Questo progetto è stato finanziato con il sostegno della Commissione Europea, Research Fund for Coal and Steel

PREFA I

E

Questo progetto è stato finanziato con il sostegno della Commissione Europea, Research Fund for Coal and Steel. Questa pubblicazione riflette solo le opinioni degli autori e la Commissione non può essere ritenuta responsabile per qualsiasi uso possa essere fatto delle informazioni in essa contenute. La pubblicazione è stata prodotta come risultato di diversi progetti di ricerca: - il progetto RFCS FICEB+; - il progetto RFCS COSSFIRE; - il progetto Leonardo Da Vinci “Fire Resistance Assessment of Partially Protected Composite Floors” (FRACOF); - un precedente progetto finanziato congiuntamente da ArcelorMittal e CTICM ed eseguito da una partnership di CTICM e SCI; Il metodo di calcolo semplificato è stato inizialmente sviluppato come risultato di una campagna di prove sperimentali in grande scala condotta su un edificio multipiano a telaio di acciaio nel sito di prova del Building Research Establishment’s di Cardington nel Regno Unito. Molte delle basi teoriche del metodo di progetto esistono fin dal 1950, a seguito degli studi sul comportamento strutturale di solette di calcestruzzo armato a temperatura ambiente. La prima versione del metodo di calcolo semplificato è stata presentata nella pubblicazione SCI Design Guide P288 “Fire Safe Design: A new approach to Multi-story Steel Framed Buildings”, 2 Ed. Nonostante l’applicazione del metodo alla verifica della resistenza al fuoco sia relativamente recente, le basi ingegneristiche del metodo sono ben consolidate. Il metodo di calcolo semplificato è stato implementato in un formato software da SCI nel 2000 e una versione aggiornata è stata pubblicata nel 2006, a seguito dei miglioramenti apportati al metodo di calcolo semplificato. Validi contributi sono stati ricevuti da: - Mary Brettle, The Steel Construction Institute - Ian Sims, The Steel Construction Institute - Louis Guy Cajot, ArcelorMittal - Renata Obiala, ArcelorMittal - Gisèle Bihina, CTICM - Mohsen Roosefid, CTICM

ii

I dice 1 2

3 4

5

6

I TR DU I E PR GRA A DE E PR VE DI RESISTE A A FU C DI CARDI GT 2 1 I pr gra a de a ricerca 2 2 Pr va 1$ trave vi&c ata 2 3 Pr va 2$ te ai pia& 2 4 Pr va 3$ a&g 2 5 Pr va 4$ a&g 2 6 Pr va 5$ gra&de c parti e&t 2 7 Pr va 6$ pr va di strativa di u& uffici 2 8 Pr va 7$ c parti e&t ce&tra e 29C e&ti ge&era i su c p rta e&t sservat PR VE DI I CE DI I AUT RI ESSE1 FRA CIA TESTI IA E DI I CE DI ACCIDE TA I I A TRI PAESI 4 1 Br adgate 4 2 Edifici a Churchi P a4a1 Basi&gst 5e 4 3 Pr ve di i&ce&di austra ia&e 4 3 1 e pr ve di resiste&4a a fu c di Wi ia Street e ’appr cci pr gettua e 4 3 2 Pr ve di i&ce&di di C i&s Street 4 3 3 C &c usi &i de a ricerca austra ia&a 4 4 Pr ve di resiste&4a a fu c i& Ger a&ia 4 5 Speri e&ta4i &e a te peratura a bie&te 4 6 Speri e&ta4i &e a te perature e evate I ET D DI CA C SE P IFICAT 5 1 I&tr du4i &e a a te ria de e i&ee di r ttura e a ’a4i &e e bra&a e 5 1 1 S etta c p eta e&te vi&c ata &e pia& 5 1 2 S etta se&4a vi&c i &e pia& 5 1 3 Effett de e te&si &i e bra&a i su e i&ee di r ttura 5 2 Ca c de a resiste&4a di s ai c p sti app ica&d i et d di ca c se p ificat 5 2 1 Ca c de a resiste&4a 5 2 2 Svi upp di u&’espressi &e per i para etr 5 5 2 3 Svi upp di u&’espressi &e per i para etr b 5 2 4 e f r4e e bra&a i 5 3 R ttura a c pressi &e de ca cestru44 SVI UPP DE A GUIDA A A PR GETTA I E 6 1 e ip tesi di pr gett 6 2 I criteri di c ass 6 2 1 Freccia de a s etta 6 2 1 1 Effetti ter ici 6 2 1 2 Def r a4i &i ecca&iche &e e ar ature 6 2 1 3 Ca c de a freccia de a s etta per i ca c de e f r4e e bra&a i 6 2 2 Ca ibra4i &e per e44 de e pr ve di Cardi> & 6 3 I et d di ca c 6 3 1 Ca c de a capacit9 p rta&te de s ai 6 3 2 Ca c de a capacit9 p rta&te de e travi & & pr tette 6 4 Pr getta4i &e de e travi peri etra i resiste&ti a fu c

iii

1 3 3 4 6 8 10 11 13 16 19 20 26 26 28 29 29 32 33 33 34 35 36 36 37 38 40 42 42 45 47 49 55 57 57 58 59 59 60 61 61 63 64 64 65

7

8

6 4 1 Travi & & pr tette c & travi di b rd su e&tra bi i ati 67 6 4 1 1 i&ee di r ttura para e e a e travi & & pr tette 67 6 4 1 2 i&ee di r ttura perpe&dic ari a e travi & & pr tette 68 6 4 2 Travi & & pr tette c & u&a trave di b rd su u& at 70 6 4 2 1 i&ee di r ttura para e e a e travi & & pr tette 70 6 4 2 2 i&ee di r ttura perpe&dic ari a e travi & & pr tette 71 643 &a di s ai se&4a travi di b rd 73 6 4 4 Pr getta4i &e de e travi di b rd 73 6 5 A&a isi ter ica 73 6 5 1 I fatt re di f r a 74 6 5 2 e pr priet9 dei ateria i 75 6 5 3 I trasferi e&t di ca re per c &du4i &e 77 6 5 4 a te peratura di pr gett per e travi di acciai & & pr tette 78 E PR VE DI RESISTE A A FU C I SCA A REA E SU SISTE I DI S AI C P ST 80 7 1 Sc p 80 7 2 FRAC F test 80 7 2 1 I ca pi &e di pr va 80 7 2 2 I et d di pr va 84 7 2 3 Risu tati 87 7 2 3 1 Varia4i &i de a te peratura de a struttura 87 7 2 3 2 A&da e&t deg i sp sta e&ti deg i e e e&ti struttura i 90 7 2 3 3 I c p rta e&t de a s etta c p sta sservat dura&te a pr va 92 724 C e&ti sui risu tati de a pr va 93 7 3 C SSFIRE I pr gra a de a pr va di i&ce&di 95 7 3 1 I ca pi &e di pr va 95 732 isura dei risu tati de a pr va 97 7 3 3 I pri&cipa i risu tati speri e&ta i 100 7 3 4 sserva4i &e de e pr ve di i&ce&di 103 7 4 Pr va di i&ce&di i& sca a rea e di u& s ai c p st c pre&de&te travi a ve ari di acciai di gra&de uce 106 7 4 1 I ca pi &e di pr va 106 7 4 2 Carichi di pr gett 108 7 4 3 Ca c de ’i&ce&di 109 7 4 4 a stru e&ta4i &e 109 7 4 5 I&f essi &e de a trave : s etta 111 7 4 6 ’a4i &e e bra&a e &e e s ette de s ai 118 7 4 7 C &c usi &i 118 G I STUDI U ERICI PARA ETRICI 120 8 1 I&tr du4i &e 120 8 2 Verifica de de &u eric A SYS rispett a a pr va FRAC F 120 8 2 1 Ge&era it9 120 8 2 2 A&a isi struttura e 120 8 2 3 A&a isi de a tras issi &e de ca re 121 8 2 4 I c p rta e&t ecca&ic deg i e e e&ti struttura i 123 8 3 Verifica de de &u eric SAFIR rispett a e pr ve di i&ce&di 125 8 3 1 Ge&era it9 125 8 3 2 SAFIR app icat a a pr va FRAC F 125 8 3 2 1 Caric di i&ce&di 125 8 3 2 2 A&a isi ter ica$ de i &u erici e pri&cipa i risu tati 125 8 3 2 3 A&a isi struttura e 128

iv

9

8 3 3 SAFIR app icat a a pr va C SSFIRE 8 3 3 1 Caric di i&ce&di 8 3 3 2 A&a isi ter ica$ de i &u erici e pri&cipa i risu tati 8 3 3 3 A&a isi struttura e 8 3 4 SAFIR app icat a a pr va FICEB 8 3 4 1 Caric di i&ce&di 8 3 4 2 A&a isi ter ica$ de i &u erici e pri&cipa i risu tati 8 3 4 3 A&a isi struttura e 8 4 Studi &u erici para etrici usa&d a curva te peratura
v

130 130 130 133 135 135 136 138 140 140 148 148 152 158 159

S

ARI

e pr ve di resiste a a fu c i gra de sca a c d tte i diversi paesi e e a a isi deg i i ce di che si s verificati i edifici rea i ha strat che e presta i i i cas di i ce di di edifici a te ai rea i ati c struttura i acciai e c p sta acciai ca cestru s ig i ri di qua t i dicat da e pr ve di resiste a a fu c su e e e ti is ati Appare chiar che ei der i edifici rea i ati c questa tip gia struttura e ci s a pie riserve di resiste a a fu c e che e pr ve c d tte c esp si i e a a curva di i ce di sta dard fatte su e e e ti si g i vi c ati f r isc i dica i i s ddisface ti circa e presta i i di quest tip di strutture Gra ie ai risu tati de pr gra a di pr ve di resiste a a fu c i gra de sca a c d tte da BRE press Cardi gt dura te g i a i 1995 e 1996$ % stat svi uppat u de di ca c se p ificat basat su ’effett e bra a de s ai c p st acciai ca cestru Quest et d c se te a pr gettista di te ere c t di quest effett e di va utare a resiste a a fu c di u s ai pia c p st se a ric rrere ad u a c p essa a a isi ag i e e e ti fi iti de c p rta e t de ’i ter edifici A causa de e sue caratteristiche$ quest u v criteri di pr getta i e risu ta fa i iare a a aggi r parte dei pr gettisti e de e aut rit) prep ste a c tr Perta t quest d cu e t tec ic % stat strutturat i d da f r ire tutte e i f r a i i ecessarie per c se tire a ett re a c pre si e dei pri cipi de e racc a da i i pr gettua i de et d di ca c se p ificat pr p st I quest d cu e t tec ic s descritte e basi te riche de et d di ca c se p ificat e i su svi upp per ’app ica i e e ca p de ’i geg eria de a sicure a i cas di i ce di Se pre i quest d cu e t % f r it i res c t de e pri cipa i pr ve di resiste a a fu c c d tte ei diversi paesi su edifici i sca a rea e e ve g riepi gati i dati sig ificativi de e pr ve I tre s c prese e i f r a i i riguarda ti i c p rta e t di edifici u tipia sservat a seguit di i ce di rea i I d cu e t f r isce p i u a descri i e dettag iata de e u ve pr ve di resiste a a fu c c d tte c esp si i e a ’i ce di IS, sta dard di u ga durata su siste i di s ai c p st i gra de sca a$ edia te e qua i s state ricavate u teri ri verifiche de a va idit) de et d di ca c se p ificat -edia te i c fr t c g i studi para etrici c d tti i piega d i de i di ca c ava at s state i fi e di strate e caratteristiche c servative ai fi i de a sicure a de et d di ca c se p ificat

vi

1

I TR DU I

E

e pr ve di resiste a a fu c i gra de sca a c d tte i diversi paesi e e sserva i i sug i i ce di che si s verificati i edifici rea i ha strat che e presta i i di resiste a a fu c deg i edifici a te ai rea i ati c struttura i acciai e s ai c p sti acciai ca cestru (s ette rea i ate i ca cestru $ c esse a e travi di acciai per e di pi i) s ig i ri di que e va utate edia te e pr ve di resiste a a fu c sta dard eseguite su s ai c p sti e su travi c p ste c e e e e ti struttura i is ati Appare chiar che ei der i edifici rea i ati c questa tip gia struttura e ci s a pie riserve di sicure a i cas di i ce di e che e pr ve di resiste a a fu c sta dard eseguite su si g i e e e ti vi c ati rapprese ta u i dicat re s ddisface te de e rea i presta i i di quest tip di strutture e a a isi c d tte stra che queste ig i ri presta i i i cas di i ce di s d vute a svi upp de ’a i e e bra a e e a s etta di ca cestru ar at e a ’effett cate aria de e travi di acciai A seguit dei risu tati de e ricerche s pra citate$ e Reg U it % stat svi uppat u u v criteri per a pr getta i e deg i edifici u tipia rea i ati c struttura i acciai a te ai U a guida a a pr getta i e per i s ai c p sti e i s ftware di ca c per ’app ica i e di quest criteri s stati pubb icati per a pri a v ta e 2000 Da a ra e Reg U it ti edifici s stati pr gettati c ’app ica i e de et d di ca c se p ificat $ da d u g ad u pi5 efficace i pieg dei siste i pr tettivi (1) Quest u v criteri di pr getta i e per ette di te ere c t de c p rta e t g ba e de a struttura$ c se te d c s6 di asciare a cu i e e e ti struttura i pr tetti pur a te e d i ive i di sicure a gara titi da e strutture c p eta e te pr tette da fu c I et d di ca c se p ificat c se te a verifica de a resiste a a fu c dei s ai c p sti par ia e te pr tetti$ sia i cas di esp si i e ad u a curva di i ce di atura e$ sia i cas di esp si i e a a curva di i ce di sta dard Questa sec da pp rtu it) % partic ar e te i teressa te perch7 ’app ica i e de et d richiede che i pr gettista abbia u a c sce a specia istica de ’appr cci i geg eristic Sebbe e a pia e te uti i at e Reg U it $ i criteri che c se te a va uta i e de ’i cre e t di resiste a a fu c d vut a ’a i e e bra a e e a ’effett cate aria % a c ra u c cett u v i Eur pa per a aggi r parte deg i i geg eri e de e aut rit) c pete ti a prese te d cu e ta i e vu e f r ire u supp rt tec ic c p et de a et d gia pr gettua e per i f r are i p te ia i uti i at ri Essa c pre de8 •

u a rasseg a de a d cu e ta i e disp ibi e re ativa a e presta i i de e strutture c p ste verificate e e pr ve di resiste a a fu c c d tte i gra de sca a e eg i i ce di i edifici rea i9

•

u a spiega i e dettag iata de e basi te riche de de di ca c se p ificat va id per i siste i di s ai c p sti p rtati da pr fi ati di acciai ad a i a pie a e da travi a ve ari9

1

•

u a descri i e de e ip tesi f da e ta i ad ttate e de di ca c se p ificat per a va uta i e de a resiste a a fu c dei siste i di s ai c p sti acciai ca cestru 9

•

i dettag i di u a pr va di resiste a a fu c di strativa su u siste a di s ai c p st acciai ca cestru i sca a rea e c d tta usa d a curva di i ce di sta dard$ c f r e e te a a E: 1365 2$ per u a durata superi re a 120 i uti9

•

u dettag iat studi u eric para etric c d tt per a verifica dei risu tati f r iti da de di ca c se p ificat

2

2

I PR GRA A DE E PR VE DI RESISTE A A FU C DI CARDI GT

21

I pr gra

a de a ricerca

:e sette bre 1996 % stat c p etat u pr gra a di pr ve di resiste a a fu c press i Bui di g Research Estab ish e t’s Cardi gt ab rat ry (U=) e pr ve s state c d tte su u edifici di tt pia i$ ave te struttura a te ai i acciai e c p sta$ pr gettata e c struita c e u tipic edifici u tipia per uffici sc p de e pr ve % stat studi de c p rta e t di u a struttura rea i ata i sca a rea e ed esp sta a rea i c di i i di i ce di $ c presa a racc ta dei dati$ i d da per ettere a verifica dei risu tati tte uti edia te ’i pieg dei pr gra i di ca c uti i ati per ’a a isi struttura e i cas di i ce di

Figura 2 1

’edifici de a pr va di Cardi gt ca cestru dei s ai

pri a de gett

de

’edifici de a pr va (vedi Figura 2 1) % stat pr gettat c e u rdi ari edifici rea i at e Reg U it $ sia c e struttura$ di tip c tr ve tat $ sia per i ive i di caric I pia ta ’edifici aveva u a superficie di 21 × 45 $ e tre ’a te a c p essiva era di 33 e travi s state pr gettate c e se p ice e te app ggiate$ c sche a di trave c p sta c u a s etta ave te spess re di 130 : r a e te$ per quest tip di edifici vie e richiesta u a resiste a a fu c di 90 i uti I c ega e ti trave trave s stati rea i ati edia te piatti sa dati$ i c ega e ti trave c a edia te f a ge di estre it) f essibi i a struttura % stata caricata c sacchi di sabbia distribuiti su g i s ai per si u are i caric tipic deg i uffici

