calcolato rispetto al polo di rotazione del cordolo, individuato nel punto di aggetto dall’impalcato del cordolo stesso. Rispetto al polo di rotazione, il momento instabilizzante risulta:
▪ Minstab = F * 0,40 + M + 0,50 * b12 * H * i * n * Ps,cls = 135,78 kNm dove:
▪ F = 100,00 kN forza orizzontale agente alla base del montante della barriera
▪ M = 95 kNm momento agente alla base del montante della barriera
▪ H = 0,62 m Altezza media della testa del cordolo
▪ b1 = 0,10 m lunghezza media parte aggettante del cordolo
▪ i = 2,00 m interasse montanti barriera di sicurezza
▪ n = 5 numero di montanti considerati per la ripartizione del carico
▪ Ps,cls = 25 kN/m3 peso specifico del calcestruzzo
Il momento stabilizzante è costituito dai contributi di tutti gli elementi strutturali. In base alla geometria del cordolo, risulta:
▪ Mstab = H * 0,50 *b22 + b3 * h * (0,50 * b3 + b2) * i * n * Ps,cls + 0,80 * G2 *(0,50 * b3 + b2) * i * n = 157,58 kNm dove:
▪ H = 0,62 m Altezza media della testa del cordolo
▪ b2 = 0,45 m lunghezza parte del cordolo non aggettante di altezza H
▪ b3 = 1,45 m lunghezza parte del cordolo di altezza h
▪ h = 0,30 m altezza “coda” del cordolo
▪ i = 2,00 m interasse montanti barriera di sicurezza
▪ n = 5 numero di montanti considerati per la ripartizione del carico
▪ Ps,cls = 25 kN/m3 peso specifico del calcestruzzo La verifica risulta:
▪ Mstab / Minstab = 1,16 ≥ 1,15 = γR verifica soddisfatta
8.2 Verifica a scorrimento sul piano di posa
La verifica a scorrimento sul piano di posa è svolta in accordo con le NTC 2018 secondo l’approccio 1, come riportato nel paragrafo 6.5.3.1.1 riguardante le opere di sostegno. La combinazione dei carichi utilizzata è quella agli SLU per azioni eccezionali fornita in precedenza. La verifica consiste nel controllare che:
▪ μ * V / H ≥ γR dove:
▪ μ coefficiente di attrito della superficie calcestruzzo - terreno
▪ V forza verticale risultante degli elementi strutturali
REL 03A - Relazione di calcolo
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▪ H forza orizzontale risultante dall’urto dei veicoli in svio
▪ γR coefficiente parziale di sicurezza posto uguale a 1,10 (par. 6.5.3.1.1. delle NTC 2018) Nel caso in esame, le forze orizzontali coincidono con l’urto provocato dai veicoli in svio:
▪ H = 100,00 kN
Le forze verticali coincidono con il peso della porzione di cordolo a contatto con il terreno sottostante, sommato ai pesi dei carichi permanenti portati. Trascurando questi ultimi, a favore di sicurezza, si ottiene:
▪ V = (b2 * H + b3 * h) * i * n * Ps,cls = 178,56 kN
Il coefficiente di attrito tra l’interfaccia calcestruzzo - terreno sottostante è valutato ipotizzando un angolo di attrito del terreno φ pari a 35°, dal quale risulta un coefficiente di attrito pari a:
▪ φ = 35°
▪ μ = tan φ = 0,70 La verifica risulta:
▪ 0,7 * 178,56 / 100,00 = 1,25 ≥ 1,10 = γR verifica soddisfatta
9 VERIFICHE BARRIERA LATO DESTRO
La barriera sul lato destro poggia su rilevato stradale, tranne che per un tratto di lunghezza di circa 4,50 m nel quale poggia su una soletta in calcestruzzo. In modo analogo al lato sinistro, si considera la barriera semplicemente appoggiata sul piano di posa sottostante, del quale si utilizza un coefficiente di attrito uguale a quello del lato sinistro. Anche in questo caso, c’è la presenza di altezze differenti tra la parte centrale e quelle laterali della barriera. Tuttavia, la minore incidenza della parti laterali (più alte), dovuta alla maggiore lunghezza della barriera, ha portato a considerare un’altezza della testa del cordolo minore. La maggiore lunghezza della barriera di ritenuta stradale (24,60 m; 11 paletti + due muretti laterali) porta a considerare un tratto sotteso da 7paletti (14,00m) come quello resistente da sottoporre al carico d’urto da normativa per le verifiche geotecniche . Infine la sporgenza media per tutta la lunghezza del tratto di barriera verificato rispetto al piano di posa sottostante è considerata pari a circa 20,00 cm, a fronte di una sporgenza massima della barriera di circa 40,00cm.
