Video della presentazione tenuta all’evento parallelo dell’International Masonry Conference

Grazie a tutti gli amici che hanno partecipato all’evento parallelo dell’International Masonry Conference dedicato ai software di calcolo.

È stata una bella occasione di incontro tra il mondo dell’università e quello della professione.

In questa presentazione abbiamo dedicato particolare attenzione al controllo dei risultati e al giudizio motivato di accettabilità, riteniamo infatti importante chiarire quale è il ruolo del progettista e quale è il ruolo del software. I programmi di calcolo non devono e non vogliono sostituirsi al progettista, che deve sempre avere strumenti per il controllo e la valutazione dei risultati.
Per chi non è potuto passare a trovarci, ecco il video della presentazione.

Rilasciato PRO_SAP RY2018(b) v18.1.3

Rilasciato PRO_SAP RY2018(b) v18.1.3 disponibile nell’area download con novità sul check armature C.A. e sulle staffe differenziate nei nodi dei pilastri.

Qui potete trovare il pdf con le novità; disponibile anche un videocorso con le novità sul disegno delle armature a taglio delle piastre in CA.

Seminario tecnico 11 Luglio – Milano

seminario tecnico

Dal 9 all’11 Luglio si terrà al Politecnico di Milano la prestigiosa International Masonry Conference.

Nell’ambito della conferenza è stato pensato un evento parallelo, in italiano, dedicato ai progettisti e intitolato “Modellazione, analisi e verifiche di strutture in muratura nella pratica professionale: le scelte e gli strumenti del Progettista“.

2S.I. è stata invitata a partecipare per parlare di verifiche di edifici in muratura con PRO_SAP.

Verranno forniti 6  CFP  per gli ingegneri (architetti in fase di accreditamento).

Il costo di iscrizione è di 30€ + IVA, nel costo sono compresi 2 coffee break e il pranzo.

Sul sito di INARSIND BERGAMO è possibile trovare tutti i dettagli ed iscriversi.

Sono disponibili 100 posti.

Nodi in CA: criticità e possibili soluzioni

Come oramai è noto a tutti i progettisti, una delle criticità emerse in questo primo periodo di applicazione delle NTC2018 è la verifica dei nodi delle strutture in Cemento Armato.

Con le precedenti NTC2008 e con L’Eurocodice 8 questa verifica di resistenza è riservata alle strutture progettate in alta duttilità (CDA), con NTC2018 è obbligatoria anche per CDB e strutture non dissipative (per i nodi trave-pilastro di strutture a comportamento non dissipativo si devono applicare le regole di progetto relative alla CD “B”, par 7.4. COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO).

Vediamo in dettaglio quali sono:

  • la domanda
  • la capacità
  • le formule per il calcolo del passo delle staffe nel nodo
  • le possibili soluzioni per ottimizzare l’armatura del nodo

Calcolo della domanda

La domanda si calcola con le formule delle NTC2018:

domanda

domanda

Analizzando le due formule riportate dalla normativa possiamo vedere che per abbassare la domanda è possibile diminuire l’armatura delle travi in corrispondenza del pilastro (As1 e As2)

Calcolo della capacità a taglio compressione dei nodi

Nel nodo si crea un meccanismo a traliccio taglio-trazione e taglio compressione.

Per il calcolo della resistenza a taglio compressione si deve fare riferimento alla formula 7.4.8 delle NTC2018:

capacità

Verifiche nodi: capacità del calcestruzzo

Ovviamente la verifica dei nodi lato calcestruzzo si esegue andando a confrontare questo valore con la domanda, questa verifica è generalmente soddisfatta senza accorgimenti.

Analizzando la formula per il calcolo della capacità possiamo vedere che la capacità aumenta se aumenta la larghezza effettiva del nodo bj (che dipende dalla base della trave e dalla sezione del pilastro).

Calcolo delle staffe di confinamento dei nodi

Per quanto riguarda la verifica a trazione, la normativa richiede che all’interno dei nodi la sollecitazione di trazione diagonale non superi la resistenza a trazione del calcestruzzo: nel caso questa condizione non risulti soddisfatta è necessario inserire un’adeguata armatura di confinamento dei nodi (Ash).

Sono previste due formulazioni alternative:

Area staffe [7.4.10]

Area staffe [7.4.11] e [7.4.12]

Queste formule sono il punto critico di tutta la verifica: la richiesta di armatura Ash è generalmente alta e può portare a passi staffe molto piccoli.

Per diminuire l’area delle staffe Ash è possibile, ancora, diminuire l’armatura delle travi (As1 e As2). 