3

I pr gra a de a ricerca c pre deva due pr getti U pr gett % stat fi a iat da C rus (gi) British Stee ) e da Eur pea C a a d Stee C u ity (ECSC)9 ’a tr % stat fi a iat da g ver de Reg U it attravers i Bui di g Research Estab ish e t (BRE) Tra e a tre rga i a i i c i v te e pr gra a di ricerca s state i c use a Sheffie d U iversity$ i T:, (Paesi Bassi)$ i CTIC- (Fra cia) e The Stee C structi I stitute (U=) e pr ve di i ce di ha avut u g tra ge ai 1995 e ug i 1996 Esse s state c d tte su diversi pia i de ’edifici 9 a p si i e di g i pr va % i dicata e a pia ta de s ai e a Figura 2 2 A

B

C

D

E

F

4 4 5 3

6 21

2 2 1

3

7

1 45

1 2 3 7

Trave vi&c ata (ECSC) Te ai pia& (ECSC) A&g (ECSC) C parti e&t ce&tra e (CTU)

Figura 2 2

a p si i

4 A&g (BRE) 5 Gra&de c parti e&t (BRE) 6 Di stra4i &e di uffici (ECSC)

e de e pr ve

a pr va 1 ha c i v t u a si g a trave sec daria c i s ai circ sta te ed % stata rea i ata edia te u f r a gas c struit app sita e te a pr va 2 % stata fatta a ch’essa c risca da e t a gas ed % stata c d tta su u te ai pia ave te per uce ’i ter edifici $ c rrisp de te ad u pia 9 a pr va ha i c us a trave pri cipa e e e c e c egate e pr ve 3$ 4 e 5 ha c i v t c parti e ti di varie di e si i$ s ggetti i tutti i casi ad u i ce di atura e a i e tat da cataste di eg a I queste pr ve e c e s state pr tette fi a a superficie i feri re de s ai $ e tre e travi ed i s ai s stati asciati pr tetti :e a pr va 6 s stati i piegati arredi e ateria i che si tr va tipica e te c e caric di i ce di ei der i uffici$ da d u g a ’i ce di pi5 sever U a descri i e dettag iata de e pr ve % stata pubb icata(1) I dati c p eti de e pr ve$ i f r at e ettr ic c appa di ca i a i e di acc pag a e t $ s disp ibi i press C rus RD&T (Swi de Tech gy Ce tre) per e pr ve 1$ 2$ 3 e 6 e press BRE(3$4) per e pr ve 4 e 5

22

Pr va 1$ trave vi&c ata

a pr va % stata c d tta a setti pia de ’edifici U f r app sita e c struit $ u g 8 0 e arg 3 0 $ % stat pr gettat e rea i at per sca dare trave sec daria (D2CE2) p sta tra due c e e parte de a struttura circ sta te trave % stata sca data sug i 8 0 ce tra i dei su i 9 0 di u ghe a$ ascia d c i c ega e ti re ativa e te freddi sc p de a pr va % stat di a a i are

4

te a a s6 i

c p rta e t de a trave risca data circ data da u s ai studiare ’effett di vi c de e parti risca date de a struttura

risca dat

e

250

1000

200

800

150

600

100

400

50

Temperatura massima (°C)

Spostamento verticale (mm) (MM)((MM)(mm)

a trave % stata risca data c u i cre e t tra 3 e 10DC per i ut fi a qua d s state registrate te perature pr ssi e a 900DC A picc di te peratura$ 875DC e a f a gia i feri re$ ’i f essi e i e eria % stata di 232 ( uceC39) (vedi Figura 2 3) Dura te i raffredda e t $ ’i f essi e i e eria % t r ata a 113

200 Spostamento verticale Temperatura massima

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 200

Tempo (min)

Figura 2 3

Sp sta e t i e eria e te peratura trave vi c ata dura te a pr va

assi a de a

Inflessione (% della luce)

I c fr t tra i c p rta e t di questa trave e u a trave si i e pr tetta (5) testata i u a pr va di resiste a a fu c sta dard c carichi si i i % strat i Figura 2 4 ’au e t sig ificativ deg i sp sta e ti tipic de e travi se p ice e te app ggiate e e pr ve sta dard si verifica e a trave de ’edifici a te ai a che se$ a u a te peratura di circa 900DC$ ’acciai struttura e a tie e s circa i 6% de a sua te si e di s erva e t a te peratura a bie te

Inflessione = Luce/30

3.0

2.0 Prova su trave vincolata

1.0 Standard test

0.0 0

200

400

600

800

1000

Temperatura (°C)

Figura 2 4

Sp sta e t i e eria e te peratura assi a su a trave vi c ata dura te a pr va e e a pr va sta dard

Dura te i test si s verificate i stabi it) ca i ad e tra be e estre it) de a trave s tt p sta a pr va$ appe a a ’i ter de a parete de f r (vedi Figura 2 5)

5

Figura 2 5

I stabi it de a f a gia e a trave vi c ata

’ispe i e visiva de a trave d p a pr va ha strat che i piatti di estre it) de c ega e t de a trave si s r tti vici $ a ester a e te$ a a a de a sa datura i teressata da ca re su u at de a trave Quest % stat causat da a c tra i e ter ica de a trave dura te i raffredda e t $ che ha ge erat f r e di tra i e t e evate Sebbe e da u at i piatt sia stat tag iat $ quest ecca is ha fatt ridurre e def r a i i di tra i e ge erate$ e tre i piatt su ’a tr at de a trave a te eva a pr pria i tegrit) e f r iva resiste a a tag i a a trave a r ttura de piatt puG essere i dividuata da e etture deg i este si etri e ettrici che i dica che$ dura te i raffredda e t $ i distacc % cresciut per u cert peri d di te p $ da d u g p i i pr vvisa e te a a frattura

23

Pr va 2$ te ai pia&

a pr va % stata c d tta su u te ai pia c stituit da 4 c e e tre travi pri cipa i$ disp st u g a arghe a de ’edifici i c rrisp de a de fi fiss B$ c e strat i Figura 2 2 U f r a gas di 21 di u ghe a × 2 5 di arghe a × 4 0 di a te a % stat c struit c b cchi da parete u g ’i tera arghe a de ’edifici e travi pri cipa i e sec darie$ i sie e a a superficie i feri re de s ai c p st $ s state asciate pr tette e c es state pr tette da fu c fi a ’a te a a cui sarebbe p tut essere i sta at u c tr s ffitt s spes (a che se u c tr s ffitt de ge ere era prese te) I ta d a s it) de a c a$ per u a u ghe a di 800 i c usi a che i c ega e ti$ % risu tata pr tetta a qu ta di sp sta e t vertica e i c rrisp de a de a e eria de a trave u ga 9 % au e tata rapida e te appr ssi ativa e te tra i 110 e 125 i uti (vedi Figura 2 6) Quest % stat causat da sp sta e t vertica e de e c e che a reggeva ’area esp sta de a c a i ter a si % schiacciata di circa 180

6

Massimo spostamento verticale (mm)

400

1000 Massimo spostamento verticale Temperatura della colonna

350

800 300 250

600

200 400

150 100

200

50 0

0 0

50

100

150 200 Tempo ( min )

250

300

Massima temperatura della colonna esposta (°C)

(vedi Figura 2 7) Qua d ’i stabi it) ca e si % verificata$ a te peratura de a parte esp sta de a c a era circa 670DC

350

Figura 2 6 Sp sta e t vertica e assi de a trave ce tra e di 9 e te peratura de a parte esp sta i ci a a a c a i ter a a ridu i e di a te a de a c a deter causat u a def r a i e per a e te di c parti e t a ti ce di Per evitare quest c es state pr tette su tutta a r a te

Figura 2 7

Testa de a c

i ata da questa i stabi it) ca e ha circa 180 ei s ai s pra i c p rta e t $ ei test successivi e a

a schiacciata d p

a pr va

Su e tra bi i ati de a trave pri cipa e$ tutte e travi sec darie s state risca date per u a u ghe a di circa 1 0 D p a pr va$ si % p tut sservare che ti dei bu i ei c ega e ti c piatti sa dati era stati tag iati (vedi Figura 2 8) I bu is stati tag iati su u s at de a trave pri cipa e I u a a iera si i e a a frattura de piatt e a pr va 1$ i bu i s stati tag iati a causa de a c tra i e ter ica de a trave dura te i raffredda e t a c tra i e ter ica ha ge erat te si i di tra i e t e evate$ che s state ri asciate d p che i bu i e piatt sa dat di estre it) su u at de a trave pri cipa e s stati tag iati

7

Figura 2 8 C

24

ega e t c

piatti sa dati d p

a pr va

Pr va 3$ a&g

’ biettiv di questa pr va era di a a i are s ai e$ i partic are$ i ru de ’i arca f r isce ris rse di p rtata a ter ative qua d Uti i a d b cchi di ca cestru $ i u (E2CF1) % stat c struit u c parti e pr f dit)

i c p rta e t g ba e de siste a di e t effett e bra a de s ai che e travi di supp rt perd resiste a a g de pri pia de ’edifici t di 10 di arghe a × 7 6 di

Per assicurare che e pareti de c parti e t c tribuisser a p rtare i carichi app icati$ tutti i vi c i e i tira ti e a testata de a parete e ’u ti strat di b cchi s stati ri ssi e astre di fibra i era e ei giu ti di espa si e s state s stituite c u strat di ateria e cera ic A che i supp rti su a parete ester a s stati staccati da a trave di b rd s pra ’apertura de c parti e t $ per assicurare che questa trave di b rd avesse u teri ri s steg i Tutte e c da fu c

e$ i c

ega e ti trave c

a e e travi di b rd s

stati pr tetti

I caric di i ce di % stat di 45 HgC 2$ s tt f r a di cataste di eg a Quest caric di i ce di % abbasta a a t ed equiva e te a fratti e 95% de caric assu t eg i edifici per uffici I ca c i per a sicure a i cas di i ce di s r a e te basati su fratti e 80% de caric a te peratura assi a de ’acciai % stata di 1014DC$ registrata su a trave i ter a i c rrisp de a de fi fiss 2 (E2CF2) I assi sp sta e t vertica e di 428 (appe a e di uceC20) si % verificat a ce tr de a trave sec daria$ che ha avut u picc di te peratura di 954DC :e a fase di raffredda e t $ questa trave % t r ata a sp sta e t per a e te di 296 e varia i i de ’i f essi e e de a te peratura i fu i e de te p s strate i Figura 2 9

8

1200

600

500

1000

400

800

300

600

200

400

100

200

0

0

Figura 2 9

50

assi

100

150 200 Tempo (min)

250

300

0 350

Massima temperatura dell’acciaio (°C)

Massimo spostamento verticale (mm)

Massimo spostamento verticale Massima temperatura

sp sta e t vertica e e te peratura de a trave sec daria

Tutti i ateria i c bustibi i a ’i ter de c parti e t s stati bruciati da ’i ce di a struttura si % c p rtata estre a e te be e$ se a a cu seg di c ass (vedi Figura 2 10) Si s verificati fe e i di i stabi it) i pr ssi it) di a cu i c ega e ti trave c a a$ diversa e te da a pr va 2$ i bu i ei c ega e ti ha subit r tture per tag i Quest puG i dicare che si s svi uppate a i i di tra i e e evate che a dutti it) dei c ega e ti f sse sufficie te per adeguarsi ag i sp sta e ti d vuti a a tra i e

Figura 2 10 Vista de a struttura d p

9

a pr va

25

Pr va 4$ A&g

Questa pr va % stata c d tta su sec d pia $ i u a avata d’a g (E4CF3) 2 I i iti i ter i de c parti e t sui fi i fissi E e 3 s ave te u ’area di 54 stati c struiti usa d parti i i rea i ate c ta ti di acciai e astre resiste ti a fu c a parti i e c i ta ti aveva specifica e te u a resiste a a fu c di 120 i uti$ c u ’i f essi e i s it) di 15 U a parete di b cchi esiste te a tutta a te a f r ava i c fi e su a parete fr ta e u g i fi fiss F9 a parete ester a$ su fi fiss 4$ % stata ric perta per tre u etr di b cchi I c parti e t % stat c p eta e te chius $ c tutte e fi estre e e p rte chiuse e c e s state pr tette da fu c fi a a superficie i feri re de s ai $ i c usi i c ega e ti a$ diversa e te da test 3$ ’architrave (E4CF4) % stata pr tetta e i s steg i s pra di essa s ri asti c egati D dici cataste di eg a s state usate per c stituire u caric di i ce di di 40 HgC 2 svi upp de ’i ce di % stat a pia e te i f ue at da a care a di ssige a ’i ter de c parti e t D p u a crescita i i ia e de a te peratura$ ’i ce di si % rid tt e ha c ti uat c sta te fi a che$ d p 55 i uti$ s i terve uti i vigi i de fu c per ve ti are i c parti e t ri u ve d u si g pa e di vetr Quest ha avut c e risu tat u picc i cre e t de a te peratura seguit da u a decrescita U a sec da astra$ subit s pra a pri a$ si % r tta d p 64 i uti e a te peratura % au e tata c sta te e te9 tra 94 e 100 i uti i resta ti pa e i s a dati distrutti Quest ha fatt i i iare u a brusca crescita de a te peratura che % c ti uata dura te svi upp de ’i ce di a assi a te peratura dei gas registrata e ce tr de c parti e t % stata di 1051DC d p 102 i uti (vedi Figura 2 11) a assi a te peratura de ’acciai pari a 903DC % stata registrata d p 114 i uti su a f a gia i feri re de a trave sec daria ce tra e I c

assi sp sta e t de s ai % stat di 269 e si % verificat e ce tr de parti e t d p 130 i uti Ess % t r at a 160 d p ’i ce di

Si % sservat che a trave di b rd pr tetta u g i fi fiss 4 dura te a pr va % stata c p eta e te circ data da e fia e Tuttavia a te peratura assi a di questa trave % stata di 680DC$ re ativa e te bassa i c fr t c que a de e travi i ter e$ c e strat da a Figura 2 12 I c rrisp de te assi sp sta e t de a trave di b rd % stat di 52 $ registrat d p 114 i uti Quest picc sp sta e t % stat attribuit a supp rt aggiu tiv dat da e c e de a facciata s pra i c parti e t $ che agiva i tra i e dura te a pr va e pareti i ter e de c parti e t s state c struite diretta e te s tt e travi pr tette e ha fu i at be e a r i tegrit) % stata a te uta per a durata de a pr va A a ri i e de a parete$ % stat p ssibi e vedere che u a de e travi ha subit u fe e di sverg a e t u g a aggi r parte de a sua u ghe a Quest % stat causat da ’a t gradie te ter ic su a se i e trasversa e de a trave (causat da a prese a de a parete de c parti e t )$ i sie e c i f rte vi c a ’espa si e ter ica : si s verificate i stabi it) ca i i essu a de e travi e i c ega e ti ha strat essu dei seg i caratteristici egati a e f rti a i i di tra i e che era state viste dura te a fase di raffredda e t de e a tre pr ve

10

1,200 Temperatura (°C)

1,100 1,000 900 800 Media

700 600

Massima

500 400 300 200 100 0

0

20

40

60

80 100 Tempo (min)

Figura 2 11 Te peratura dei gas e f r

120

140

160

registrata e a pr va 4

Temperatura (°C)

1000 Trave interna 800

Trave di bordo

600

400

200

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

Tempo (min)

Figura 2 12

26

assi a te peratura de a f a gia de a trave i ter a e de a trave di b rd

Pr va 5$ gra&de c

parti e&t

Questa pr va % stata fatta tra i sec d e i ter s ai $ i u c su tutta a arghe a de ’edifici ave te superficie di 340 2

parti e t estes

I caric di i ce di di 40 HgC 2 era c stituit da cataste di eg distribuite u if r e e te su a superficie de pavi e t I c parti e t % stat c struit ette d i pera u a parete resiste te a fu c rea i ata c ta ti e astre di gess u g ’i tera arghe a de ’edifici e c strue d pr te i i aggiu tive i c rrisp de a de va sca a S stati i sta ati d ppi vetri u g due ati de ’edifici $ a u ter e a parte ce tra e de a superficie su e tra bi i ati % stata asciata aperta Tutte e travi di acciai $ i c use e travi di b rd $ s state asciate pr tette e c e i ter e ed ester e s state pr tette fi a a s it) i c ude d i c ega e ti e c di i i di ve ti a i e ha g ver at a severit) de ’i ce di Si % verificat u i i ia e rapid i cre e t de a te peratura qua d si s r tti i vetri$ crea d gra di aperture su e tra bi i ati de ’edifici a gra de area di ve ti a i e su due 11

facce pp ste de c parti e t ha dat rigi e ad u i ce di di u ga durata a c te perature rid tte rispett a que e attese a assi a te peratura dei gas registrata % stata di 746DC$ c u a te peratura assi a de ’acciai di 691DC$ registrata a ce tr de c parti e t e te perature dei gas registrate e c parti e t s strate e a Figura 2 13 a struttura vers a fi e de ’i ce di % strata i Figura 2 14 a assi a def r a i e de s ai ha raggiu t i va re di 557 Essa si % rid tta fi a 481 qua d a struttura % t r ata a te peratura a bie te Si s verificate estese i stabi it) ca i i pr ssi it) dei c ega e ti trave trave :e a fase di raffredda e t $ u cert u er di piatti di c ega e t di estre it) si s r tti su u at I u cas ’a i a si % staccata da piatt di estre it) c e se i c ega e t acciai acciai avesse capacit) di resiste a a tag i Quest ha causat gra di r tture e s ai c p st s pra i c ega e t $ a si % verificat a cu c ass $ vist che i tag i de a trave % stat s pp rtat da a s etta de s ai c p st