Le verifiche di tipo geotecnico svolte e riportate nel seguito sono quella a ribaltamento e quella a scorrimento sul piano di posa.
9.1 Verifica a ribaltamento
La verifica a ribaltamento è svolta in accordo con le NTC 2018 secondo l’approccio 1, come riportato nel paragrafo 6.5.3.1.1 riguardante le opere di sostegno. La combinazione dei carichi utilizzata è quella agli SLU per azioni eccezionali fornita in precedenza. La verifica consiste nel controllare che:
▪ Mstab / Minstab ≥ γR dove:
▪ Minstab momento instabilizzante, provocato dalle azioni d’urto dei veicoli in svio
▪ Mstab momento stabilizzante dei vari elementi strutturali
REL 03A - Relazione di calcolo
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X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
▪ γR coefficiente parziale di sicurezza posto uguale a 1,15 (par. 6.5.3.1.1. delle NTC 2018)
Nel caso in esame, il momento viene calcolato rispetto al polo di rotazione del cordolo, individuato nel punto di aggetto dall’impalcato del cordolo stesso. Rispetto al polo di rotazione, il momento instabilizzante risulta:
▪ Minstab = F * 0,40 + M + 0,50 * b12 * H * i * n * Ps,cls = 137,57 kNm dove:
▪ F = 100,00 kN forza orizzontale agente alla base del montante della barriera
▪ M = 95 kNm momento agente alla base del montante della barriera
▪ H = 0,51 m Altezza media della testa del cordolo
▪ b1 = 0,20 m lunghezza media parte aggettante del cordolo
▪ i = 2,00 m interasse montanti barriera di sicurezza
▪ n = 7 numero di montanti considerati per la ripartizione del carico
▪ Ps,cls = 25 kN/m3 peso specifico del calcestruzzo
Il momento stabilizzante è costituito dai contributi di tutti gli elementi strutturali. In base alla geometria del cordolo, risulta:
▪ Mstab = H * 0,50 *b22 + b3 * h * (0,50 * b3 + b2) * i * n * Ps,cls + 0,80 * G2 *(0,50 * b3 + b2) * i * n = 164, kNm dove:
▪ H = 0,51 m Altezza media della testa del cordolo
▪ b2 = 0,35 m lunghezza parte del cordolo non aggettante di altezza H
▪ b3 = 1,30 m lunghezza parte del cordolo di altezza h
▪ h = 0,30 m altezza “coda” del cordolo
▪ i = 2,00 m interasse montanti barriera di sicurezza
▪ n = 7 numero di montanti considerati per la ripartizione del carico
▪ Ps,cls = 25 kN/m3 peso specifico del calcestruzzo La verifica risulta:
▪ Mstab / Minstab = 1,19 ≥ 1,15 = γR verifica soddisfatta
9.2 Verifica a scorrimento sul piano di posa
La verifica a scorrimento sul piano di posa è svolta in accordo con le NTC 2018 secondo l’approccio 1, come riportato nel paragrafo 6.5.3.1.1 riguardante le opere di sostegno. La combinazione dei carichi utilizzata è quella agli SLU per azioni eccezionali fornita in precedenza. La verifica consiste nel controllare che:
▪ μ * V / H ≥ γR dove:
▪ μ coefficiente di attrito della superficie calcestruzzo - terreno
▪ V forza verticale risultante degli elementi strutturali
▪ H forza orizzontale risultante dall’urto dei veicoli in svio
▪ γR coefficiente parziale di sicurezza posto uguale a 1,10 (par. 6.5.3.1.1. delle NTC 2018)