Il paragrafo 7.4.6.2.3 prevede ulteriori limitazioni di armatura: oltre a quanto richiesto dalla verifica nel § 7.4.4.3.1, lungo le armature longitudinali del pilastro che attraversano i nodi devono essere disposte staffe di contenimento in quantità almeno pari alla maggiore prevista nelle zone adiacenti al nodo del pilastro inferiore e superiore; nel caso di nodi interamente confinati il passo risultante può essere raddoppiato, ma non può essere maggiore di 15 cm.

Possibili soluzioni

La formula 7.4.10 è particolarmente gravosa. È piuttosto frequente ottenere dei passi staffe nel nodo di 1 o 2 cm. Le formule 7.4.11 e 7.4.12 possono essere meno gravose, ma la richiesta di armatura nel nodo (Ash) resta piuttosto elevata.

Naturalmente PRO_SAP automatizza le verifiche sia lato calcestruzzo che lato acciaio; propone l’area di staffe Ash minore risultante dalle formule 7.4.10 oppure 7.4.11 e 7.4.12.

Nella finestra di controllo generale è possibile controllare i risultati delle verifiche, con riferimento all’immagine seguente è possibile individuare:

→ Armatura trasversale, che riporta i risultati delle staffe nel pilastro,

→ Armatura trasversale (per confinamento), che  riporta le staffe nel nodo.

Si può notare che lungo il pilastro sono state inserite staffe Φ 8 a 2 bracci (2+2 d8), mentre nel nodo sono state inserite staffe Φ10 a 4 bracci (4+4 d10). Nell’archivio delle sezioni è possibile differenziare il numero di bracci delle staffe tra pilastro e nodo; nel criterio di progetto è possibile differenziare il diametro per le staffe tra pilastro e nodo (disponibile nella versione di PRO_SAP v18.1.3 e successive).

→  La finestra di controllo generale mostra inoltre se si tratta di un nodo confinato o meno, la verifica lato calcestruzzo [7.4.8] e indica se è stata applicata la formula 7.4.10 (in questo caso NO), oppure le formule 7.4.11 e 7.4.12.

Calcolo automatico dei nodi con PRO_SAP

Calcolo automatico dei nodi con PRO_SAP

 

Come abbiamo detto più volte uno dei parametri che entrano in gioco nella verifica dei nodi è la quantità di armatura longitudinale presente nelle travi.

PRO_SAP consente di ridurre l’armatura longitudinale presente sull’appoggio delle travi agendo sulla ridistribuzione dei momenti prevista dal paragrafo 4.1.1.1, e gestita in automatico con il fattore di ridistribuzione presente nei criteri di progetto delle travi.

Ridistribuzione dei momenti

Per ridurre l’armatura longitudinale delle travi è inoltre possibile utilizzare le  travi tralicciate reticolari composte: questa tecnologia ha due ben distinte fasi di vita:

Nella fase 1, posa a secco di travi e solai e getto integrativo, le travi sono vincolate agli appoggi con vincolo di cerniera o carrello.

Nella fase 2, a getto consolidato e resistente, le travi sono vincolate (in generale) con vincolo di continuità con i pilastri, con i muri e con le altre travi.

Il vantaggio delle travi tralicciate reticolari composte è quindi quello di avere una maggiore armatura in campata ed una minore armatura all’appoggio.

In letteratura è possibile trovare ulteriori indicazioni riguardanti il passo delle staffe.

Per esempio nel volume Designers’ guide to Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance  in riferimento all’armatura necessaria per il confinamento si dice:

Designers’ Guide to Eurocode 8

Dagli esperimenti condotti si è osservata una crescita lineare della resistenza a taglio con l’aumento della percentuale di armatura del nodo. Tuttavia la resistenza sembra tendere ad un valore limite. Oltre lo 0.4% di armatura nel nodo la resistenza a taglio non aumenta essendo sempre data dalla resistenza a taglio compressione del calcestruzzo. In altre parole, dai lavori di Kitayama sembrerebbe che non sia necessario mettere tanta armatura nel nodo perché oltre un certo limite la crisi avverrà lato calcestruzzo, indipendentemente da quante staffe si aggiungono.  Bisogna comunque ricordare che, pur non aumentando la resistenza del nodo, l’effetto confinamento aumenta significativamente la duttilità del nodo stesso.

Al momento però la norma italiana non fa riferimento a questi studi e non prevede nessun limite per quanto riguarda la staffatura del nodo. PRO_SAP fornisce comunque al progettista la possibilità di limitare allo 0.4% l’armatura del nodo, ma è una opzione che sconsigliamo di usare perché non è prevista dalle NTC2018.

