Progetto di una passerella pedonale

Materie:	Tesina
Categoria:	Costruzioni
Voto:	1.5 (2)
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Data:	25.05.2005
Numero di pagine:	7
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

Progetto di una passerella pedonale
In seguito al successo ottenuto, come primo classificato al concorso di idee indetto dal Comune di …, in data Aprile 2003, lo studio Origgi & Sola viene ufficialmente incaricato della progettazione di una passerella pedonale di dimensioni 8 x 2,50 m.
Tale opera è adibita all’interruzione di una discontinuità morfologica, dovuta alla presenza di un corso d’acqua, esistente sul terreno esaminato ed è destinata ad un transito esclusivamente pedonale; appartiene, pertanto, alla III categoria dei ponti stradali.
La geometria del piano viabile dovrà rispondere alle prescrizioni contenute nella CNR 28/3/73, n° 31: “Norme sulle caratteristiche geometriche delle strade”, nonché nella Circ. Min. LL. PP. N° 34233: “Istruzioni relative alla normativa tecnica dei ponti stradali”.
In attinenza alle ipotesi di carico ed ai criteri di calcolo, si fa riferimento ai carichi stabiliti dal D.M. 4/5/1990: “Criteri generali e prescrizioni tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo di ponti stradali” ed alla già citata Circ. Min. LL. PP. N° 34233
I carichi permanenti applicabili all’opera, sono i pesi propri delle strutture (g1), i carichi permanenti portanti (g2), le spinte della terra e le sottospinte idrauliche (g3). I carichi mobili saranno, invece, il carico isolato da 1t con impronta quadrata di m2 0,7 x 0,7 (q1d) ed il carico da folla compatta di tipo uniformemente ripartito in superficie pari a 0,4 t/m2.
Si allega la seguente relazione tecnica e i calcoli strutturali eseguiti sull’opera.
- Relazione tecnica e calcoli strutturali -
Cenni di geologia e geomorfologia
L’area di indagine è ubicata sul versante nord della struttura collinare che dal centro dell’abitato di … si sviluppa verso la località… con altimetria che raggiunge quote massime intorno ai 400 m. sul livello del mare.
Tipo di struttura
Si prevede di disporre numero 3 travi principali in legno lamellare di larice, ad interasse di 1,00 m, con assoni sovrastanti, in legno di larice, spessi 8 cm e larghi 20 cm.
Le travi principali vengono controventate lateralmente mediante traversi opportunamente distanziati. Tali traversi non hanno però la funzione di rendere completamente solida la struttura, ma solo quella di legare tra loro le travi, in modo da rendere più rigido l’insieme.
Verranno adottati dei traversi in legno lamellare, di sezione 20 x 12 cm fissati alle travi principali tramite delle staffe di ancoraggio in acciaio zincato.
La struttura del parapetto è costituita da montanti verticali in acciaio ed è collegata alle travi principali mediante bullonatura passante.
Scelte estetiche
Per limitare l’impatto ambientale, si è pensato di arricchire la passerella, inserendo da ambo i lati e per tutta la lunghezza del parapetto, una fioriera in larice trattato. All’interno della fioriera, saranno stese due mani di apposita vernice bituminosa ad effetto antifungino e water-proof, al fine di evitare l’ammaloramento del legno.