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X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
Nel caso in esame, le forze orizzontali coincidono con l’urto provocato dai veicoli in svio:
▪ H = 100,00 kN
Le forze verticali coincidono con il peso della porzione di cordolo a contatto con il terreno sottostante, sommato ai pesi dei carichi permanenti portati. Trascurando questi ultimi, a favore di sicurezza, si ottiene:
▪ V = (b2 * H + b3 * h) * i * n * Ps,cls = 198,98 kN
Il coefficiente di attrito tra l’interfaccia calcestruzzo - terreno sottostante è valutato ipotizzando un angolo di attrito del terreno φ pari a 35°, dal quale risulta un coefficiente di attrito pari a:
▪ φ = 35°
▪ μ = tan φ = 0,70 La verifica risulta:
▪ 0,7 * 198,98 / 100,00 = 1,39 ≥ 1,10 = γR verifica soddisfatta
10 VERIFICHE STRUTTURALI CORDOLO
10.1 Verifiche a taglio e torsione “testa” del cordolo
La testa del cordolo è soggetto ad un momento torsionale dovuto alla forza d’urto orizzontale dei veicoli in svio. la testa del cordolo è armata con 12 barre Φ16 in direzione parallela alla direzione della strada, e con staffe Φ16 a passo 20,00 cm.
Nella seguente tabella si riporta la verifica a torsione. Si considera solo parte delle staffe presenti per la torsione (passo: 30cm).
Torsione | ||
TEd=Ms | 67,50 | kNm |
Rck | 45,00 | N/mmq |
B | 55 | cm |
H | 40 | cm |
Ac | 2200 | cmq |
u | 190 | cm |
t | 11,58 | cm |
Ak | 1234 | cmq |
uk | 144 | cm |
D. bar. Long | 16 | mm |
numero barre long | 12 | - |
Area singola bar | 201,06 | mm2 |
Al | 24,13 | cmq |
diametro staffe | 16 | mm |
As | 2,01 | cmq |
s | 30,00 | cm |
al | 0,1679 | cm |
as | 0,0670 | cm |
cotgθ | 1,58 | |
Accordo quadro per servizi di ingegneria relativi a nuove opere e manutenzione del patrimonio stradale di proprietà o in gestione alla Xxxxx Xxxxxxxxxxxxx
X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
TRcd | 160,66 | kNm |
TRsd | 102,46 | kNm |
TRld | 102,46 | kNm |
TRd | 102,46 | kNm |
C.S. | 1,52 | 0,66 |
SODDISFA | ||
Nel seguito si riporta la verifica a taglio. Si considera solo parte delle staffe presenti per assorbire il taglio (passo: 60cm).
Verifica a taglio solo staffe | |||
Caratteristiche geometriche [cm] | |||
Base b | 40,00 | Altezza h | 55,00 |
Altezza utile d | 50,00 | Diametro staffe | 1,60 |
Area staffe Aw | 2,01 | Passo staffe s | 60,00 |
Caratteristiche meccaniche | |||
Coef. maggiorativo αc | 1 | Coef. distribuzione tensione ν | 0,5 |
Perc. meccanica arm. trasv. ωsw=Awfy/(bsfc) | 0,012 | cot θ | 6,41 |
Sforzo tagliante resistente con armatura [kN] | |||
cotθ compreso tra 1 e 2,5 Vrd = Vrs = Vrc | 435,07 | Sforzo tagliante resistente | |
cotθ > 2,5 Vrd = Vrs | 169,65 | Sforzo tagliante resistente | |
cotθ < 1 Vrd = Vrc | 1.428,64 | Sforzo tagliante resistente | |
Vsd = | 50,00 | Sforzo tagliante sollecitante | |
Sono stati utilizzati i coefficienti parziali di sicurezza unitari, trattandosi di azioni per situazioni eccezionali, in accordo con il par 4.1.4 delle NTC 2018
La verifica risulta soddisfatta.