Temperatura (°C)

800 700 600 500

Media

400

Massima

300 200 100 0

0

20

40

60

Figura 2 13 Te peratura

80 100 Tempo (min)

assi a e

120

140

180

edia dei gas registrata

Figura 2 14 Struttura def r ata dura te ’i ce di

12

160

27

Pr va 6$ pr va di

sc p di questa pr va era di sce ari di i ce di

strativa di u& uffici

strare i c

p rta e t struttura e i u rea istic

Usa d b cchi di ca cestru % stat c struit u c parti e t arg 18 e pr f d fi a 10 c u ’area i pia ta di 135 2 I c parti e t rapprese tava u uffici se a pareti divis rie e c te eva u a serie di p sta i i di av r rea i ate c arredi der i$ c puter e archivi (vedi Figura 2 15) e c di i i di pr va s state defi ite i d da creare u i ce di t sever $ i c rp ra d cataste di eg a e p astica aggiu tive i d da raggiu gere u caric di i ce di c p essiv di 46 HgC 2 ( e de 5% deg i uffici supererebbe quest ive di caric ) e riduce d a superficie de e aperture a i i per ess dai reg a e ti per g i edifici per uffici I caric di i ce di % stat c stituit per i 69% da eg $ i 20% da p astica e ’11% da carta ’area t ta e de e fi estre era di 25 6 2 (19% de ’area i pia ta) e a p r i e ce tra e di g i fi estra$ per u t ta e di 11 3 2$ % stata asciata se a vetri per creare e c di i i di ve ti a i i pi5 grav se a ’i i i de a pr va

Figura 2 15 Uffici pri a de a pr va A ’i ter de c parti e t e c e e i c ega e ti trave c a s stati pr tetti da fu c Sia e travi pri cipa i che e sec darie$ i c usi tutti i c ega e ti trave trave$ s ri asti t ta e te esp sti I ta ti di parete s supp rt dura te ’i ce di

stati asciati c

egati a e travi di b rd $ da d

c s6

a assi a te peratura dei gas % stata di 1213DC e a assi a te peratura edia % stata appr ssi ativa e te di 900DC$ c e strat i Figura 2 16 a assi a te peratura de ’acciai pr tett % stata di 1150DC I assi sp sta e t vertica e % stat di 640 $ che % t r at a a def r a i e per a e te di 540 e a fase di raffredda e t (vedi Figura 2 17) I picc di te peratura de e architravi$ s pra e fi estre$ % stat di 813DC Tutti i ateria i c bustibi i e c parti e t s stati c p eta e te bruciati$ i c us i c te ut deg i archivi Vers a parte p steri re de c parti e t $ i s ai si % i f ess fer a d si su a parete di b cchi a struttura ha strat a cu seg di c ass U a vista ester a de ’i ce di vici a su picc % strata i Figura 2 18 a struttura d p ’i ce di % strata e e Figura 2 19 e 2 20 a Figura 2 19 stra 13

u a vista ge era e de c parti e t bruciat e a Figura 2 20 stra a s it) di u a de e c e Dura te a pr va si % verificata a r ttura de s ai i t r a a s it) de e c e$ c e strat i Figura 2 21 Questa r ttura si % verificata dura te a fase di raffredda e t $ f rse a causa di u a par ia e r ttura de c ega e t tra a trave di acciai e a c a i questa p si i e e a a isi de s ai d p a pr va ha strat che e ar ature era state s vrapp ste c rretta e te e che$ i questa area e ag ie adiace ti de e reti di ar atura era state se p ice e te acc state Quest di stra ’i p rta a di uti i are u a c rretta s vrapp si i e tra e ag ie adiace ti de e reti di ar atura

Temperatura dei gas (°C)

1400 1200

1000 800 600 400 200 Massima Media

0 0

10

20

30

40

50 60 Tempo (min)

Figura 2 16 Te peratura dei gas

70

80

90

isurata

700

1200

600

1000

500 800 400 600 300

Temperatura (°C)

Spostamento vertical e (mm)

100

400

200 Massimo spostamento verticale

200

100

Temperatura dell’acciaio

0 0

10

20

30

40

50 60 Tempo (min)

Figura 2 17 Te peratura de ’acciai e

14

assi

70

80

90

0 100

sp sta e t vertica e

Figura 2 18 Vista ester a de ’i ce di

Figura 2 19 Te peratura dei gas

15

isurata e c

parti e t

Figura 2 20 S

it de a c

Figura 2 21 R ttura de s ai

28

Pr va 7$ c

ac

e a regi

vista de e travi ristabi i ate

e d ve a rete

era s vrapp sta

parti e&t ce&tra e

I test % stat c d tt i u c parti e t p st i p si i e ce tra e a quart pia de ’edifici $ ave te arghe a 11 e pr f dit) 7 a struttura di acciai esp sta a ’i ce di era c stituita da due travi pri cipa i di se i e UB 356x171x51$ due c e di se i e UC 305x305x137 e tre travi sec darie di se i e UB 305x165x40 I caric di i ce di era c stituit da cataste di eg di 40 HgC 2 che c priva ’i tera area i pia ta de c parti e t a ve ti a i e % stata f r ita da u a apertura su a facciata a ta 1 27 e u ga 9 S state disp ste a ’i circa 130 ter c ppie e c parti e t $ i varie p si i i u g e travi$ sia sui pr fi ati e ei c ega e ti di acciai (piatti sa dati e piastre di estre it)) che su s ai c p st 14 ter c ppie aggiu tive s state disp ste i tre e e c e pr tette Per isurare a distribu i e de e f r e i ter e$ s

16

stati usati due tipi differe ti di este si etri8 u per e a te te perature ei c ega e ti e u per e te perature pi5 basse e e c e pr tette e eg i e e e ti esp sti Per qua t riguarda a stru e ta i e per e def r ate de s ai e dei pri cipa i e e e ti struttura i$ s stati uti i ati u t ta e di 37 trasdutt ri di sp sta e t per isurare a def r a i e de a s etta di ca cestru e i vi e ti ri ta i de e c e I tre$ 10 te eca ere e due ca ere per i agi i ad a ta te peratura ha registrat svi upp de ’i ce di e de fu $ e def r a i i struttura i e a distribu i e de a te peratura e te p e te perature registrate e e diverse p si i i de c parti e t s state (37) c fr tate c e curve para etriche rip rtate i prE: 1991 2$ A ex B (vedi figura 2 22) a assi a te peratura de c parti e t registrata % stata di 1107 8DC d p 54 i uti di i ce di

Figura 2 22 C

parti e t d p

’i ce di

Per qua t che riguarda i risca da e t de e travi di acciai $ que e pr tette s state risca date fi a circa 1087 5DC$ te peratura che si % verificata d p 57 i di i ce di e a f a gia i feri re de a trave di acciai D2 E2 e a se i e di e eria (vedi figura 2 23) a assi a te peratura registrata ei c ega e ti % stata di circa 200DC

Figura 2 23 Varia i

i di te peratura e e travi di acciai

17

U a riepi g de Figura 2 24 per e risc trare che i c p sta % stat is a e t

e te perature registrate e a s etta c p sta % strat i te perature e e ar ature i c rrisp de a de a greca Si puG assi risca da e t isurat su at esp st de a s etta i re di 100 DC$ va re c rrett per a verifica de criteri di

Figura 2 24 Varia i

e di te peratura e s ai c

p st

Per qua t riguarda ’i f essi e g ba e de s ai $ e assi e i f essi i s state di circa 1200 : sta te i verificarsi di i f essi i c s6 i p rta ti$ i previst c ass de s ai % stat raggiu t $ c e strat i Figura 2 25 Dura te a fase di raffredda e t $ i recuper di i f essi e de s ai % stat di circa 925

Figura 2 25 Vista de s ai d p

a pr va

’i stabi it) si % verificata e a f a gia i feri re e e ’a i a de e travi i adiace a ai c ega e ti$ dura te a fase di risca da e t $ d p circa 23 i di i ce di (vedi Figura 2 26) Questa i stabi it) ca e % causata da ’i pedi e t a ’espa si e ter ica d vut a a struttura circ sta te I tre si % verificata a f r a i e di cer iere p astiche su a se i e trasversa e de a trave vici a a a pr tetta$ a causa de ’i pedi e t a ’a u ga e t ter ic dat da a adiace te se i e pr tetta

18

Figura 2 26 Varie travi di acciai def r ate a Figura 2 27 stra e fratture aperte e a s etta di ca cestru i t r ad u a de e s it) de e c e Ta e r ttura si % svi uppata u g a i ea di s vrapp si i e de a rete di ar atura a ca te di adeguat c ega e t

Figura 2 27 S etta di ca cestru u a de e c e

29

C

fratturata i t r

e&ti ge&era i su c

a a s

p rta e&t

I tutte e pr ve a struttura ha di strat u bu struttura e ge era e % stata a te uta

c

it

di

sservat

p rta e t e a stabi it)

e presta i i de ’i ter edifici dura te ’i ce di s state chiara e te t diverse rispett a c p rta e t di u si g ee e t vi c at i u a pr va di i ce di sta dard K chiar che ci s i tera i i e difiche e ecca is di resiste a ai carichi de a struttura rea e che guida i su c p rta e t 9 a ripr du i e a va uta i e di quest tip di effetti % c p eta e te fu ri da sc p de e pr ve di resiste a a fu c sta dard e pr ve di Cardi gt ha strat che e der e strutture a te ai di acciai rea i ate i siste a c p st c s ette i a iera di acciai ha presta i i che c se t di tte ere u a resiste a a fu c be pi5 gra de di que a che vie e assu ta r a e te Quest risu tat c fer a e pr ve deriva ti da a tre f ti

19

3

PR VE DI I CE DI FRA CIA

I AUT RI ESSE1

Tra i 1998 e i 2001$ e ’a bit di u pr gett fi a iat da ECSC$ s state c d tte de e pr ve di resiste a a fu c su u parcheggi apert c struttura c p sta acciai ca cestru Per c durre e pr ve di i ce di i sca a rea e % stat c struit app sita e te u parcheggi apert pia ave te struttura a te ai i acciai I pia de parcheggi ccupava u a superficie di 32 L 16 $ che equiva e a 48 p sti aut $ ave te a te a di pia pari a 3 (vedi Figura 3 1) a struttura era c p sta da8 • c e di acciai pr tette8 HEA180 ( e c e di b rd ) e HEB200 ( e c e ce tra i)9 • travi c p ste8 travi di acciai pr tette (IPE 550$ IPE 400 e IPE 500) c esse i siste a c p st c i s ai 9 • s ai c p st ave te spess re t ta e di 120 ( a iera di acciai 8 C,FRASTRA40) a pr getta i e struttura e de parcheggi apert % stata c d tta c u appr cci i geg eristic per a sicure a i cas di i ce di $ svi uppat specifica e te per i parcheggi di tip apert dura te i pri i pr getti di ricerca Eur pei di quest sett re Segue d quest et d $ u sce ari di i ce di % stat defi it su a base de e statistiche di i ce di i parcheggi rea i a resiste a a fu c de a struttura de parcheggi apert % stata verificata c u de ava at usa d u ’a a isi su te ai 2D$ i cui si trascura ’i f ue a de ’effett e bra a e s ai c p st (vedi Figura 3 2)

Figura 3 1 I parcheggi apert pri a de e pr ve

20

B B

3000

A

16000

16000

A-A

B-B

Figura 3 2

A

de a i e 2D de parcheggi c te ai c p st pia

apert

s tt p st

a pr va

S state c d tte tre pr ve su parcheggi apert e pri e due pr ve ha c i v t tre aut 9 a ter a pr va % stata c d tta per va utare a pr paga i e de ’i ce di tra due aut parcheggiate u a di fr te a ’a tra Dura te g i pr va e aut s state asciate bruciare ibera e te ’i ce di pi5 sever % stat tte ut e a sec da pr va$ dura te a qua e$ s tt ’effett di u f rte ve t $ tre aut s bruciate i sie e 10 i uti d p ’i esc de a pri a aut (vedi Figura 3 3) CiG ha p rtat ad u a area sig ificativa di s ai esp sta a e fia e che ha raggiu t te perature superi ri a 800DC (vedi Figura 3 4) e travi di acciai s pra e aut i ce diate s state risca date fi ad a e 700DC (vedi Figura 3 5)

Figura 3 3 Pie

svi upp de ’i ce di dura te u a de e pr ve

Sebbe e i risca da e t de e travi di acciai abbia c e risu tat u a sig ificativa ridu i e de a resiste a de ’acciai $ essu c ass de e strutture di acciai pr tette si % verificat dura te queste pr ve di i ce di I tre$ per qua t riguarda i c p rta e t struttura e$ e i f essi i assi e isurate e s ai c p st s state re ativa e te basse e ha superat 150

21

Figura 3 4 Te peratura dei gas ca di (i ce di ) i ce diate

Figura 3 5 Te peratura de e travi di acciai i ce diate

isurata s pra e aut

isurata s pra e aut

K stat sservat che e i f essi i previste da a si u a i e bidi e si a e s risu tate aggi ri de e i f essi i isurate dura te a pr va Perta t % stat creat u de tridi e si a e per studiare i c p rta e t struttura e de parcheggi (vedi Figura 3 6)$ usa d a tec ica di de a i e che % stata svi uppata dura te a sec da fase de pr gett di ricerca di Cardi gt a Figura 3 7 stra u c fr pr va e que e previste dai de tare che e previsi i de de de e pr ve Appare chiar che i i iat a gi care u ru p sitiv

22

t tra e i f essi i isurate registrate dura te a i bidi e si a e e tridi e si a e$ da cui si puG 3D risu ta i stretta c rre a i e c i risu tati ’effett e bra a de s ai c p st ha gi) a che per i f essi i re ativa e te picc e

Figura 3 6

Figura 3 7 C C u que$ i i geg eristic $ risca dati fi risca da e t $ dipe der) f rte

de a i

fr

e 3D de parcheggi apert

t deg i sp sta e ti vertica i tra ca c

e pr va

acc rd a sce ari di i ce di ad ttat g i e e e ti di acciai di u parcheggi apert p a te perature di circa 950DC E’ evide te che ’i f essi e de s ai sar) a pia e a sua resiste e te da ’effett e bra a (vedi Figura 3 8)

23

e ’appr cci ss essere s tt quest a struttura e

489 mm

Figura 3 8 Ese pi di i f essi e di u parcheggi apert esp st a sce ari di i ce di i acc rd a reg a e t fra cese Di c segue a a et d gia basata su a de a i e 3D de s ai c p st de parcheggi apert svi uppata dura te quest pr gett % stata p i usata i vari pr getti di i geg eria de a sicure a i cas di i ce di c d tti i Fra cia per verificare a stabi it) di parcheggi aperti rea i ati c struttura a te ai i acciai pr tett E’ chiar che a base di quest et d % sicura e te ’effett e bra a de s ai c p st acciai ca cestru I tre$ per faci itare ’app ica i e di questa et d gia$ s state f r ite tabe e di pr getta i e(38) i cui s racc a date e di e si i sta dard deg i e e e ti di acciai $ i s ai di ca cestru e e ecessarie reti di ar atura di ri f r $ i base ai carichi app icati e a siste a struttura e a te ai ad ttat U ese pi di queste tabe e di pr getta i e % dat i Tabe a 3 1

24

Tabe a 3 1 Tabe a per i pr gett di parcheggi aperti re ativa a a resiste a a fu c

15.0

Main beam Secondary beam Column

7.5 Composite slab 0.0 0.0

7.5

15.0

Slab span: 2.5 m Secondary beam span: 7.5 m Main beam span: 7.5 m Spacing of columns: 7.5 m Applied load (except selfweight) : • Standard level: - deal load : 0.20 kN/m² - imposed load : 2.50 kN/m² • Last level: - dead load : 1.45 kN/m² - imposed load: 2.50 kN/m² • Selfweight of facade: 7.5 kN/m Orientation of parking place: • Perpendicular to secondary beam

Net height beneath steel beam: 2.1 m Minimum size of secondary beam cross section Minimum size of main beam cross section Design of column cross section

Standard level

IPE240

Last level

IPE270

Standard level

IPE400

Last level

IPE450

Available of section type

HEA, HEB et HEM

Maximum load level (**)

0.35

Total depth of slab

≥ 120 mm &≤ 140 mm

Maximum height of steel deck 62 mm

Requirement to be applied to concrete slab

Minimum compactness of rib of steel deck (*)

0.393

Minimum thickness of steel sheet

0.75 mm

Minimum mesh of reinforcing steel

φ7 150 mmx150 mm

location of reinforcing steel mesh

30 mm from top of slab

(*) compactness of rib of steel deck

½l 3

l1

(l 1 + l 2 ) 2(l 1 + l 3 )

l2 (**) Load level: ratio of applied load under fire situation over ultimate load at room temperature design