Riassumendo:

In questo estratto della documentazione di affidabilità di PRO_SAP sono disponibili i calcoli manuali fatti dall’Ing. Giuseppe Meringolo (meringolo@2si.it)

⇒ Per ridurre la domanda si può:

  • Diminuire l’armatura nelle travi (ad esempio sfruttando la ridistribuzione dei momenti, oppure usando travi tralicciate reticolari composte

⇒ Per aumentare la capacità a taglio compressione si può:

  • Aumentare la larghezza effettiva del nodo bj

⇒ Per aumentare il passo delle staffe necessarie al confinamento si può:

  • Diminuire l’armatura delle travi
  • Aumentare il diametro o il numero di bracci delle staffe nel nodo
  • Applicare la limitazione allo 0.4% dell’area, tenendo però presente che si tratta di una scelta progettuale che non rispetta le prescrizioni delle NTC2018

Ing. Alberto Marin (marin@2si.it)

Ing. Gennj Venturini (venturini@2si.it)

Un ringraziamento a Reluis per l’immagine del nodo, a METAL.RI e ASSOPREM per le informazioni e le immagini sulle travi tralicciate reticolari composte e all’Ing. Alessandro Marrazzo per gli interessanti suggerimenti.

Come cambia il calcolo delle azioni della neve con le nuove NTC2018?

Le nuove NTC2018 hanno introdotto alcune modifiche sulla zonizzazione e di conseguenza sul calcolo delle azioni della neve sulle costruzioni in alcune località rispetto alla precedente normativa. Vediamo le sostanziali novità proposte ed alcuni esempi applicativi di calcolo con PRO_SAP.

L’azione della neve sulle coperture e in generale sulla statica degli edifici è una di quelle tematiche dell’ingegneria che spesso finiscono per essere messe in secondo piano nelle discussioni tra professionisti a favore di altre molto più gettonate. Il carico della neve al suolo dipende dalle condizioni locali di clima e di esposizione, considerata la variabilità delle precipitazioni nevose da zona a zona (il territorio nazionale è suddiviso in 3 zone nevose). In mancanza di adeguate indagini statistiche e specifici studi locali, […] non dovrà essere assunto minore di quello calcolato in base alle espressioni riportate al punto 3.4.I delle nuove NTC, cui corrispondono valori associati ad un periodo di ritorno pari a 50 anni per le varie zone indicate in figura. Va richiamato il fatto che tale zonizzazione non può tenere conto di aspetti specifici e locali che, se necessario, dovranno essere definiti singolarmente.

Fig. 3.4.I – Zone di carico della neve

Nelle NTC2018 la zona di carico della neve di alcune località è stata modificata rispetto alla precedente. Come si osserva dall’immagine sottostante sono state inserite delle nuove province nella zona I-Mediterranea e nella zona II (riquadro rosso), mentre alcune provincie della zona III sono state collocate nella zona II  riquadro verde).

Zone di carico della neve – Nuova zonizzazione NTC2018

Par 3.4.1 – Calcolo del carico neve sulle coperture

Un’altra novità rispetto alla precedente normativa riguarda l’introduzione del concetto di tempo di ritorno nel calcolo del carico neve caratteristico qsk  che consente di assumere per opere in fase di costruttive o transitorie un tempo di ritorno TR diverso da 50 anni.

Per ora non ci sono specifiche in merito al calcolo, ma con probabilità saranno contenuti all’interno della circolare esplicativa.

Par 3.4.2 – Introduzione del concetto di TR per fasi costruttive o transitorie

Esempi applicativi di calcolo dell’azione della neve con PRO_SAP

Il calcolo del carico neve caratteristico qsk per le diverse zone nevose, nelle nuove norme tecniche sulle costruzioni 2018, non ha avuto nessun cambiamento rispetto alle precedenti NTC08. In PRO_SAP attraverso l’applicativo per il calcolo delle azioni sulla costruzione è già possibile effettuare il calcolo come previsto dalla nuova normativa, inserendo la provincia del comune di interesse, l’altezza sul livello del mare as del sito della struttura, spuntando la tipologia di copertura in esame e la zona di esposizione.

Nel primo esempio mostrato è stata considerata una costruzione in provincia di Avellino (un delle zone in ex-Zona III) ad un altezza sul livello del mare di 348m. Come anticipato precedentemente, si può osservare come a seguito delle nuova zonizzazione ora la provincia ricada della zona nevosa II.

Esempio I – PRO_SAP definizione della località per il calcolo delle azioni del vento e della neve

Il test viene eseguito considerando una copertura monofalda con un inclinazione di 0.0 gradi, in una zona battuta dal vento.

Esempio I – PRO_SAP definizione dei parametri per il calcolo dell’azione della neve

Di seguito si riporta la relazione di calcolo ottenuta da PRO_SAP ed il calcolo manuale di confronto.

Esempio I – Relazione di calcolo

Esempio I – Calcolo dell’azione del vento

Nel secondo esempio in esame sono state calcolate le combinazioni di carico neve sulla copertura a due falde asimmetriche rappresentata in figura, ipotizzando che la costruzione isolata sorga in provincia di Modena, su un’area pianeggiante ad una quota di 50 m s.l.m.