10.1.3 Verifica combinata a taglio e torsione
La verifica combinata delle due verifiche precedenti è riportata nella seguente tabella:
Verifica Taglio Torsione combinati | ||
VEd/VRd + TEd/TRd ≤ 1 | 0,95 | SODDISFA |
La verifica risulta soddisfatta.
10.2 Verifiche “coda” del cordolo
Si considera la sezione di attacco tra la testa del cordolo e la coda. questa sarà soggetta ad uno sforzo normale di trazione pari a 50,00 kN, dovuto all’urto dei veicoli in svio, ipotizzando la ripartizione cautelativamente su soltanto 2 pali. Tale sforzo normale sarà assorbito integralmente dall’armatura della coda del cordolo. il cordolo viene armato con staffe Φ16 passo 20,00 cm, e sono presenti ferri di ripartizione in direzione longitudinale alla strada consistente in Φ16 passo 20,00 cm. L’area trasversale necessaria per assorbire lo sforzo normale vale:
▪ As,min = NEd/Fyk = 50 kN / 450 N/mm2 = 111,11 mm2
L’area di armatura presente nell’interasse di 1,00 m (preso come lunghezza di interesse, ipotizzando la diffusione delle sollecitazioni a 45° dalla piastra di base bel montante della barriera di sicurezza) è:
Accordo quadro per servizi di ingegneria relativi a nuove opere e manutenzione del patrimonio stradale di proprietà o in gestione alla Xxxxx Xxxxxxxxxxxxx
X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
▪ As, utilizzata = Φ16 * (100 / 20) * 2 = 2010 mm2
L’armatura utilizzata è più che sufficiente per resistere alle sollecitazioni di progetto
10.3 Verifiche a flessione e taglio dei muretti laterali
I muretti posti agli estremi delle barriere sui due lati della strada sono modellati come una mensola di lunghezza 1,50 m e di spessore pari a 0,55 m, nel caso di muretto pieno, e di spessore ridotto a 0,30 m dall’estremo per una lunghezza di 0,95 m, in caso di muretto con ridotto.
In entrambi i casi i muretti sono armati con armatura verticale costituita da staffe Φ16 a passo 20,00 cm e un’armatura di ripartizione parallela alla direzione della strada costituita da Φ16 a passo 30,00 cm.
Nel seguito si riportano le verifiche a flessione e taglio nei confronti delle azioni d’urto provocate dai veicoli in svio, considerando agente una porzione di armatura pari a 1,00 m.