25

4

TESTI IA E DI I CE DI ACCIDE TA I I A TRI PAESI

Due i ce di di edifici accaduti i I ghi terra dura te i pri i a i ‘90 (a Br adgate e Churchi P a a) ha f r it ’ pp rtu it) di verificare c e si c p rta i cas di i ce di i der i edifici a te ai i acciai ’esperie a di questi i ce di ha c tribuit ad avviare i dibattit su c e g i edifici debba essere pr gettati per s ddisfare i criteri di sicure a i cas di i ce di e ha dat rigi e ag i esperi e ti di Cardi gt A tre sserva i i su c p rta e t deg i i ce di su gra de sca a fatte i Austra ia Oe a da s stati svi uppati appr cci pr acciai pr tett i edifici u tipia c

41

edifici s stati f r iti da e pr ve di e Ger a ia I Austra ia e i :u va gettua i che per ett ’i pieg di struttura a te ai

Br adgate

:e 1990 si % verificat u i ce di e a a di svi upp di Br adgate a dra(6) i u b cc per uffici di 14 pia i par ia e te c p etat ’i ce di ha avut rigi e de tr u ca e di ca tiere a pri pia de ’edifici E’ stat sti at che a te peratura de ’i ce di abbia superat i 1000DC I s ai era stat c struit usa d capriate c p ste di gra de uce e travi c p ste su cui era stat rdit u s ai c p st I s ai era stat pr gettat per u a resiste a a fu c di 90 i uti A e t de ’i ce di ’edifici era i c stru i e e a pr te i e passiva da fu c de a struttura di acciai era i c p eta I siste a di speg i e t aut atic e e a tre isure di pr te i e attiva era a c ra perative U studi c d tt d p ’i te peratura de ’acciai U ’a a isi si i e fatta sui bu assi a te peratura raggiu ’i ce di $ era stata di 540DC

ce di su a struttura di acciai ha c c us che a pr tett pr babi e te aveva superat i 600DC i dei c ega e ti acciai acciai ha c c us che a ta ei bu i$ dura te a av ra i e dura te

e travi di acciai def r ate ha subit u a freccia per a e te c presa tra 270 e 82 e travi che ha subit aggi ri sp sta e ti per a e ti ha strat seg i di i stabi it) ca e e a f a gia i feri re e e ’a i a vici ai r supp rti Da questa sserva i e % stat c c us che i c p rta e t de e travi % stat f rte e te i f ue at da vi c a ’espa si e ter ica Quest vi c era dat da a struttura circ sta te$ che si tr vava ad u a te peratura pi5 bassa di que a de ’acciai i vestit da ’i ce di :e e travi risca date era state i d tte a i i assia i da d u g ad u i cre e t deg i sp sta e ti vertica i d vut a ’effett P de ta ’i stabi it) de a f a gia i feri re e de ’a i a de a trave vici ai su i supp rti % d vuta a a c bi a i e de e a i i assia i i d tte e de e t egativ causat da a rigide a de e c essi i Sebbe e e i dagi i abbia risc trat i visibi i effetti sfav rev i de vi c su e travi di acciai $ i p ssibi i effetti be efici s stati evide ti perch7 e te perature raggiu te da ’acciai dura te ’i ce di s state re ativa e te basse

26

Questi si sarebber p tuti svi uppare gra ie a ’effett a ’a i e e bra a e de a s etta c p sta

cate aria de e travi e

e capriate di acciai era u ghe 13 5 e ha subit u assi sp sta e t vertica e per a e te di 552 9 a cu i e e e ti de e capriate ha strat i seg i di fe e i di i stabi it) E’ stat c c us che i vi c a ’espa si e ter ica f r it da a tri e e e ti de a capriata$ i sie e a risca da e t u if r e$ ha causat a i i assia i di c pressi e aggiu tive$ che ha deter i at i fe e i di i stabi it) A e t de ’i ce di tutte e c e di acciai era pr tette da fu c :ei casi i cui esse era pr tette$ a c a si % def r ata e acc rciata appr ssi ativa e te di 100 (vedi Figura 4 1) Queste c e era vici e a c e t pi5 pesa ti che ha strat seg i di def r a i i per a e ti E’ stat c c us che quest acc rcia e t f sse d vut a vi c f r it a ’espa si e ter ica I vi c a ’espa si e ter ica % stat dat da u a trave di trasferi e t rigida p sta ad u ive superi re de ’edifici $ i sie e a e c e p ste fu ri da ’area i teressata da ’i ce di

Figura 4 1 C

a i stabi i ata e travi def r ate a Br adgate

: sta te a cu e c e def r ate a struttura ha strat seg i di c ass E’ stat c c us che e parti de a struttura e i teressate da ’i ce di sia state i grad di s pp rtare i carichi aggiu tivi che s stati ridistribuiti a di fu ri da e aree i deb ite D p ’i ce di i s ai c p st ha subit u sp sta e t vertica e per a e te assi di 600 (vedi Figura 4 2) S state sservate a cu e r tture e e ar ature I a cu e aree a a iera grecata di acciai si % staccata da ca cestru Quest fatt % stat pri cipa e te attribuit a ’effett de vap re ri asciat da ca cestru $ i sie e a ’effett de vi c ter ic e de ’espa si e differe ia e S

state usate c essi i c a g ari e c piastre di estre it) D p ’i ce di % stata sservata essu a r ttura dei c ega e ti$ sebbe e ci f sser def r a i i evide ti :ei c ega e ti c a g ari era prese ti def r a i i e f r dei bu i I u a c essi e c piastra d’estre it) due dei bu i era r tti9 i u ’a tra a piastra si era fratturata su u at de a trave a i c ega e t era a c ra i grad di s pp rtare i tag i E’ stat c c us che a pri cipa e causa di def r a i e f sse d vuta a e f r e di tra i e i d tte dura te i raffredda e t

27

D p ’i ce di s stati s stituiti g i e e e ti struttura i asse b ati su u ’area di circa 40 x 20 $ a % i p rta te tare che si % verificat a cu c ass struttura e e che a te uta de s ai % stata a te uta dura te ’i ce di e perdite dirette d vute a ’i ce di s state di P25-$ di cui e di P2- % stat attribuit a a ripara i e dei da i de te ai struttura e e dei s ai9 g i a tri c sti s stati deter i ati dai da i pr v cati da fu a ripara i e de a struttura % stata c p etata i 30 gi r i

Figura 4 2 Vista de s ai def r at assi a , stata di circa 600

42

s pra )

’i ce di

( a freccia

Edifici a Churchi P a5a1 Basi&gst 6e

:e 1991 si % verificat u i ce di e Churchi P a a$ Basi gst He ’edifici di c e aveva u a pr te i e da fu c c p st aveva u a pr te i e di tip c p st era stata pr tetta da fu c resiste a a fu c di 90 i uti

-erca ti e 12 pia i era rea i ata c spru at a struttura

Credit I sura ce Bui di g$ stat c struit e 1988 e astre$ e travi de s ai a parte i feri re de s ai era stata pr gettata per u a

’i ce di ha avut i i i a ’ ttav pia e si % pr pagat rapida e te a e p i a deci pia d p a r ttura dei vetri Dura te ’i ce di a pr te i e da fu c ha fu i at be e e ci s state def r a i i per a e ti de te ai di acciai ’i ce di % stat c siderat re ativa e te Qfredd R perch7 i vetri r tti aveva per ess a ve t e tra te di i cre e tare a ve ti a i e I c ega e ti pr tetti ha strat def r a i i I a cu e e a a iera di acciai a c da di r di e ha strat seg i di distacc da a s etta di ca cestru (c e era stat sservat a che e ’i ce di di Br adgate) E’ stata fatta u a pr va di caric su ’area pi5 da eggiata$ c app icat u caric pari a 1 5 v te i caric t ta e di pr gett a pr va ha strat che a s etta aveva u ’adeguata capacit) p rta te e p teva essere riuti i ata se a ripara i i a struttura di acciai pr tetta ha subit da eggia e ti I c st t ta e per a ripara i e % stat superi re a P15-$ gra parte de qua e d vut ai da i pr v cati

28

da fu $ c e e ’i ce di i sta ati g i spri H er

di Br adgate :e ’edifici

Figura 4 3 Churchi P a a/ Basi gst 0e d p

43

ristrutturat

s

stati

’i ce di

Pr ve di i&ce&di austra ia&e

I BHP$ i pi5 gra de pr dutt re di acciai d’Austra ia$ per ti a i ha svi uppat (7$8) ricerca e re a i i tec iche su e s u i i f r ite da ’i geg eria de a sicure a i cas di i ce di per g i edifici a struttura di acciai U gra u er di pr ve di i ce di atura e su gra de sca a s state p rtate a ter i e i strutture c struite app sita e te a -e b ur e ab rat ry$ rapprese ta ti stadi per sp rt$ parcheggi e uffici I pr gra a de e pr ve sug i uffici % stat i ce trat sui pr getti di ristruttura i e che d veva essere p rtati a ter i e sug i edifici pri cipa i e ce tr c ercia e di -e b ur e

431

e pr ve di resiste&5a a fu c di Wi ia pr gettua e

Street e ’appr cci

Qua d fu c struit e 1971$ ’edifici di 41 pia i i Wi ia Street e ce tr di -e b ur e era i pi5 a t edifici di Austra ia ’edifici aveva pia ta quadrata$ c u uc e i ter quadrat Era stat i sta at u siste a spri H er a bass rischi a struttura di acciai i t r a uc e i ter e e c e di acciai peri etra i era pr tette edia te i cassa e t e ca cestru e travi e ’i trad ss de s ai c p st c a iera di acciai era pr tetti c ateria i a base di a ia t Dura te i pr gra a di ristruttura i e e 1990$ fu presa a decisi e di ri u vere i peric s a ia t a struttura de pia era pr gettata per requisiti di servi i piutt st che per a resiste a Quest sig ifica che c’era u a riserva di resiste a che p teva essere t uti e per a sicure a de a struttura dura te ’i ce di $ p ich7 essa p teva s pp rtare a te te perature pri a di raggiu gere e sue c di i i i ite A e t de a ristruttura i e a resiste a a fu c richiesta era di 120 i : r a e te quest avrebbe richiest ’app ica i e di u a pr te i e da fu c per e travi di acciai e per ’i trad ss de a s etta ri f r ata t s tti e (i

29

reg a e ti austra ia i s stati revisi ati e ra per ett di asciare ’i trad ss de s ai pr tett per 120 i uti di resiste a a fu c ) I tre$ i siste a spri H er a bass rischi esiste te richiese u a der a e t per adeguarsi ai reg a e ti Dura te i 1990 i te a de a resiste a a fu c deg i edifici % stat ggett di dibattit a i a e9 fu perciG c ta ’ pp rtu it) di c durre u a va uta i e de rischi per verificare se f sse ecessari per quest edifici pr teggere da fu c e strutture di acciai e adeguare ’i pia t spri H er Fur fatte due va uta i i a pri a riguardG i fatt che ’edifici era c f r e ai reg a e ti i vig re se a isure di sicure a addi i a i9 a sec da p rtG a asciare se a pr te i e e travi e ’i trad ss de s ai $ i sie e c i a te i e t de siste a spri H er esiste te A che i fu i a e t de siste a di rive a i e e dei siste i di gesti e de ’edifici era i c usi e a sec da va uta i e e aut rit) fur d’acc rd che se i risu tati da a sec da va uta i e de rischi f sser stati a e fav rev i qua t que i de a pri a va uta i e$ ’us de siste a spri H er esiste te e de e travi di acciai pr tette sarebbe stat c siderat accettabi e U a serie di quattr pr ve a fu c fur c d tte per tte ere i dati per a sec da va uta i e de rischi e pr ve fur studiate per va utare questi i c e a pr babi e atura de ’i ce di $ e presta i i de siste a spri H er esiste te$ i c p rta e t de s ai c p st pr tett e que de e travi a ve ari s tt p ste ad i ce di rea e$ tre che a pr babi e ge era i e di fu e di pr d tti t ssici e pr ve fur c d tte su u edifici di pr va c struit app sita e te a -e b ur e ab rat ries de BHP Research (vedi Figura 4 4) Quest prese tava u a tipica a te a di u a se i e d’a g di u edifici di 12 × 12 ’edifici di pr va % stat arredat per si u are u picc a bie te da uffici $ 4 × 4 $ c struit vici a peri etr de ’edifici Quest uffici era de i itat da cart gess $ fi estre$ u a p rta e a facciata de ’edifici di pr va I caric i p st % stat app icat edia te serbat i d’acqua

30

Figura 4 4 Edifici di pr va di BHP e a pr va di i ce di Fur fatte quattr pr ve e pri e due era irate a testare e presta i i de siste a spri H er a bass rischi :e a pr va 1 ’i ce di % stat fatt partire e picc uffici e spri H er % stat attivat aut atica e te Quest uffici aveva u caric di i ce di di 52 HgC 2 a te peratura dei gas ha raggiu t 60DC pri a che spri H er avesse c tr at ed esti t ’i ce di :e a pr va 2 ’i ce di % stat fatt i i iare e ’area a spa i apert a et) strada tra i 4 spri H er Quest’area aveva u caric di i ce di di 53 5 HgC 2 a te peratura dei gas ha raggiu t 118DC pri a che g i spri H er c tr asser ed esti guesser ’i ce di Queste due pr ve ha strat che ’i pia t spri H er esiste te a bass rischi era adeguat e presta i i struttura i e que e ter iche de s ai c p st s state verificate e a pr va 3 e travi di supp rt era par ia e te pr tette ’i ce di % stat fatt i i iare e ’area a spa i apert ed % stat per ess che si svi uppasse c ’i pia t spri H er disattivat a assi a te peratura dei gas ha raggiu t 1254DC ’i ce di % stat spe t u a v ta che % stat c siderat avere raggiu t i picc di te peratura dei gas I s ai % stat capace di p rtare i caric app icat a assi a te peratura registrata su a superficie superi re de s ai % stata di 72DC a superficie i feri re de s ai era stata par ia e te pr tetta da siste a di c tr s ffitt $ che s sta ia e te % ri asta a pr pri p st dura te ’i ce di :e a pr va 4 e travi di acciai s state asciate pr tette e ’i ce di % stat fatt partire e picc uffici : sta te a r ttura a ua e de e fi estre avesse au e tat a ve ti a i e$ ’i ce di si % pr pagat a ’area a spa i apert PerciG e fia es state appiccate e ’area a spa i apert edia te u a f te di 31

i esc ester a a assi a te peratura dei gas registrata % stata di 1228DC$ c u a te peratura assi a de a trave di acciai di 632DC s pra i c tr s ffitt s spes ’i ce di % stat spe t qua d % stat c siderat che a te peratura dei gas avesse raggiu t i picc A che i quest cas e travi di acciai e i s ai s stati par ia e te scher ati da c tr s ffitt sp sta e t ce tra e de a trave a ve are % stat di 120 e a aggi r parte di questa i f essi e % stata recuperata qua d a struttura si % raffreddata fi a te peratura a bie te Tre c e caricate s state p ste e c parti e t a ti ce di per verificare ’effett de e scher ature a e radia i i U a c a % stata scher ata c u a a iera di acciai ga va i at $ u a c u a a iera di acciai a u i s e u a % stata asciata c e c a di riferi e t pr tetta a assi a te peratura registrata su e c e % stata di 580DC$ 427DC e 1064DC rispettiva e te CiG suggerisce che a se p ice scher atura da e radia i i puG f r ire u a sufficie te pr te i e ag i e e e ti di acciai i c di i i di bass caric di i ce di Su a base de e quattr pr ve di i ce di c d tte % stat c c us che ’ i pia t spri H er esiste te a bass rischi f sse adeguat e che f sse ecessari richiedere pr te i i da fu c per e travi di acciai per a superficie i feri re de s ai c p st U eve tua e i ce di e ’edifici di Wi ia Street p rterebbe a eccessiva def r a i e i s ai e travi di acciai $ a c di i e che sia superate e te perature de ’acciai registrate dura te e pr ve

c

’i a a e t di te peratura su e travi di acciai % stat i f ue at da siste a di tr s ffitt s spes $ che % ri ast i gra parte i tegr dura te e pr ve

I pi5 gra de edifici per uffici de ce tr citt) che % stat ggett de ’a a isi tec ica era di pr priet) de a pi5 gra de c pag ia di assicura i i de ’Austra ia$ che ha i i iat e fi a iat i pr gra a di pr ve I pr gett % stat appr vat da e aut rit) ca i se a pr te i i passive da ’i ce di per e travi a c u siste a di i pia t spri H er a bass rischi di affidabi it) ig i rata e a te e d i siste a di c tr s ffitt s spes che dura te i pr gra a di pr ve ha di strat presta i i s ddisface ti

4 3 2 Pr ve di i&ce&di di C

i&s Street

Quest i pia t per pr ve fu c struit per si u are u a se i e di u edifici u tipia ave te struttura a te ai di acciai ubicat i C i s Street a -e b ur e sc p de e pr ve era di registrare i dati de e te perature i u i ce di risu ta te da a c busti e di arredi i u tipic c parti e t per uffici I c parti e t era di 8 4 × 3 6 ed % stat rie pit c tipici arredi da uffici $ che c stituiva u caric di i ce di tra 44 e 49 HgC 2 E’ stat i sta at u c tr s ffitt s spes resiste te a fu c $ c astre c stituite da gess e rivesti e t p steri re di fibre di vetr a c pertura de c parti e t era c stituita da u a astra di ca cestru caricata Dura te a pr va s state registrate e te perature e e travi di acciai tra a astra di ca cestru e i c tr s ffitt s spes S state i tre registrate e te perature di tre c e i ter e Due di queste c e era pr tette c u a a i a di a u i i e c u a a iera di acciai $ che aveva fu i e di se p ice scher atura a e radia i i9 a ter a % ri asta pr tetta I tre tre c e ester e caricate s state c struite a 300 da e fi estre u g i peri etr de c parti e t