(Il test di esempio è stato preso dalle dispense del Prof. Ing. Francesco Zanghì scaricabili a questo link)

Esempio II – Calcolo dell’azione della neve

Esempio II – PRO_SAP definizione della località per il calcolo delle azioni del vento e della neve

Esempio II – PRO_SAP definizione dei parametri per il calcolo dell’azione della neve

Anche in questo caso si riporta di seguito la relazione di calcolo ottenuta da PRO_SAP.

Esempio II – Relazione di calcolo

Attraverso questo link è possibile scaricare il testo ufficiale delle nuove NTC2018

 

Ing. Giuseppe Meringolo

meringolo@2si.it

Muratura armata: verifiche secondo le NTC2018

La muratura armata rispetto alla tradizionale muratura ordinaria offre una maggiore duttilità ed ha il vantaggio di poter assorbire anche sforzi di trazione. Le NTC2018 riconoscono la maggiore duttilità di una struttura in muratura armata rispetto alla muratura ordinaria consentendo l’utilizzo di un fattore di comportamento maggiore.

Le nuove norme forniscono una tabella dove sono elencati i requisiti geometrici delle pareti resistenti al sisma. Gli elementi in muratura armata sono soggetti a regole meno restrittive: sono consentite snellezze maggiori rispetto alla muratura ordinaria. Inoltre non è previsto nessun limite per quanto riguarda il rapporto tra larghezza del maschio murario ed altezza delle aperture adiacenti:

Tabella 7.8.I NTC2018

La tabella 7.8.I delle NTC2018

Il DM2018 prevede anche la possibilità di progettare la muratura armata “in capacità”, ovvero con l’applicazione di un criterio di gerarchia delle resistenze.

Il termine “in capacità” è stato utilizzato dalle nuove norme per allinearsi alla terminologia presente sugli Eurocodici. Il vantaggio di questo approccio è ottenere una struttura con una maggiore duttilità e quindi un maggiore fattore di comportamento. Tuttavia il progettista dovrà assicurarsi che la struttura abbia effettivamente la duttilità ipotizzata in fase di scelta del fattore di comportamento.

In pratica se il progettista decide di progettare la struttura in capacità le verifiche a taglio non saranno più condotte in base alle sollecitazioni derivanti dall’analisi della struttura. Infatti si dovrà fare in modo di evitare il collasso per taglio assicurandosi che sia preceduto dal collasso per flessione.

Secondo le nuove norme questo obiettivo si può conseguire utilizzando per le verifiche a taglio le azioni risultanti dalla resistenza a collasso per flessione opportunamente amplificate per un fattore di sovraresistenza. Le NTC2018 suggeriscono che questo fattore di sovraresistenza sia assunto pari ad 1,50.

In questo video della serie PRO_SAP tips abbiamo analizzato nel dettaglio il testo delle NTC2018 facendo anche un confronto con l’Eurocodice 6 che per questo tipo di strutture fornisce indicazioni alternative rispetto a quelle del nuovo DM per il calcolo della resistenza a taglio delle pareti. Nella seconda parte del video è possibile vedere come mettere in pratica la norma con PRO_SAP ed il suo modulo per il progetto e la verifica degli elementi in muratura armata.

 

Ing. Alberto Marin

marin@2si.it

NTC2018: regolarità

La valutazione della regolarità delle costruzioni con le NTC2018 è mostrata in  questo  video con una applicazione di PRO_SAP.

Le norme tecniche per le costruzioni danno molta importanza alla regolarità, sia in pianta che in elevazione che influenza attraverso il valore di q le azioni sismiche sulle costruzioni.

Riportiamo uno stralcio delle norme con le indicazioni sulla regolarità, che sono applicate nel dettaglio nel video

 

NTC2018 definizione di regolarità

NTC2018 definizione di regolarità

La regolarità influenza la valutazione del fattore di comportamento q, sia attraverso il fattore KR (collegato alla regolarità in altezza) che attraverso il fattore alfaU/alfa1 (collegato alla regolarità in pianta).

NTC 2018 regolarità in elevazione

NTC 2018 regolarità in elevazione

NTC 2018 regolarità in pianta

NTC 2018 regolarità in pianta

Ing. Gennj Venturini

venturini@2si.it

NTC 2018

Come è a tutti noto è ormai prossima la pubblicazione delle NTC 2018: naturalmente gli sviluppatori 2SI hanno già implementato la nuova normativa basandosi sulle bozze reperibili in rete. Non appena le norme verranno pubblicate in Gazzetta Ufficiale procederanno ad una puntuale verifica dei parametri implementati secondo le bozze e al rilascio della nuova versione. Per i modelli di strutture già realizzati sarà possibile passare alle NTC 2018 modificando le normative in uso con i consueti comandi.

Ing. Gennj Venturini

venturini@2si.it