10.3.1 Verifiche muretto sp.55 cm
Momento flettente | |||
Caratteristiche geometriche [cm] | |||
Base b | 100,00 | ||
Altezza sezione h | 60,00 | Altezza utile d | 50,50 |
Area armatura 5Φ16 Aa | 10,05 | Armatura minima Aamin = 0,0015b d | 7,58 |
Momento flettente resistente [kNm] | |||
ω1 = Aa fyd /(b h fcd ) | 0,031 | Percentuale meccanica armatura | |
y = h ω1 [cm] | 1,86 | Altezza stress block | |
d* = (d-0,5y) [cm] | 49,57 | Braccio forze interne | |
Mrd = Aa fyd d* [kNm] mom. resistente | 194,94 | Msd [kNm] mom. sollecitante | 150,00 |
Myd [kNm] mom. prima plastic. | 183,33 | C.S = Mrd / Msd | 1,30 |
Sforzo tagliante | ||||
Caratteristiche geometriche [cm] | ||||
Base b | 100,00 | Altezza utile d | 50,50 | |
Area armatura 5Φ16 Aa | 10,05 | Sforzo normale | Nd | 0,00 |
Sforzo tagliante resistente senza arm. [kN] | ||||
k = 1+(200/d)1/2 | 1,63 | Effetto ingranamento < 2 | 1,63 | |
φl = Aa (b d ) | 0,002 | Effetto spinotto | < 0,02 | 0,002 |
σcp = Nd /(b d) | [daN/cm2] | 0,00 | Tensione media di compressione < 0,20fcd | 42,33 |
vmin = 0,035k3/2 fck 1/2 | [daN/cm2] | 4,45 | Tensione tangenziale minima | |
Vmin = (vmin +0,15σcp ) b d | [kN] | 224,65 | Sforzo tagliante minimo | |
Vrd1 =(0,18 k(100 φl fck )1/3/γc+0,15σcp) b d [kN] | 192,69 | Sforzo tagliante | ||
Vrd = max (Vmin ,Vrd1 ) | [kN] | 224,65 | Sforzo tagliante resistente | |
Vsd | [kN] | 100,00 | Sforzo tagliante sollecitante | |
C.S = Vrd / Vsd | 2,25 | Coefficiente sicurezza | ||
10.3.2 Verifiche muretto sp.30 cm
E’ stata considerata la sezione più sollecitata, posta a 95,00 cm dall’estremo libero del muretto.
Momento flettente | |||
Caratteristiche geometriche [cm] | |||
Base b | 100,00 | ||
Altezza sezione h | 30,00 | Altezza utile d | 25,50 |
Accordo quadro per servizi di ingegneria relativi a nuove opere e manutenzione del patrimonio stradale di proprietà o in gestione alla Xxxxx Xxxxxxxxxxxxx
X.X. x. 00 “Chianti Valdarno” km 0+600 ca. - Demolizione protezioni esistenti ed installazione di nuove barriere di sicurezza.
Area armatura 5Φ16 Aa | 10,05 | Armatura minima Aamin = 0,0015b d | 3,83 |
Momento flettente resistente [kNm] | |||
ω1 = Aa fyd /(b h fcd ) | 0,062 | Percentuale meccanica armatura | |
y = h ω1 [cm] | 1,86 | Altezza stress block | |
d* = (d-0,5y) [cm] | 24,57 | Braccio forze interne | |
Mrd = Aa fyd d* [kNm] mom. resistente | 96,63 | Msd [kNm] mom. sollecitante | 95,00 |
Myd [kNm] mom. prima plastic. | 89,99 | C.S = Mrd / Msd | 1,02 |
Sforzo tagliante | ||||
Caratteristiche geometriche [cm] | ||||
Base b | 100,00 | Altezza utile d | 25,50 | |
Area armatura 5Φ16 Aa | 10,05 | Sforzo normale | Nd | 0,00 |
Sforzo tagliante resistente senza arm. [kN] | ||||
k = 1+(200/d)1/2 | 1,89 | Effetto ingranamento < 2 | 1,89 | |
φl = Aa (b d ) | 0,004 | Effetto spinotto | < 0,02 | 0,004 |
σcp = Nd /(b d) | [daN/cm2] | 0,00 | Tensione media di compressione < 0,20fcd | 42,33 |
vmin = 0,035k3/2 fck 1/2 | [daN/cm2] | 5,54 | Tensione tangenziale minima | |
Vmin = (vmin +0,15σcp ) b d | [kN] | 141,23 | Sforzo tagliante minimo | |
Vrd1 =(0,18 k(100 φl fck )1/3/γc+0,15σcp) b d [kN] | 141,41 | Sforzo tagliante | ||
Vrd = max (Vmin ,Vrd1 ) | [kN] | 141,41 | Sforzo tagliante resistente | |
Vsd | [kN] | 100,00 | Sforzo tagliante sollecitante | |
C.S = Vrd / Vsd | 1,41 | Coefficiente sicurezza | ||