32

I c tr s ffitt resiste te a fu c ha f r it u ’efficacie barriera a risca da e t $ face d i d che a te peratura de e travi di acciai ri a esse bassa Dura te a pr va a aggi r parte de c tr s ffitt s spes % ri ast a pr pri p st a te peratura dei gas s tt a c tr s ffitt s spes % variata tra 831DC e 1163DC$ c i va re pi5 bass che si % verificat vici a e fi estre r tte S pra i c tr s ffitt a te peratura de ’aria % risu tata tra 344DC e 724DC$ c e te perature pi5 a te che si s verificate d ve i c tr s ffitt % stat da eggiat a assi a te peratura de ’acciai % stata di 470DC e c e i ter e caricate di riferi e t ha raggiu t u picc di te peratura di 740DC e cas di que a pr tetta e s tt i 403DC ei casi de e c e scher ate Su e c e ester e pr tette % stat registrat u picc di te peratura di 490DC a pr va di i ce di ha strat che e te perature de e travi e de e c e ester e s risu tate sufficie te e te basse da giustificare ’i pieg di acciai pr tett e$ c e e e pr ve di Wi ia Street$ che a pr te i e f r ita da u c tr s ffitt s spes resiste te a fu c % stata uti e

4 3 3 C &c usi &i de a ricerca austra ia&a e pr ve c d tte i Austra ia e a va uta i e de rischi ad esse ass ciata ha p rtat a e c c usi i che$ se g i edifici per uffici di gra de a te a ha u siste a spri H er c sufficie te ive di affidabi it)$ ’i pieg di travi pr tette puG ffrire u ive di sicure a pi5 a t rispett a edifici si i i pr gettati sec d i requisiti de reg a e t vige te (Bui di g C de f Austra ia) che i piega siste i di pr te i e passiva Fi a ’i i i de 1999$ sei edifici di quest tip $ c a te a tra 12 e 41 pia i$ s stati appr vati i Austra ia

44

Pr ve di resiste&5a a fu c i& Ger a&ia

:e 1985 % stata c d tta u a pr va di i ce di su u edifici di strativ di quattr pia i a struttura i acciai c struit press ’u iversit) di Stuttgart Vaihi ge i Ger a ia(9) D p a pr va ’edifici % stat usat c e uffici e ab rat ri ’edifici % ca cestru par ia e te tip gie di s

stat c struit usa d vari f r ati di e e e ti c p sti acciai e Tra questi era c prese c e rie pite d’acqua$ c e i cassate$ c e rie pite di ca cestru $ travi c p ste e varie ai c p sti

a pri cipa e pr va di i ce di % stata fatta a ter pia $ i u c parti e t che c priva appr ssi ativa e te u ter de ’edifici E’ stat dat fu c a e cataste di eg a e tre fusti rie piti di acqua c stituiva i caric gravita i a e Dura te a pr va a te peratura dei gas ha superat i 1000DC$ c e travi de s ai che ha raggiu t te perature fi a 650DC D p a pr va e a a isi su e travi ha strat che i ca cestru di pr te i e de e a i e de e se i i i cassate era sa tat i a cu e aree ascia d esp ste e ar ature Tuttavia e travi si s c p rtate estre a e te be e dura te a pr va$ se a sig ificative def r a i i per a e ti d p ’i ce di e c e ester e e que e i t r a uc e ce tra e ha strat seg i di def r a i e per a e te I s ai c p st ha registrat u a freccia assi a di 60 dura te ’i ce di e ha a te ut e su c p ess i requisit di te uta D p ’i ce di ’edifici % stat ristrutturat I av ri di ristruttura i e ha c pres a s stitu i e c p eta dei pa e i ester i di ta p a e t da eggiati 33

da ’i ce di $ e parti di a iera di acciai da eggiata de s ai di ca cestru ei ca cestru di pr te i e de e travi I partic are % stat verificat che a ristruttura i e de a struttura % stata p ssibi e da pu t di vista ec ic

45

Speri e&ta5i &e a te peratura a bie&te

I et d di ca c se p ificat prese tat e Capit 5 % basat su de i te rici svi uppati per a pr getta i e a te peratura a bie te e verificat c pr ve speri e ta i Da 1961 u gra u er di quest tip di a a isi speri e ta i % stat c d tt per va utare ’effett e bra a e e s ette di ca cestru (15$18$22$23$24) se a vi c i ri ta i di pia I tutte e pr ve s state sservate gra di fratture attravers ’i ter spess re de a s etta e a dire i e de a uce i re ed % stat chiara e te ri evat ’effett e bra a$ c e strat da a Tabe a 4 1 Tabe a 4 1 C fr t tra i et d di ca c se p ificat e e precede ti pr ve a te peratura a bie te(26) Riferi e&t

Test

Di e&si &i s etta ( )

Caric de e i&ee di r ttura (6 ; 2)

Caric di pr va (6 ; 2)

R11

0 914x0 914

15 43

31 97C

2 07

2 07

R12

0 914x0 914

55 64

89 0C

1 60

2 11

R13

0 914x0 914

29 05

60 8C

2 09

2 09

R21

1 372x0 914

20 24

36 48C

1 80

1 80

R31

1 828x0 914

16 37

25 08C

1 53

1 49

S1

1 829x1 829

23 83

42 90C

1 80

1 48

S7

1 829x1 829

23 83

39 03C

1 64

1 68

S9

1 829x1 829

23 83

38 13C

1 60

1 31

Type 1 (α E 2 0)

2 0x1 0

20 6

38 26C

1 86

1 71

Type 2 (α E 2 0)

2 0x1 0

10 99

17 18C

1 56

1 46

Type 1 (α E 1 45)

1 6x1 1

21 04

45 13C

2 14

2 15

0 610 x0 610

10 45 (5 )

17 14C (5 )

1 64

1 36

9 5 x 6 46

2 58

4 81

1 86

1 68

Hayes & Tay r(22)

Tay r1 aher & Hayes (23) Sawc4u5 & Wi&&ic5i (18)

W

d(15)

BRE(20) C

stra che i c

Au e&t sservat &e a pr va

Au e&t ca c at

ass de a s etta & & si verifica

U a serie di 22 pr ve s state rece te e te c d tte da Bai ey e T h(27) su s ette di ca cestru i picc a sca a vi c ate ri ta e te$ ave ti u rapp rt ge etric di 1 0 1 55 I queste pr ve$ c d tte a te peratura a bie te$ s stati risc trati ge era e te due differe ti di di r ttura i fu i e de rapp rt di ar atura$ de rapp rt ge etric e de a dutti it) de e ar ature a r ttura de e ar ature u g a uce i re (Figura 4 5(a)) % stat i d di r ttura preva e te e a aggi r parte de e s ette deb e te ar ate e tre e s ette f rte e te ar ate e que e c ar ature ad a ta dutti it) si s r tte preva e te e te per r ttura a c pressi e eg i a g i de s ai (Figura 4 5(b)) Questi dati speri e ta i ha f r it e i f r a i i ecessarie per este dere i et d a e ar ature rt tr piche e per i c udere a r ttura per c pressi e e ca cestru c eu d di r ttura aggiu tiv da c siderare

34

Figura 4 5 I due tipici di di r ttura per e pr ve a te peratura a bie te de e s ette

46

Speri e&ta5i &e a te perature e evate

I aggiu ta a e sette pr ve i sca a rea e di Cardi gt fatte tra i 1996 e i 2003(28$29) c d tte su ’edifici di tt pia i a struttura di acciai c s ai c p sti$ te a tre pr ve i picc a sca a s state eseguite ad e evate te perature da Bai ey e T h(27) per i vestigare u teri r e te su ’a i e e bra a e ei s ai c p sti I seguit a queste pr ve i et d di ca c rigi a e svi uppat da Bai ey e - re % stat dificat $ ave d c e risu tat a f r u a i e che % prese tata e Capit 5 Bai ey e T h(27) ha fatt u a serie di 15 pr ve i picc a sca a su astre di ca cestru vi c ate ri ta e te$ c rapp rt ge etric di 1 0 1 55 Essi c c user che$ diversa e te da e astre pr vate a te peratura a bie te$ i cui i d di r ttura era i f ue at da a r ttura per c pressi e de ca cestru $ i tutte e 15 astre pr vate i cas di i ce di $ i c ass % stat g ver at da a r ttura de e ar ature u g a uce i re$ c e strat i Figura 4 6

Figura 4 6

d di r ttura de a s etta e e pr ve ad e evata te peratura

35

5

I

ET D DI CA C

SE P IFICAT

Fi dai pri i av ri di T ha se su ’a a isi de a i ea di r ttura(10) i ricercat ri ha a a i at g i effetti d vuti a e f r e e bra a i che deter i a u i cre e t de a capacit) p rta te de e s ette di ca cestru rispett a e sti e basate s su c p rta e t f essi a e(11) Diverse ricerche te riche e speri e ta i ha i dagat sug i effetti de e f r e di pia a te peratura a bie te$ arriva d a u a bu a c pre si e te rica de c p rta e t A seguit de a ricerca speri e ta e di Cardi gt questa te ria % stata estesa ag i sce ari di i ce di di pr gett $ c e di seguit specificat I av r speri e ta e di Cardi gt e e c c usi i ricavate dag i i ce di i edifici rea i ha strat che ci s sig ificative riserve di resiste a eg i edifici c p sti acciai ca cestru $ ssia che e presta i i de a struttura i cas di i ce di s superi ri a qua t previst su a base de e pr ve di resiste a a fu c sta dard c d tte su si g i e e e ti struttura i Cardi gt ha strat che % p ssibi e asciare pr tette a cu e travi c p ste di acciai che s ste g u s ai di ca cestru ar at 9 da qui i av r % stat i diri at vers studi di de i di ca c capaci di per ettere ag i i geg eri strutturisti di pr gettare a resiste a a fu c di u a s etta s ste uta da travi di acciai pr tette A seguit de a ricerca speri e ta e di Cardi gt (12$13) i ricercat ri de Bui di g Research Estab ish e t (BRE)$ gra ie ai fi a ia e ti de Stee C structi I stitute$ ha svi uppat u de di ca c se p ificat per s ai c p sti acciai ca cestru I de de BRE % stat va idat c i risu tati de a pr ve i gra de sca a di Cardi gt e dei precede ti av ri speri e ta i c d tti a te peratura a bie te Quest et d % prese tat e discuss i dettag i e paragraf 5 2 I et d di ca c se p ificat differisce da a pr cedura di ca c prevista dai c dici di pr getta i e(32$33)$ p ich7 ess c sidera i c p rta e t g ba e di u grupp di e e e ti struttura i$ piutt st che que dei si g i e e e ti Per deter i are a capacit) p rta te i cas di i ce di sarebbe tec ica e te p ssibi e i piegare u et d di ca c i eare ag i e e e ti fi iti$ a$ i ge era e$ questa pr cedura di ca c risu ta er sa e richiede esperie a c u e I et d prese tat i quest d cu e t richiede u a c sce a di base de ’i geg eria de a sicure a i cas di i ce di e risu ta di se p ice app ica i e per g i i geg eri strutturisti

51

I&tr du5i &e a a te ria de e i&ee di r ttura e a ’a5i &e e bra&a e

a te ria de a i ea di r ttura$ a a i ata per pri da T ha ss $ % u a te ria de caric i ite u ti de a struttura basata su u defi it ecca is di c ass e su e pr priet) p astiche de e s ette di ca cestru deb e te ar ate I ecca is di c ass % defi it da sche a de e i ee di r ttura$ u g e qua i e ar ature si s erva e si a ifesta fessura i i e a s etta ’area de i itata da e i ee di r ttura vie e c siderata rigida$ i prese a de e r ta i i che si verifica i c rrisp de a de e i ee di r ttura stesse

36

Perch7 a te ria de e i ee di r ttura sia va ida deve essere i pedita a r ttura de a s etta per tag i $ a r ttura i c rrisp d e a dei vi c i e a r ttura per c pressi e a risp sta e t curvatura de a s etta deve essere sufficie te e te dutti e i d ta e da per ettere a f r a i e de ecca is sche ati at 9 e a pratica quest c stituisce u pr b e a p ich7 i s ai s di s it p c ar ati e ciG p rta a s erva e t dutti e de e ar ature pri a di arrivare a r tture pi5 fragi i$ c e a r ttura per c pressi e de ca cestru Per s ette quadrate retta g ari se p ice e te app ggiate u g i ati iberi sche a de e i ee di r ttura previst % strat i Figura 5 1 Ess % sche a de e i ee di r ttura ip ti at eg i sche i di ca c che s di seguit svi uppati I rea t) i u edifici a struttura di acciai i s ai % s ita e te s ste ut da e travi$ che f r isc u a rigide a fi ita i c rrisp de a de a p si i e de e c e Quest aspett % trattat e Capit 6 Linee di rottura

Semplice appoggio su 4 lati

Figura 5 1 U tipic sche a di i ee di r ttura per u s ai retta g are se p ice e te app ggiat sui quattr ati Per u dat sche a de e i e di r ttura puG essere ricavata u a s u i Essa % basata su a te ria de ’e ergia$ sec d cui i av r ester app icat per u sp sta e t u itari de e parti rigide % ugua e a av c rrisp de te a a r ta i e u g e i ee di r ttura I caric c rrisp g i ecca is di c ass ip ti at sar) aggi re ugua e de caric rea e de a struttura$ f r e d c s6 u i ite superi re de a s u i e Tuttavia$ a causa de ’a i e e bra a e e a s etta e ar ature d p s erva e t $ questa te rica s u i e i de e i ee di r ttura te de ad essere sig ificativa e te i caric di r ttura de a s etta sservat dura te g i esperi e

e i ite de caric r i ter de te ad di r ttura

de ’i crudi e t de e ite derivata da ’a a isi feri re rispett a rea e ti

’a i e e bra a e e e s ette deter i a f r e c p a ari g ver ate da e c di i i a c t r prese ti e pia de a s etta Di seguit s c siderati due casi estre i$ i cas di vi c t ta e e que di essu vi c

511

S etta c

p eta e&te vi&c ata &e pia&

:e cas di s etta c p eta e te vi c ata e pia u g i su i ia i picc e i f essi i d vute a e t f ette te de a s etta da ecca is % u ’a i e e bra a e di c pressi e(14$15) Quest Figura 5 2 per u e e e t p rta te dire i a e C e strat i si svi uppa u ’a i e di c pressi e u g i perc rs che va da

37

c t r $ e u g ad i ustrat i Figura 5 3$ a superficie

i feri re u g i c t r a a superficie superi re i e eria$ ssia u ’a i e di c pressi e ad arc e a s etta che d) u g ad u i cre e t de a resiste a Questa a i e ad arc dive ta i stabi e qua d ’a pie a de ’ i f essi e vertica e supera u va re pari a ’i circa a a et) de spess re de a s etta$ p rta d ad u a rapida di i u i e de a resiste a a s etta puG qui di def r arsi svi uppa d a i i e bra a i di tra i e per gra di sp sta e ti Load

Induced compressive force

Figura 5 2 A i

e

Strains through the section

e bra a e di c

pressi

e i u a s etta vi c ata

ParH(14) ha i ustrat ’effett de ’a i e e bra a e di c pressi e i u a s etta vi c ata c u a figura si i e a a Figura 5 3 I picc i i ia e de caric prese te i questa figura per sp sta e ti i feri ri a spess re de a s etta % d vut a ’a i e e bra a e di c pressi e Qua d si verifica a r ttura per c pressi e de ca cestru si sserva u ’i pr vvisa ridu i e de a capacit) p rta te$ acc pag ata da u au e t di sp sta e t a capacit) p rta te p i au e ta c u i cre e t de e i f essi i fi a che si verifica a r ttura de ’ar atura Azione membranale di compresssione B

Instabilità Azione membranale di trazione

D

C A 1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

Spostamento / Altezza efficace

Figura 5 3 A i e e bra a e i u a s etta vi c ata e pia tutt i c t r (15)

512

u g

S etta se&5a vi&c i &e pia&

Se i c t r de a s etta % vi c at $ i su c p rta e t % differe te ’a i e e bra a e di c pressi e puG svi upparsi e i c p rta e t d p s erva e t % caratteri at da a i i e bra a i di tra i e Per u e e e t dire i a e i gra di sp sta e ti vertica i deter i a u acc rcia e t de ’e e e t a e estre it) Se quest acc rcia e t a e estre it) vie e i pedit a ra si svi uppa e f r e di tra i e :e cas di u e e e t dire i a e$

38

queste f r e di vi c d vrebber essere svi uppate ester a e te ai supp rti :e cas di u a s etta bidire i a e$ c e ad ese pi u a s etta c se p ici app ggi su tutti e quattr e estre it)$ i vi c i ester i ri ta i s ecessari p ich7 a s etta puG svi uppare u siste a i ter di f r e e pia che ha stess effett