Schema statico
L netta = 8,00 m
L calcolo = 8,50m
Tipi di materiali e resistenza
Legno massiccio
= 700 daN/m3
f = 70 daN/cm2
Legno di larice
Legno lamellare
= 800 daN/m3
f = 100 daN/cm2
-
Resistenza e tipo di terreno
= 2.200 daN/m3
t = 2 daN/cm2
Terreno argilloso misto a sabbia o ghiaia bagnata (φ =30°)
Resistenza e tipo di cls
= 2.500 daN/m3
c = 85 daN/cm2
Rck = 250
Resistenza e tipo di acciaio
-
s = 2.600 daN/cm2
FeB44K
ASSONI
▪ Analisi dei carichi
pp /m2 = 700 ∙ 0,08 = 56 daN/m2
Carico della folla q1e = 0,4 t/ m2
Il carico q1e va incrementato del coefficiente dinamico 1,4:
q1e = 400 ∙ 1,4 = 560 daN/m2
q = p.p. + q1e = 616 daN/m2
q/m = 616 ∙ 0,20 = 123,2 daN/m
Condizioni di Carico (calcolo Mmax e Tmax)
Delle tre condizioni di carico, verrà considerata la più gravosa:
Schemi delle tre condizioni di carico
1) Mmax = q∙l2 = 123,2 ∙1,00 = 8,62 daN ∙m
2) Mmax = q∙l2 = 123,2 ∙1,00 = 11,85 daN ∙m
3) Mmax = q∙l2 = 123,2 ∙0,252 = 3,85 daN ∙m
__________________________
1) Tmax = 0,625 q∙l = 0,625 ∙123,2 ∙ 1 = 77 daN
2) Tmax = 0,563 q∙l = 0,563 ∙123,2 ∙ 1 = 69,36 daN
3) Tmax = q∙l = 123,2 ∙ 0,25 = 30,8 daN
__________________________
La seconda condizione di carico è la più gravosa per il momento flettente, mentre per il taglio, la condizione di carico più gravosa è la prima:
Mmax = 11,85 daN∙m
Tmax = 77 daN
▪ Verifiche
Verifica a flessione
W = = = 213 cm3
h ≤ 30cm → C = 1
= = = 5,56 daN/cm2 < VERIFICATO
Verifica a taglio
= = = 0,72 daN/cm2 < VERIFICATO
▪ Verifica dell’impronta quadrata 70 x 70 cm con carico q1d = 1t
Il carico q1d va incrementato del coefficiente dinamico 1,4:
q1d = 1.000 ∙ 1,4 = 1.400 daN
q1d /cm2 = = 0,28 daN/cm2
Carico q1d a cm lineare:
q1d /cm = 0,28 ∙ 20 = 5,6 daN/cm
Schema dell’impronta quadrata
VA=VB === 196daN
Mmax = VA ∙ 50 - = 9.800 – 3.430 = 6.370 daN∙cm
Verifica a flessione
W = == 213 cm3
= == 21,91 daN/cm2 < = 70 daN/cm2 VERIFICATO
Verifica a taglio
T max = VA= 196 daN
= = = 1,84 daN /cm2 < =10 daN /cm2 VERIFICATO
TRAVI PRINCIPALI
▪ Analisi dei carichi
Per l’analisi dei carichi, ipotizziamo una trave di 22 x 66 cm
hl = 66 cm bh = 22 cm
Carico trasferito dall’assito
616 ∙ 1,00
=
…………...616 daN/m
Peso proprio
0,66 ∙ 0,22 ∙ 800
=
………..116,16 daN/m
Peso parapetto a stima
…………………….
=
…………….40 daN/m
Ptot = 772,16 daN/m
▪ Verifiche
Mmax = = = 6.973,57 daN ∙m
h = 66 cm → C = = 1,18
W = == 5.909,80 cm3
h = = 47,38 cm 48 cm
bh = 16 cm
SEZ 48 x 16 cm
W = == 6.144 cm3
h = 48 cm → C = = 1,22
Il peso proprio della trave per la nuova sezione è 0,48 ∙ 0,16 ∙ 800 = 61,44 daN/m
Carico trasferito dall’assito
………....…………...616 daN/m
Peso proprio
…………..………..61,44 daN/m
Peso parapetto a stima
……………………….40 daN/m
Ptot = 717,44 daN/m
Verifica a flessione
Mmax = = = 6.479,38 daN ∙m
= = = 86,44 daN/cm2 < = 100 daN/cm2 VERIFICATO
Verifica a taglio
T max = = = 3.049,12 daN
= = = 5,95 daN /cm2 < =10 daN /cm2 VERIFICATO
Verifica di deformabilità
flim== = 1,7 cm
J = == 14.756 cm4
E = 100.000 daN/cm2
f = = = 3,30 cm > flim=1,7 cm NON VERIFICATO
Assumiamo una sezione maggiore, di 20 x 58 cm, senza ripetere le precedenti verifiche
J = == 325.186,66 cm4
f = = = 1,49 cm < flim=1,7 cm VERIFICATO
__________________________
VERIFICA DELLA SPALLA
La spalla ha una triplice funzione statica:
- quella di sostenere il carico trasmesso dall’impalcato della passerella;
- quello di sostegno della spinta del terrapieno;
- quello di sostegno della spinta idrostatica dovuta alla presenza di acqua.