Le estremità si muovono verso l’interno in grandi spostamenti

Figura 5 4 E e e t struttura e

dire i

ae

C sideria i cas de a s etta bidire i a e strata i Figura 5 5 Questa s etta ha supp rti vertica i u g i pr pri peri etr $ a vi c i ri ta i di pia a striscia a ce tr de a s etta de i ata X X te der) ad avere u c p rta e t c acc rcia e t a e estre it) si i e a ’e e e t dire i a e strat i Figura 5 4 I vece a striscia de i ata Y Y u g u at vi c at vertica e te subisce stess sp sta e t vertica e e perciG ha sig ificativi acc rcia e ti a e estre it) e f r e e pia perciG si a ifestera a ’i terfaccia tra e strisce di s etta a sc p di a te ere ’equi ibri $ i duce d c s6 te si i di tra i e e e strisce c e X X e te si i di c pressi e e e strisce c e Y Y Qua d quest c p rta e t si verifica i due dire i i i risu tat % u ’area di te si i di tra i e e ce tr de a s etta$ ssia e a a i dicata da ’area breggiata i Figura 5 5$ e u a e di c pressi i i t r a peri etr

39

Y

Linee di rottura Regione delle forze di trazione Y

X

X

Compressione attraverso la linea di rottura

Trazione attraverso la linea di rottura

Figura 5 5 Svi upp de e f r e

e bra a i di pia

513

e bra&a i su e i&ee di r ttura

Effett de te&si &i

svi upp di f r e di pia di tra i e e c pressi e i f ue a i e ti svi uppati e a s etta u g e i ee di r ttura$ c ridu i e de a resiste a a f essi e e a a tesa e au e t de a resiste a a f essi e de e i ee di r ttura e a a c pressa , tre a questa i f ue a su a resiste a a f essi e c’% a che ’i cre e t di capacit) p rta te d vuta a ’a i e e bra a e di tra i e A seguit de av r di T ha ss su ’a a isi de e i ee di r ttura$ a cu e pr ve che ha previst a distru i e di u i ter edifici s state descritte da (11) ,cH est Queste pr ve ha strat che i carichi s pp rtati dai s ai s stati c siderev e te pi5 gra di di que i previsti da a te ria de e i ee di r ttura Quest ha ge erat u c siderev e i teresse e a ricerca sug i effetti e bra a i e eg i a i segue ti u gra u er di ricercat ri ha studiat questi effetti$ sia speri e ta e te che a a itica e te I risu tati de e pr ve su e s ette vi c ate stra che sche a de e i ee di r ttura ca bia e a fase dei gra di sp sta e ti E’ i tre stat strat che stat u ti di c ass c rrisp de a svi upp di gra di fessura i i u g a uce i re de a s etta e a a r ttura de e ar ature$ c e rip rtat da W d(15) -et di di a a isi che te g c t de e a i i e bra a i s stati svi uppati per (15) (17) (16) (18) s ette vi c ate da W d $ =e p $ Tay r $ Sawc uH $ Hayes(19) e Bai ey (12$13) e - re W d ha svi uppat u a s u i e per e s ette circ ari c c t r i se p ice e te app ggiati s ggette a caric u if r e e te distribuit U a s u i e si i e % stata svi uppata per e s ette quadrate da =e p I et d di =e p prevede u a s u i e rig r sa rigid p astica$ i cui a capacit) p rta te % deter i ata da c sidera i i di equi ibri de e regi i rigide de a s etta Quest

40

fa si che a gra de a de e f r e e bra a i e i e ti e e i ee di r ttura sia deter i ati i fu i e de ’i f essi e de a s etta a te ria di =e p di stra che a capacit) p rta te de a s etta % fu i e de e i f essi i de a s etta stessa Eg i ha tat che i pratica i caric di c ass vie e raggiu t qua d si verifica a r ttura de e ar ature qua d i a tre aree si r pe i ca cestru $ a che se i su de te ta di defi ire quest pu t i ite e a risp sta a ’i f essi e d vuta ai carichi :e ’appr cci svi uppat da Sawc uH % prese te a f r a i e de e fratture u g a uce i re Sawc uH ide tifica che g i e e e ti tria g ari rigidi de a s etta s s ggetti a e ti e pia d vuti a a varia i e de e f r e e bra a i u g e i ee di frattura Sti a d a resiste a a f essi e de e regi i rigide$ Sawc uH ip ti a a f r a i e di cer iere u g a i ea ce tra e de a s etta e a frattura u g a uce i re Questa frattura % prevista dai et di svi uppati da Tay r a d =e p I et d di Sawc uH$ basat su ’e ergia$ c sidera a f r a i e di due p ssibi i fratture$ c e strat i Figura 5 6 a c c usi e % che i ecca is di c ass % causat da a f r a i e di fratture u g a uce i re i c rrisp de a de ’i terse i e de e i ee di r ttura$ c e strat i Figura 5 6(a)

(a) Frattura f r atasi a ’i&terse4i &e de e i&ee di r ttura

Figura 5 6

(b) Frattura f r atasi a ce&tr de a s etta

di di r ttura i dividuate da Sawc u0

Hayes ha tat che ’a a isi di Sawc uH i p ica che sia prese ti a i i a c t r $ e tre i rea t) queste f r e p ss esistere a e estre it) vi c ate se p ice e te app ggiate Hayes ha sservat a che che c’% appare te i cre e t e a capacit) p rta te qua d vie e c siderat ’equi ibri a e t de e e rigide Eg i ha c ti uat a svi uppare u a s u i e per i cas de e s ette retta g ari rt tr pica e te ar ate$ su qua e ha svi uppat e sue sserva i i a et d di Sawc uH$ tr va d bu a risp de a c a s u i e di =e p per e s ette quadrate :e su et d $ Hayes ha assu t i tre che e fratture u g a uce i re si verifica i c rrisp de a de ’i terse i e de e i ee di r ttura C fr ta d i su et d c que di Sawc uH$ Hayes ha c c us che e differe e s sig ificative C sa i p rta te % che Hayes ha tat a che che ’i cre e t d vut a ’effett e bra a e decresce c ’i cre e t de rapp rt ge etric de a s etta c ’i cre e t de ’ rt tr pia de e ar ature ’ip tesi di Sawc uH$ ad ttate a che da Hayes$ che i ecca is di r ttura i c udesse due fratture u g a uce i re de a s etta i c rrisp de a de ’i terse i e tra e i ee di r ttura % c traddett da gra parte dei risu tati speri e ta i$ i c usa u a pr va c d tta da Bui di g Research Estab ish e t e dificat i et d svi uppat c 2000(20) PerciG Bai ey e - re(12$13) ha ’appr cci di Hayes e ha basat i r et d de ’equi ibri su a f r a i e di u a si g a frattura e ce tr de a s etta$ i ecca is di r ttura

41

c u e e te sservat e e pr ve c d tte a te peratura a bie te e a te perature e evate$ Figura 5 7(b) a deriva i e usata da Bai ey e - re % descritta a paragraf 5 2 I i ia e te questa % stata svi uppata per ar ature is tr piche$ p i % stata aggi r ata per i c udere g i effetti de e ar ature rt tr piche e de ’effett cate aria de e travi di acciai (21)

52

Ca c de a resiste&5a di s ai c p sti app ica&d i et d di ca c se p ificat

Quest paragraf prese ta u et d di ca c se p ificat i piegabi e per ca c are a resiste a di astre retta g ari di s ai c p st acciai ca cestru I et d % stat svi uppat i diversi a i :e a versi e i i ia e(12$13) i et d prevedeva i cas di ar ature is tr piche e c siderava s u ecca is di r ttura$ d vut a a r ttura de a rete di ar atura e a dire i e de a uce i re de a s etta$ c e strat i Figura 5 7(a) G i svi uppi successivi(21$25) ha i c us u ca p di app ica i e pi5 ge era e che per ette ’us di ar ature rt tr piche e che c sidera a che a r ttura a c pressi e de ca cestru eg i a g i de a s etta (vedi Figura 5 7(b))

521

Ca c

de a resiste&5a

a capacit) p rta te di u a s etta se p ice e te app ggiata rdita i due dire i i se a vi c i ri ta i e pia a e estre it) % aggi re di qua t si ca c a i piega d a r a e te ria de e i e di r ttura ’i cre e t di resiste a % d vut a e a i i e bra a i di tra i e che si svi uppa e a s etta i cas di gra di sp sta e ti e a ’i cre e t de e t di r ttura e e regi i periferiche de a s etta$ d ve si a ifesta te si i di c pressi e i c rrisp de a de e i ee di r ttura (vedi Figura 5 8) ’i cre e t di resiste a$ deter i at c e s u i e i ite i feri re per sche a de e i ee di r ttura$ % basat su ’ip tesi che i c di i i u ti e sche a de e i ee di r ttura sia que strat i Figura 5 7(a) e che i c ass si verifica a causa de a r ttura de a rete di ar atura u g a uce i re a ce tr de a s etta U sec d ecca is di r ttura puG$ i a cu i casi$ verificarsi a causa de a r ttura de ca cestru eg i a g i de a s etta i cui si verifica gra di f r e di pia di c pressi e$ c e strat i Figura 5 7(b) Quest ecca is di c ass % discuss a paragraf 5 3

42

Frattura a piena altezza

Rottura per compressione del cls

Rottura delle armature lungo la luce maggiore

Schema linee di rottura

Il bordo della soletta si muove verso il centro e scarica le tensioni nell’armatura lungo la luce piccola

(a) r ttura per tra i e de a rete di ar atura Rottura del cls a causa dei vincoli nel piano

Schema delle linee di rottura

(b) r ttura a c

Il bordo della soletta si muove verso il centro e scarica le tensioni dell’armatura lungo la luce minore

pressi e de ca cestru

Figura 5 7 Ip tesi di

ecca is

di c

ass per i s ai c

p st

I pri ecca is di c ass si verifica e cas i cui a resiste a a c pressi e de ca cestru sia superi re rispett a a resiste a u ti a a tra i e de a rete di ar atura e c rrisp de a a r ttura de a rete I sec d ecca is di c ass si verifica e cas i cui a resiste a u ti a de a rete di ar atura sia superi re a a resiste a a c pressi e de ca cestru e c rrisp de a a r ttura per c pressi e de ca cestru eg i a g i de a s etta

43

L nL

Compressione

Elemento 1 Elemento 2

l

Trazione

Figura 5 8 S etta retta g are se p ice e te app ggiata su quattr ati che stra e f r e di pia u g e i ee di r ttura d vute a ’a i e e bra a e di tra i e a Figura 5 8 stra u a s etta retta g are se peri etr e sche a critic de e i ee di r u if r e e te distribuit ’i terse i e de e para etr n ca c at usa d a te ria ge era e de

n=

1 2 µ a²

(

p ice e te app ggiata su pr pri ttura previst i cas di caric i ee di r ttura % defi ita da e i ee di r ttura e dat da8

)

3µa ² + 1 − 1 ,

(11)

d ve a

% i rapp rt ge

etric de a s etta ( C )

µ

% i rapp rt de a capacit) p rta te f essi a e de a s etta e e dire i i rt g a i (deve essere se pre i feri re ugua e a 1 0)

a uce i re deve essere defi ita c riferi e t a a uce c rrisp de te a a capacit) p rta te a f essi e i feri re$ i d da dare u g a u c efficie te di rt tr pia (µ) se pre i re ugua e a u PerciG i u va id sche a de e i ee di r ttura % i itat a u va re assi di 0 5 a resiste a de ecca is che si verifica a causa de a f r a i e di queste i ee di r ttura % dat da a segue te equa i e8 24µM  1 1 PW  3+ 2 −  2 l (a') a'  

−2

i cui8 a’

W

µa

Hayes(19) ha sservat che assu e d u c p rta e t rigid p astic s per esse s tras a i i e r ta i i rigide e u teri ri ip tesi che g i assi eutri u g e i ee di r ttura sia retti i ei e che stress b cH de ca cestru sia retta g are p rta ad assu ere che e varia i i de e f r e e bra a i u g e i ee di r ttura sia i eari$ c e strat i Figura 5 9 Queste ip tesi e a

44

distribu i e di f r e Bai ey(12$26)

e bra a i che

e deriva s

state ad ttate a che da

L CL

k b K To

C

nL C

E

D

A

Elemento 1 S

S

φ F T2

T2 b K To

b K To

T1 Resistenza lungo la luce maggiore = T0 Momento = M0

Elemento 2

l

Resistenza lungo la luce minore = kT0 Momento = μM0

Figura 5 9 Distribu i

522

i de e te si

i di pia

per g i e e e ti 1 e 2

Svi upp di u&’espressi &e per i para etr 6

C sidera d ’equi ibri de e f r e di pia 1 si ttie e a segue te re a i e8

T1$ T2 e C che agisc

su ’e e e t

S sin φ = (C − T2 ) cos φ

e8 − S cosφ = (C − T2 ) sin φ −

T1 2

perciG8 T1 sin φ = (C − T2 ) 2

(1)

d ve8

φ

% ’a g

che defi isce

45

sche a de e i e di r ttura

kbKTo C D

l/2

(k/[l+k]) ([nL] 2 + l 2/4) l/(l+k) ([nL] 2 + l 2/4) C T2 bKTo nL

Figura 5 10 Distribu i

e de e te si

i di pia

u g

a i ea di r ttura CD

a Figura 5 10 stra a ge etria de a distribu i e de e te si i u g di r ttura CD C sidera d a Figura 5 9 e a Figura 5 108 T1 = b T 0 (

−2

a i ea

)

T2 =

bKT0  1  l2 2 nL + ( )   2 1+ k  4

C=

kbKT0 2

l2  k  2   (nL) + 4 1+ k  nL

sin φ =

(nL) 2 +

l2 4

d ve8 s

b

para etri che defi isc

a gra de a de a f r a

e bra a e$

T 0 % a resiste a de a rete di ar atura di acciai per u it) di arghe a$

n

% i para etr che defi isce

sche a de e i e di r ttura

S stitue d i va ri suddetti ’equa i e (1) dive ta8

bKT0 ( L − 2nL) 2

nL (nL) 2 +

l2 4

=

kbKT0  k  l 2 bKT0  1  l2 2 2 ( nL ) + − ( nL ) +     2  1+ k  4 2 1+ k  4

Questa espressi e puG qui di essere ris ta per para etr 8

k=

4na 2 (1 − 2n ) +1 4n 2 a 2 + 1

tte ere u ’espressi

e de

(2)

46

523

Svi upp di u&’espressi &e per i para etr b

C sidera d a r ttura de e ar ature u g a uce i re de a s etta$ puG essere svi uppata u ’espressi e per i para etr b a i ea EF strata i Figura 5 11 rapprese ta a p si i e de a r ttura de a rete$ che d) u g ad u a r ttura u g tutt spess re de a s etta U a s u i e i ite superi re de a resiste a a e t e pia u g a i ea EF puG essere tte uta assu e d che tutte e ar ature de a se i e sia a a te si e u ti a (fu) e che i barice tr de e te si i di c pressi e si tr vi e a p si i e E de a Figura 5 11 Si assu e che8

f u = 1 .1 f y D ve8

fy

% a te si e di s erva e t

C sidera d i

e t i E e a Figura 5 118 L/2 nL C

E

φ 1.1To

S

/2

(L/2)sin φ

φ F T2 (L/2 - nL) / cos φ T1 /2 (L/2)cos φ

(L/2)cos φ - (L/2 - nL)/cos φ

Figura 5 11 Distribu i

e de e te si

i di pia

 L   − nL    2 L 2   1 − 1  1  (nL )2 + l T2  cos φ −     2 cos φ  tan φ 3  1 + k  4      L l k  + C  sin φ −   2 3   k +1 +S

  4 

(nL )2 + l

a i ea di r ttura EF

     

2

2 L T 1  L  1.1Tol cos φ − 1   − nL  = 2 2 2  2 8 

47

u g

(3)

d ve8  = b T  − 2 2

  

T1

T2 =

b T  1  2 1+

  

(

)2

+

C =

b T   2 

  +1

(

)2

+

2

4 2

4

2 bKTo l (k − 1) (nL )2 + l 4nL 4 (l 2) cos φ = 2 (nL )2 + l 4 nL sin φ = 2 (nL )2 + l 4 nL tan φ = l 2

S=

( )

S stitue d queste espressi i e ’equa i e (3) si ttie e8

b T  1  2 1+

+

kbKTo 2

  

(

 k  2   (nL ) k + 1  

)2

       2 −  2 2 2   2 +   ( ) + 4  4   − 1  1  ( ) 2  3  1 + 

  l +  4   

2 bKTo l (k − l ) (nL )2 + l + 4nL 4

2

nL

(nL )2 + l

2

4

l   2

(nL )2 + l

2

4

se p ifica d 8

48

  −  2   2 +

L 1 k  2 −   (nL ) 2 3  1+ k 

     

(

)2

2

4

  l +  4   2

2 L L  l  L  1.1To l   − bKTo  − nL    − nL  = 8 2 2  2  2 

     2    2  +   4         

  b  1   l 2 −   2  1 + k   8n  

 L    − nL  2 2 2   (nL )2 + l  − 1  1  (nL )2 + l      nL 4  3  1 + k  4     

+

b  k 2   nL2 k  l 2     (nL )2 +  − 2  1 + k   2 3(1 + k )  4 

+

2 bl 2 (k − 1) − b L − nL  L − nL  = 1.1l 16n 2  8K 2  4

’equa i e (4) puG essere scritta c Ab + Bb + Cb − Db =

(4)

e$

1.1l 2 8K

Da cui8 b=

1.1l 2 8K ( A + B + C − D )

d ve8

(5)

(

L − nL 1  1  l 2 A=   − 2 nL 2  1 + k   8n 

) (nL) + l  

2

 1  1  l 2  2  −   (nL ) +  $ 4  3  1 + k  4   2

1  k 2   nL2 k  l 2     (nL )2 +  $ B =  − 2  1 + k  2 3(1 + k )  4 

C=

l2 (k − 1) $ 16n

L  L nl  D =  − nL  −  2  4 2  I para etri e b che defi isc e f r e di pia $ p ss e equa i i (2) e (5) rispettiva e te

524

e f r5e

essere ca c ati usa d

e bra&a i

a capacit) p rta te deg i e e e ti 1 e 2 de a s etta puG essere deter i ata separata e te c sidera d i c tribut de e f r e e bra a i a a resiste a e ’i cre e t de a resiste a a f essi e u g e i ee di r ttura c e strat i precede a Questi effetti s espressi i ter i i di u fatt re di a p ifica i e$ che vie e app icat a a resiste a i ite i feri re de e i ee di r ttura I i ia e te g i effetti de tag i e pia S (Figura 5 9) di g i tag i vertica e u g e i ee di r ttura s stati ig rati$ da d u g a due carichi differe ti ca c ati per g i e e e ti 1 e 2 rispettiva e te Ve iva qui di ca c at u va re edi c sidera d i c tribut de e f r e di tag i

49

C

tribut de e f r e

e bra a i a a capacit p rta te a f essi

e

a) E e e t 1 C riferi e t a a Figura 5 12$ i c rrisp de a de supp rt % dat da8

Figura 5 12 Ca c

1

= b T0 (

−2

de

e t

d vut

e t d vut a e f r e

) w + b T0

 3 +2 w  3 (1 + ) 2 

a e f r e

e bra a i i

e bra a i

  − b T0  

3    w  3 (1 + ) 2   

d ve8

M 1m

%i

e t su supp rt d vut a e f r e

e bra a i per ’e e e t 1

’espressi e si reduce a8  n(3k + 2) − nk 3   M 1m = KT0 Lbw (1 − 2n) +  3(1 + k ) 2  

a f r u a i e precede te defi isce i c tribut a a capacit) p rta te deriva te da e f r e e bra a i Ess deve essere aggiu t a c tribut d vut a ’i cre e t di capacit) p rta te di tip f essi a e e e aree i cui a s etta svi uppa f r e di c pressi e Per se p icit)$ i c tribut de e f r e e bra a i e ’i cre e t di a i e f ette te % c rre at a caric r a e i c rrisp de a de e i ee di r ttura Quest per ette di ca c are u fatt re di i cre e t sia per e a i i e bra a i che per ’i cre e t dei e ti f ette ti Questi fatt ri di i cre e t p ss i fi e essere s ati per f r ire i ig i ra e t c p essiv de a s etta d vut a ’a i e e bra a e Divide d per µM o L $ i e t resiste te de a s etta$ qua d ci s 1 f r e assia i$ per ette di espri ere ’effett de e a i i e bra a i di tra i e c e u i cre e t de a resiste a de e i ee di r ttura (Figura 5 13)

50

Load Load capacity based on membrane forces Enhancement factor due to membrane forces (e1m ) for a given displacement (w1)

Load capacity based on yield line theory

w1 Displacement ( w)

Figura 5 13 Fatt re di i cre e t d vut a e f r e I va re di µM o % tte ut c sidera d

e bra a i

sche a di Figura 5 14 C

h1

(g0 h) 1

d1

z1 h1

KT 0 C h2

(g0 h)2

d2

z2 h2

T0

Figura 5 14 Ca c I µ

de

e t resiste te

e ti f ette ti per u it) di arghe a de a s etta i 0 e Mo s dati da8  3 + (g 0 )1   4  

µ M 0 = KT0 d 1 

 3 + ( g 0 )2 M 0 = T0 d 2  4 

  

51

g i dire i e rt g a e

d ve8

(g 0 )1 , (g 0 )2 d1 $ d2

s para etri che defi isc stress b cH d vut a a f essi e i due dire i i rt g a i (vedi Figura 5 14) s

g i spess ri efficaci de e ar ature i

g i dire i e

I fatt re di i cre e t $ e1m $ % dat da8 e1m =

M 1m n(3k + 2) − nk 3  4b  w     (1 − 2n ) + =  µ M 0 L 3 + ( g 0 )1  d1  3(1 + k ) 2 

b) E e e t I

(6)

2

e t d vut a e f r e

e bra a i rispett a ’app ggi % dat da8

 2 + 3k − k 3   M 2m = KT0 lbw 2  ( ) 6 1 k +  

d ve8 2

%i e t d vut a e f r e ’e e e t 2

e bra a i rispett a ’app ggi per

’effett de ’a i e e bra a e di tra i e puG essere espress c e u i cre e t de a resiste a de e i ee di r ttura divide d i e t rispett a supp rt d vut a e a i i e bra a i 2 per a resiste a a f essi e e a dire i e gitudi a e qua d ci s f r e assia i$ M 0l Quest risu ta8 e2m =

M 2m 4bK = M 0 l 3 + ( g 0 )2

 w   d2

 2 + 3k − k 3    2    6(1 + k ) 

(7)

’effett de e f r e e bra a i su a resiste a a f essi e u g e i ee di r ttura % va utat c sidera d i criteri di r ttura qua d % prese te a che u caric assia e$ c e i dicat da W d X6Y :e cas de a uce i re$ i e t f ette te i prese a di u a f r a assia e % dat da8  N MN = 1 + α 1  µM 0  KT0

  N  − β1    KT0

  

2

(8a)

d ve8

α1 =

2( g 0 )1

3 + (g 0 )1

e8

β1 = I

1 − (g 0 )1

3 + ( g 0 )1

a iera a a ga per a uce

N MN = 1 + α 2  µM 0  T0

 N  − β 2    T0

  

aggi re$

2

52

(8b)

d ve8

α2 =

2( g 0 )2

3 + ( g 0 )2

e8

β2 =

1 − ( g 0 )2

3 + ( g 0 )2

Effett de e f r e

e bra a i su a resiste

a a f essi

e

a) E e e t 1 ’effett de e f r e e bra a i su a resiste a a f essi e % c siderat separata e te per g u a de e i ea di r ttura Per a i ea di r ttura BC$ a f r a perciG8 MN   M0

e bra a e % c sta te e ugua e a −b T0 e

  = 1 − α 1b − β 1b 2  BC

Per a i ea di r ttura AB (Figura 5 15)$

bKTo (l+k) kbKTo C A

φ

x

B T2

bKTo

Figura 5 15 F r e app icate a ’e e e t 1/ i ea di r ttura CD af r a da8 x

x

= −b T0 +

nL

∫ 0

x

(

a i ea di r ttura$ ad u a dista a di x da B % data

+ 1 )b T 0

 x ( + 1)  = b T 0  − 1   

S stitue d 2

e bra a e attravers

e ’equa i e (8a) si ttie e$ per e i e di r ttura AB e CD8

nL 2  M  x(k + 1)   x(k + 1)   dx = 2 1 + α 1b − 1 − β 1 b 2  − 1  dx M0  nL   nL    0 

∫

53

Quest d) u g a8 nL

2

∫ 0

 αb  β b2 2 M dx = 2nL 1 + 1 (k − 1) − 1 k − k +1  M0 2 3  

(

)

’i cre e t di resiste a a f essi e d vut a e f r e % dat da8

e1b =

(

e bra a i su ’e e e t 1

)

(

)

 αb  β b2 2 M = 2n 1 + 1 (k − 1) − 1 k − k + 1  + (1 − 2n ) 1 − α 1b − β 1b 2 (9) µM 0 L 2 3  

b) E e e t 2 C riferi e t a a Figura 5 16 per ’e e e t 2$ a f r a a u a dista a y da B puG essere espressa c e8

y (k + 1)bKT0 l 2

N y = −bKT0 +

bKTo (l+k) kbKTo C A

y φ

B

l

bKTo

Figura 5 16 F r e app icate a ’e e e t 2 Riadatta d 8

y

 2 y ( + 1)  = b T 0  − 1   

a s stitu i e e ’Equa i 12

∫ 0

e (8b) d)8

 2 y (k + 1)   2 y (k + 1)  − 1 − β 2 b 2 K  − 1 1 + α 2bK  l l     

1 2

M dy = 2 ∫ M0 0

54

2

 dy 

che dive ta8 12

2∫ 0

 α b  M β b2 dx = l 1 + 2 (k − 1) − 2 (k 2 − k + 1) M0 2 3  

Questa espressi e f r isce i fatt re di i cre e t d vut a ’effett de e f r e e bra a i su a resiste a a f essi e$ sec d a segue te f r u a i e8 e 2b =

a bK β b2K 2 M =1+ 2 (k − 1) − 2 (k − k + 1) M 0l 2 3

(10)

e equa i i (6)$ (7)$ (9) e (10) f r isc i c tribut a a capacit) p rta te d vut a e f r e e bra a i e ’effett de e f r e e bra a i su a resiste a a f essi e de a s etta Di c segue a$ i fatt re di i cre e t c c e segue8 e1 = e1

+ e1 b

e2 = e2

+ e2b

bi at si ttie e per

g i ee e t

C e dett i precede a$ i va ri di e ca c ati su a base de ’equi ibri per g i e e e ti 1 e 2 sara g i stessi Hayes suggerisce che questa differe a puG essere giustificata per ’effett de tag i $ vertica e e pia $ e che ’i cre e t g ba e % dat da8 e = e1 −

53

e1 − e 2 1 + 2µ a 2

R ttura a c

pressi &e de ca cestru55

I fatt re di i cre e t ricavat e paragraf 5 2 % tte ut c sidera d a r ttura per tra i e de a rete di ar atura Tuttavia$ deve essere c siderat c e p ssibi e d di c ass a che a r ttura de ca cestru i pr ssi it) deg i a g i de a s etta$ che i a cu i casi precede a r ttura de a rete Quest % stat tte ut i ita d i va re de para etr ‘b’ che rapprese ta a gra de a de e te si i di pia I acc rd a a Figura 5 9$ a assi a f r a di c pressi e di pia ag i a g i de a s etta % data da b T 0 Deve essere c siderata a che a f r a di c pressi e d vuta a e t Ip ti a d che i assi spess re de stress b cH sia i itat a 0 45d e ad tta d u c priferr edi de e ar ature i e tra be e dire i i rt g a i$ si ttie e che8  KT + T0   d + d2  kbKT0 +  0  = 0.85 f ck × 0.45 1  2  2   

D ve f ck % a resiste a ci i drica de ca cestru Ris ve d si ttie e8

55

b=

1 kKTo

  d + d2   K +1  0.85 f ck × 0.45 1  − T0     2   2  

a c sta te b % qui di presa pari a va re

56

i i

(11)

dat da e equa i i (5) e (11)

6

SVI UPP DE PR GETTA I

A GUIDA A E

A

e pr ve eseguite a te perature a bie te$ riepi gate e paragraf 4 5$ ha strat che a capacit) p rta te de e s ette di ca cestru au e ta gra ie a c tribut de e f r e e bra a i$ a patt che sia a te ut i supp rt vertica e u g i peri etr de a astra e s ette pia e che ha supp rti vertica i s i c rrisp de a dei r a g i svi uppa sig ificative f r e e bra a i di tra i e e perciG a r capacit) p rta te au e ta di p c Qui di per i bu c p rta e t i cas di i ce di di u s ai c p st p rtat da u a grig ia di travi di acciai % i p rta te suddividere a sua area t ta e i aree retta g ari$ a cui si fa riferi e t c e e di pr gett de s ai $ i cui s a te uti i supp rti vertica i u g i peri etr di g i area Bis g a assicurare che queste i ee di app ggi vertica e sia disp ste i d ta e che e travi peri etra i si i cr ci e a p si i e de e c e e sia pr tette da fu c A te peratura a bie te$ u g i c t r di g i a di pr gett de s ai i s ai % c ti u I vece$ i c di i i di i ce di $ % pr babi e che si f r i r tture i c rrisp de a de e travi peri etra i$ a causa de e gra di curvature ter iche che si verifica su e astre CiG puG p rtare a a r ttura de e ar ature$ d vuta a a curvatura a a c bi a i e de e te si i f essi a i e e bra a i a r ttura de e ar ature i queste regi i s ecitate da e t egativ si verifica pri a de a r ttura de e ar ature e a a ce tra e di pr gett de s ai PerciG e e di pr gett de s ai s c siderate se a vi c i r ta i a i e trasversa i u g i peri etr de a astra

61

e ip tesi di pr gett

I u s ai c p st sche a de e i ee di r ttura dipe de da c p rta e t de e travi c p ste pr tette$ che perd resiste a i a iera c ti ua e tre a te peratura cresce Diversa e te da qua t avvie e a te peratura a bie te$ i ecca is di resiste a ai carichi de s ai ca bia c ’i cre e t de a te peratura I i ia e te i s ai c p st fu i a c e u e e e t dire i a e p rtat da e travi sec darie Qua d queste perd resiste a a causa de ’au e t di te peratura$ i c p rta e t de s ai te de a c p rta e t di u e e e t bidire i a e se p ice e te app ggiat e si ha a f r a i e de sche a de e i ee di r ttura strat i Figura 6 1 Ip ti a d che questa c di i e u ti a di c ass si verifichi qua d a resiste a de a trave % picc a rispett a que a de a s etta$ puG essere tte uta u a sti a c servativa de a capacit) p rta te i d re ativa e te se p ice a capacit) p rta te de s ai vie e ca c ata e ’ip tesi che e travi c p ste c tribuisca a a resiste a ed % basata su sche a di i ee di r ttura c patibi i c e c di i i a c t r $ ip tesi che f r isce a i re capacit) p rta te Questa resiste a % qui di i cre e tata te e d c t deg i effetti e bra a i di tra i e c rrisp de ti a ’i f essi e sti ata de s ai e dei di di r ttura descritti a Capit 5 a resiste a a f essi e de e travi c p ste % aggiu ta a questa i cre e tata resiste a de s ai per tte ere a capacit) p rta te t ta e de siste a

57

Linee di rottura

Semplice appoggio su 4 lati

Figura 6 1 Sche a tipic de e i ee di r ttura di u a s etta retta g are se p ice e te app ggiata u g i quattr ati

62

I criteri di c

:e e pr ve c sservati due ge etric de u g a uce deb e te ar ar atura t s etta E tra se p ificat $ c

ass

d tte a te peratura a bie te e a te peratura e evata s stati di di r ttura$ dipe de ti da rapp rt di ar atura$ da rapp rt a s etta e da a dutti it) de e ar ature a r ttura de e ar ature i re deter i a i d di r ttura e a aggi r parte de e s ette ate$ e tre e e s ette f rte e te ar ate e e e s ette c dutti e puG verificarsi a r ttura de ca cestru ag i a g i de a bi i di di r ttura s c siderati da et d di ca c e descritt e paragraf 5 2

a aggi r parte de e pr ve c d tte a te peratura e evata su s ette di ca cestru se p ice e te app ggiate si s c c use c a frattura su tutt spess re de a s etta u g a uce i re ( l )$ c e strat i Figura 6 2 I et d di ca c prese tat e paragraf 5 2 c se te di deter i are a capacit) p rta te per u a data freccia :e paragraf 6 2 1 % descritt svi upp di u a f r u a per va utare a freccia de a s etta subit pri a de a sua r ttura$ dat ecessari per ca c are ’effett de e a i i e bra a i Rottura a tutta altezza

Rottura per compressione del cls Rottura delle armature lungo la luce maggiore

Schema delle linee di rottura

Il bordo si muove verso il centro della soletta e scarica le tensioni dell’armatura nella luce minore

Figura 6 2 Frattura per tra i ar ature

58

e de a s etta d vuta a a r ttura de e

621

Freccia de a s etta

P ich7 i et d di ca c se i f essi i de a s etta p Tuttavia$ per ca c are e f r e freccia de a s etta subit pri def r a i e ter ica d vuta a def r a i e ecca ica de e ar 6211

p ificat % basat su a te ria de a p asticit)$ ss essere ca c ate usa d quest et d e bra a i$ deve essere sti at u va re de a de a r ttura Questa sti a tie e c t de gradie te di te peratura su a s etta e de ature

e a a a

Effetti ter ici

Su a base de e a a isi c d tte$ qua d a freccia de a s etta % aggi re di circa 0 5 v te i su spess re e c i cia a ascere e f r e di tra i e e ce tr de a s etta$ g i vi c di pia a ’espa si e ter ica fa i cre e tare sp sta e t vertica e (i che vu dire che a s etta % e a fase p st i stabi it)) e qui di e a i i e bra a i di tra i e C servativa e te$ e per per ettere che quest appr cci sia uti i at a che per i s ai di b rd $ quest be efic effett vie e trascurat e a s etta vie e c siderata vi c ata I s ai c p st i c di i i di i ce di % i teressat ter ic che$ per u a s etta vi c ata$ fa au e tare se a i durre s ecita i i ecca iche e a rete di ar atura te peratura e a s etta vie e assu ta i eare$ da ’i f essi e ter ica % ca c at c e8

da curvature di tip sp sta e t vertica e Se a distribu i e di sp sta e t causat

d 2 w α (T2 − T1 ) = h dx 2

d ve8 w

W sp sta e t vertica e

α

W c efficie te di espa si e ter ica

T2

W te peratura i feri re

T1

W te peratura superi re

h

W spess re de a s etta

sp sta e t vertica e de a s etta d vut a a curvatura ter ica puG essere tte ut i tegra d ’equa i e s pra rip rtata Si ttie e8 wθ =