La stabilità dovrà essere assicurata sia nell’ipotesi che dette azioni siano tutte concomitanti, sia pure nell’ipotesi che esse agiscano singolarmente o siano parzialmente combinate tra loro.
In prima ipotesi, si può considerare la condizione di carico in ordine alle sequenze dei tempi di costruzione; in un primo tempo è presente la sola spinta della terra, con l’eventuale sovraccarico. Tale ipotesi è la più sfavorevole perché la controspinta idrostatica ed il carico dell’impalcato hanno effetti stabilizzanti.
Tuttavia, queste azioni dovranno essere considerate in verifiche successive.
Tipo di terreno
A seguito di indagini geologiche e geomorfologiche, si è rilevato che il muro dovrà poggiare su un terreno argilloso misto a sabbia bagnata il cui peso specifico è di 2.200 daN/m3. L’angolo d’attrito φ è pari a 30°, al quale corrisponde un coefficiente K0 di 0,333.
Tipo di struttura
Si prevede la realizzazione di un muro in c.a. alto 3 m.
La fondazione, larga 200 cm e alta 50 cm, si estende per una lunghezza pari a 90 cm a monte e 60 cm a valle.
I ferri di armatura principale sono disposti verticalmente nella zona tesa, in prossimità del paramento interno. Occorrerà, poi, disporre di una secondaria armatura di ripartizione in senso orizzontale, almeno nella misura del 20% di quella principale.
Il muro verrà, in seguito, rivestita esternamente con pietra locale.
Per le opere di drenaggio, verranno inseriti dei tubi in pvc leggermente inclinati, per far confluire l’acqua di scolo verso il fiume.
Schema statico della spalla
▪ Verifiche
Verifica a ribaltamento
P1 =
0,5 ∙ 2,5 ∙ 2.500
=
3.125 daN
P2 =
2,0 ∙ 0,5 ∙ 2.500
=
2.500 daN
P3 =
0,9 ∙ 2,5 ∙ 2.200
=
4.950 daN
Ptot
=
10.575 daN

h1== = 0,25 m
S = = = 3.846 daN
y0 = = = 1,07 m
Mr = S ∙ y0 = 3.846 ∙ 1,07 = 4.115 daN∙m
Ms = P1 ∙ 0,85 + P2 ∙ 1,00 + P3 ∙ 1,55=
= 3.125 ∙ 0,85 + 2.500 ∙ 1,0 +4.950 ∙1,55 = 12.829 daN∙m
Ms ≥ 1,5 Mr
12.829 daN∙m > 6.172 daN∙m VERIFICATO
Verifica a scorrimento
≥ 1,3 f = 0,5
= 1,37 > 1,3 VERIFICATO
Verifica a schiacciamento
Viene ricalcolato il peso P3, aggiungendo il sovraccarico
P3’ = 0,90 ∙ 2,75 ∙ 2.200 = 5.445 daN
Ptot = 11070 daN
Ms’ = P1 ∙ 0,85 + P2 ∙ 1,00 + P3’ ∙ 1,55=
= 3.125 ∙ 0,85 + 2.500 ∙ 1,0 + 5.445 ∙1,55 = 13.596 daN∙m
u = == 0,86 m
e = = = 0,14 m
= = 0,33 m
e <
Verifica a flessione
A = 200 ∙ 100 ∙ = 20.000 cm2
W = = 666.666 cm3
P = 11.070 daN
= =

= = - 0,32 daN∙cm2 < = 2 daN/cm2 VERIFICATO
- 0,78 daN/cm2
▪ Progetto delle mensole
Mensola verticale
Schema della mensola verticale
= = = 25,64 daN/cm
→ = 23,50 daN/cm
Mmax = = = 296.198 daN/cm2
As = = = 2,64 cm2 in un m
Per l’armatura principale vengono inseriti 5 Ø10 As = 3,93 cm2 1 Ø10 / 20 cm
Armatura orizzontale di ripartizione = 20% As = 0,786 cm2
Verranno inseriti 3 Ø8 As = 1,51 cm2 1 Ø8 / 30 cm
Verifiche
B = 100cm
h = 48cm
y = h ∙ = 48 ∙ 0,329 = 15,79 cm
Calcestruzzo
= =
= = 8,78 daN/cm2 < = 85 daN/cm2 VERIFICATO
Acciaio
= =
= = 1763,55 daN/cm2 < = 2600 daN/cm2 VERIFICATO
Mensola a valle
0,46 : 200 = x : 115
x = = 0,26 cm + 0,32 = 0,58 daN/cm2
Pressioni del terreno
Pressioni del terreno nella mensola a valle
Mmax = = = 2.576,92 daN∙cm 2.577 daN∙cm
As = = = 0,02 cm2 in un m
Per l’armatura principale vengono inseriti 3 Ø6 As = 0,85 cm2 1 Ø6 / 30 cm
Armatura orizzontale di ripartizione = 20% As = 0,17 cm2
Verranno inseriti 3 Ø8 As = 1,51 cm2 1 Ø8 / 30 cm
Verifiche
B = 100cm
h = 48cm
y = h ∙ = 48 ∙ 0,329 = 15,79 cm
Calcestruzzo
= =
= = 0,08 daN/cm2 < = 85 daN/cm2 VERIFICATO
Acciaio
= =
= = 70,94 daN/cm2 < = 2600 daN/cm2 VERIFICATO
Mensola a monte
Schema della mensola a monte
qterreno = = 4.735 daN/m
qmensola = = 1.250 daN/m
qtot = 4.735 + 1.250 = 5.985daN/m
Mmax = = = 3.958 daN∙m
As = = = 0,03 cm2 in un m
Per l’armatura principale vengono inseriti 3 Ø6 As = 0,85 cm2 1 Ø6 / 30 cm come nella mensola a valle.
Armatura orizzontale di ripartizione = 20% As = 0,17 cm2
Verranno inseriti 3 Ø8 As = 1,51 cm2 1 Ø8 / 30 cm
Verifiche
B = 100cm
h = 48cm
y = h ∙ = 48 ∙ 0,329 = 15,79 cm
Calcestruzzo
= =
= = 0,12 daN/cm2 < = 85 daN/cm2 VERIFICATO
Acciaio
= =
= = 108,96 daN/cm2 < = 2600 daN/cm2 VERIFICATO
▪ Verifica a schiacciamento della spalla, con l’aggiunta dell’impalcato
Schema della spalla
P1 =
3.125 daN
P2 =
2.500 daN
P3‘ =
5.445 daN
P4 =
386,08 daN
Ptot =
11.456,08 daN
S = 3.846 daN
R = = = 12.084,43 daN
P1 ∙ 0,85 + P2 ∙ 1,00 + P3 ∙ 1,55 + P4 ∙ 0,68 = R ∙
= 1,15 m
= = 0,33 cm
e >
1,15 > 0,33
u = = = 11,74
= = = - 6,5daN/cm2 < = 85 daN/cm2 VERIFICATO
__________________________
Il progettista
-1-