α (T2 − T1 )l 2 8h

d ve8

l

% a u ghe a de a uce

i re de a s etta

Questa f r u a i e % basata su u a te peratura dei gas c sta te i tutt i c parti e t Per te ere c t de e rea i c di i i di i ce di $ i cui u risca da e t u if r e % e pr babi e$ si app ica u fatt re di ridu i e pari a 2 0 a ’espressi e de sp sta e t s pra rip rtata C questa espressi e si deter i a i va re di pr gett de sp sta e t vertica e d vut a a curvatura ter ica Ess % dat da8

59

wθ =

α (T2 − T1 )l 2 16h

6212

Def r a i

i

ecca iche e e ar ature

Assu e d che a f r a i f essa de s ai d vuta a caric trasversa e sia parab ica$ a u ghe a de a s etta i f essa % data da a segue te f r u a i e$ i cui a uce aggi re % ( )8  8w 2 32w 4  Lc = L1 + 2 − + .....  4 3L 5L  

d ve8

Lc

% a u ghe a de a curva$

L

% a u ghe a de a uce

w

%

aggi re de a s etta per sp sta e t

u

$

sp sta e t vertica e de a curva

Per curve pia e$  8w 2  Lc = L1 + 2  3L  

Qui di$ a def r a i e e a rete puG essere ca c ata da8

ε=

8w 2 3L2

Questa equa i e c sidera che a def r a i e abbia stess va re u g a u ghe a de a s etta :e a rea t) a s etta i i ia a esi arsi$ c def r a i i che s c ce trate d ve si s verificate e fratture e ar ature i c rrisp de a di u a frattura s s ggette i tre a u sig ificativ i cre e t di def r a i e$ che puG dar u g a a r ttura de e ar ature PerciG$ per te ere c t de ’irrigidi e t i tra i e$ a c p e te de sp sta e t d vut a e u va re c servativ de a def r a i i e e ar ature wε % va utata c def r a i e edia$ ca c ata per u a te si e ugua e a a et) de a te si e di s erva e t a te peratura a bie te sp sta e t a ra % dat da8  0.5 f sy   wε =   Es 

(1)

3L2 8

d ve8 Es

%i

du

e astic a te perature a bie te de e ar ature

fsy

% a te si e di s erva e t a te perature a bie te de e ar ature

G i sp sta e ti d vuti a e def r a i i e e ar ature ca c ati usa d ’equa i e (1) s stati c fr tati c a assi a i f essi e isurata e e pr ve a te peratura a bie te I tutti i casi c siderati$ sp sta e t previst da ’equa i e (1) risu ta pi5 picc de assi sp sta e t registrat e e pr ve$ c e strat i Tabe a 6 1

60

Tabe a 6 1 C

fr t tra e i f essi i f r ite da ’equa i e (1) e a assi a i f essi e isurata e e pr ve c d tte a te peratura a bie te

Test

Di e&si &i de s ai ( )

Spess re efficace ( )

Dia etr de e ar ature ( )

Pass de e ar ature ( )

Te&si &e di s&erva e&t de ’acciai 2 ( ; )

Freccia ax test ( )

BRE

9 56x6 46

66 0

60

200

580

223

216

1 6x1 1

26 0

30

30 0

263

127C

25

2 0x1 0

26 0

30

60 0

263

76C

31

0 914x0 91 4

15 9

95

<†

505

50 8C

19 4

0 914x1 37 2

15 9

95

<†

505

50 8C

29 1

0 914x1 82 9

15 9

95

<†

505

50 8C

38 8

1 829x1 82 9

43 6

48

76 2

376

81

33 5

1 829x1 82 9

37 3

48

63 5

376

98

33 5

1 829x1 82 9

69 0

48

122

376

84

33 5

0 381x0 38 1

14 2

23

<†

414

11 6

7 32

0 381x0 38 1

31 0

34

<†

379

7 45

70

Sawc4u5 & Wi&&ic5i Hayes & Tay r

Tay r1 aher & Hayes

Br thie & H ey

a

Freccia issibi e Eq (1) ( )

C a pr va F ter i&ata pri a de a r ttura de e ar ature † Dati & & rip rtati

6213

Ca c

de a freccia de a s etta per i ca c

de e f r e

e bra a i

’a i e e bra a e di tra i e de a s etta % qui di ca c ata su a base deg i sp sta e ti de a s etta sti ati c bi a d e c p e ti d vute a a curvatura ter ica e a e def r a i i de e ar ature$ sec d a f r u a8 wm =

α (T2 − T1 )l 2 16h

 0.5 f sy +   Es

  

3L2 8

(2)

Questa equa i e f r isce u a sti a c servativa de a capacit) p rta te$ p ich78 •

g i sp sta e ti vertica i sti ati d vuti a a curvatura ter ica s due9

•

a curvatura ter ica % ca c ata su a base de a uce

•

ve g ig rati a tri sp sta e ti vertica i aggiu tivi i d tti da ’espa si e ter ica i pedita qua d a s etta % i u stat successiv a ’i stabi it)9

i re de s ai 9

•

g i c tribut d vut a a a iera di acciai % trascurat 9

•

’i cre e t di dutti it) de a rete di ar atura d vut te peratura % trascurat

622

Ca ibra5i &e per (12)

divisi per

a ’au e t

de a

e55 de e pr ve di Cardi> &

Bai ey & - re di strar che i et d di ca c rip rtat a paragraf 5 2 f r isce u a previsi e ragi ev e de a capacit) p rta te de s ai se c fr tat c i risu tati de e pr ve di i ce di di Cardi gt :e ’a bit di quest pr gett % 61

stata c d tta u ’u teri re pr va di resiste a a fu c i f r 7

descritta e Capit

a precede te espressi e de ’i f essi e de s ai % stata c fr tata c a freccia registrata dura te e pr ve di i ce di di Cardi gt ’ biettiv era di verificare che e i f essi i sti ate f sser c servative se c fr tate c i rea e c p rta e t de s ai subit pri a de c ass I pr b e a di uti i are queste pr ve per quest sc p era che ei s ai pr vati i c ass % stat raggiu t $ perciG a assi a isura di i f essi e c rrisp de a c ass de s ai Perta t si tie e c t che i risu tati de c fr t s c servativi$ a che se i argi e di sicure a puG essere qua tificat a Tabe a 6 2 stra i c fr t tra ’i f essi e i ite data da ’equa i e (2) e ’i f essi e assi a isurata i g u a de e pr ve di Cardi gt Quest c fr t i c ude sia e def r a i i ter iche che que e ecca iche$ che % p ssibi e disti guere ei dati de e pr ve I tutti i casi ’equa i e (2) f r isce i f essi i che s pi5 gra di de e i f essi i isurate Per assicurare che ’i f essi e i ite sia c servativa$ Bai ey e - re(12) i itar ’i f essi e a que e registrate e e pr ve Tabe a 6 2 C fr t tra g i sp sta e ti dati da ’equa i e (2) e g i sp sta e ti assi i registrati e e sei pr ve di i ce di di Cardi gt Test

( )

( )

I&f essi &e d vuta a a curvatura ter ica ( )

BRE C r&er Test

90

60

135

208

343

269

1 28

British Stee Restrai&ed Bea

90

60

135

208

343

232

1 50

British Stee 2
14 0

90

0C

324

324

293

1 11

10 223

7 87 5

231

237

468

428

1 09

BRE arge C part e&t Test

21 0

90

303

486

789

557

1 42

BS De

14 6

10 0

373

338

711

641

1 11

BS C r&er Test

ffice Test

I&f essi &e d vuta a e def r a5i &i ecca&iche ( )

I&f essi &e i ite Eq (2)

CA causa de a picc a area de s ai risca dat i& questa pr va ter ica era pres pari a 4er

(

)

assi a i&f essi &e registrata &e e pr ve ( )

I&f essi &e i ite; i&f essi &e di pr va

sp sta e&t d vut a a curvatura

Per e def r a i i ecca iche Bai ey e - re i tr dusser u c e strat di seguit 8  0 .5 f y wε =   E

 3L2    re inf 8

a wε ≤

i ite aggiu tiv $

l 30

Per e i f essi i ter iche essi i cre e tar i Qfatt re di sicure aR da 2 a 2 4$ f r e d e segue ti espressi i c servative per a sti a de ’i f essi e de s ai 8

62

wm =

α (T2 − T1 )l 2 19.2h

a

 0.5 f sy +   Es

aggi re di

  

(3)

3L2 8

α (T2 − T1 )l 2 19.2h

+

l 30

a Tabe a 6 3 stra i c fr t c ’i f essi e i ite data da ’equa i e (3) Dat che i essu a de e pr ve si % verificat i c ass $ % stat rite ut tr pp c servativ ridurre ’i f essi e i ite a u pu t per cui i rapp rt tra i f essi e i ite ca c ata e i f essi e isurata sia stess per tutte e pr ve Per a pr va e c parti e t di gra di di e si i quest i ite % se brat ragi ev e Tabe a 6 3 C fr t tra g i sp sta e ti dati da ’equa i e (3) e g i sp sta e ti assi i isurati e e sei pr ve di i ce di di Cardi gt Test

( )

( )

I&f essi &e d vuta a a curvatura ter ica ( )

BRE C r&er Test

90

60

112

200

312

269

1 16

British Stee Restrai&ed Bea

90

60

112

200

312

232

1 34

British Stee 2
14 0

90

0C

300

300

293

1 02

193

237

430

428

1 00

BS C r&er Test

10 223 7 875

I&f essi &e d vuta a e def r a5i &i ecca&iche ( )

I&f essi &e i ite Eq (2) (

)

assi a i&f essi &e registrata &e e pr ve ( )

I&f essi &e i ite; i&f essi &e di pr va

BRE arge C part e&t Test

21 0

90

252

300

552

557

0 99

BS De

14 6

10 0

311

333

644

641

1 00

ffice Test

CA causa de a picc a area de s ai risca dat i& questa pr va ter ica F stat pres pari a 4er

63

I

sp sta e&t d vut a a curvatura

et d di ca c

I

et d di ca c

prese tat i quest d cu e t % basat su due pri cipi chiave8

•

i rischi per a sicure a i cas di i ce di deg i ccupa ti$ de e squadre di s cc rs e di a tri e e vici a e de ’edifici deve essere au e tat a causa de ’i pieg di quest et d rispett a qua t assu t e a pr getta i e rdi aria9

•

’i ce di deve essere c te ut a ’i ter e ’app ica i e de et d di ca c presta i i de a c parti e ta i e

de c parti e t i cui si svi uppa deve p rtare a a perdita de e

I et d di ca c puG essere app icat ai siste i di s ai c p st acciai ca cestru s ste ut da c e c p ste c p ste ’ rditura struttura e deve essere c tr ve tata (struttura a di fissi)$ i c ega e ti dev essere c essi i se p ici tip cer iera e i s ai di ca cestru deve essere rea i at i piega d u a a iera di acciai pi5 a ta di 80 e s ste uta da a f a gia superi re de a trave di acciai e travi di acciai dev essere pr gettate per

63

fu i are i siste a c p st c i s ai c f r e e te a e racc a da i i di E: 1994 1 1 S esc use da ca p di app ica i e e s ette c i s ffitt di ca cestru esp st che i c ude parti di ca cestru prec press e e travi c aperture u tip e e ’a i a Per app icare i et d di ca c se p ificat descritt a Capit 5 a cas di u dat sce ari di i ce di $ i pia de s ai che si c sidera deve essere divis i u cert u er di Q e di pr gett de s ai R Queste e di pr gett de s ai s de i itate su r peri etr da e travi ( r a e te pr tette da fu c ) che s ddisfa i requisiti di resiste a a fu c specificati per i pia di s ai ,g i a di pr gett de s ai puG i c udere u cert u er di travi sec darie i ter e pr tette da fu c $ ave ti u a resiste a a fu c t i feri re a prese a de e travi pr tette u g i peri etr de a s etta ha sc p di gara tire u c p rta e t de s ai c f r e a ’ip tesi che i peri etr de e e di pr gett de s ai risu ti se p ice e te app ggiate Per peri di di resiste a a fu c pari a 60 i uti superi ri i peri etr de a a di pr gett de s ai deve c rrisp dere a a grig ia de e c e e e travi peri etra i dev essere c esse ad u a c a ad e tra be e estre it) I s ai c p st puG essere pr gettat c f r e e te a E: 1994 1 1 e deve s ddisfare a che spess re i i ecessari i c di i i di i ce di per gara tire i requisit di is a e t $ c f r e e te a E: 1994 1 2 ’ar atura de s ai c p st deve essere tte uta usa d reti di acciai e ar ature e e ervature de s ai ve g c siderate e et d di ca c se p ificat ’aggiu ta di quest tip di ar ature puG avere u effett p sitiv egativ su e presta i i de s ai i c di i i di i ce di $ p ich7 puG verificarsi u a r ttura per c pressi e e ca cestru se i s ai % tr pp ar at

631

Ca c

de a capacit> p rta&te de s ai

I ca c de a capacit) p rta te de e i ee di r ttura de s ai c p st e ’ass ciat i cre e t di questa resiste a d vut a e gra di i f essi i de s ai % stat descritt i dettag i e Capit 5

632

Ca c

de a capacit> p rta&te de e travi & & pr tette

I c di i i di i ce di e travi pr tette a ’i ter di g i a di pr gett de s ai aggiu g i r c tribut a a resiste a a tra i e de s ai edia te ’effett cate aria a te peratura de a se i et d f r it i 4 3 4 2 a a superi re de pr fi u if r e per i ca c de

e trasversa e de e travi pr tette % ca c ata usa d i 2 di E: 1994 1 2 ,g i e e e t $ a a i feri re$ a i a e di acciai $ % c siderat s ggett ad u a te peratura a resiste a a f essi e

I ca c de e t resiste te p astic de e travi ad a ta te peratura segue i pri cipi dati i 4 3 di E: 1994 1 2$ te e d c t de grad di c essi e a tag i tra a se i e di acciai e i ca cestru a te peratura de a s etta % assu ta pari a 40% de a te peratura de a f a gia superi re Per e se i i pie e vie e c siderat ’i ter pr fi Per e travi a ve ari e pr ve fatte i U ster (vedi paragraf 7 4) ha strat che % i p rta te te ere c t de a resiste a p astica de a trave di acciai d p che ’a i a de a trave si % i stabi i ata PerciG d p ’i stabi it) de ’a i a de a trave a ve are$ a fav re di

64

sicure a$ si tie e c t s se i e

de a te si e che si ge era e a T superi re de a

Pri a de ’i stabi it) de ’a i a

Figura 6 3 Se i

D p

e di acciai pri a e d p

’i stabi it) de ’a i a

’i stabi it de ’a i a

Per i p e e tare quest effett e et d a a itic e per assicurare a tra si i e tra i pr fi c p et de a trave a ve are e a trave a ve are d p ’i stabi it) de ’a i a % stata svi uppata u a u va curva di ega e de ateria e per ’acciai de ’e e e t i feri re8 1

1,0

Reduction factors (x 1E-3)

kay,θ Reduction factors

0,8

kEa,θ

0,6

0,4

kap,θ 0,2

kay,θ 0,8

0,6

kEa,θ

0,4

kap,θ 0,2

0,0

0 0

200

400

600

800

1 000

1 200

0

200

400

Temperature ( C)

800

1 000

1 200

b) θ > 600 DC e fase di raffredda e t

a) θ Z 600 DC

Figura 6 4 Fatt re di ridu i e de ’acciai struttura e u a trave a ve are pr tetta

64

600

Temperature ( C)

e a T i feri re di

Pr getta5i &e de e travi peri etra i resiste&ti a fu c

e travi peri etra i che de i ita g i a di pr gett de s ai dev essere pr gettate i d da verificare a resiste a a fu c richiesta per i s ai Quest assicura che sche a de e i ee di r ttura e ’ass ciat i cre e t de ’a i e e bra a e di tra i e$ che si verifica sec d a et d gia di ca c $ si verifichi effettiva e te I e t resiste te richiest per e travi di b rd % ca c at c sidera d sche i di i ee di r ttura a ter ativi che c se t a s ai di piegarsi u g u asse di si etria se a svi uppare a i i e bra a i di tra i e$ c e strat i Figura 6 5 e Figura 6 6

65

Asse di r ta i e o

o Bordo della soletta

B rd de a s etta

M HOT

Linea di rottura M b,1

M HOT

o

o Asse di rotazione

Figura 6 5 Sche a de e i ee di r ttura a ter ative che i p ica f r a i e di cer iere p astiche e e travi peri etra i o

o

M b,2

M HOT Asse di rotazione

a

Asse di rotazione Spostamento verticale nullo

M HOT

o

M b,2

o Spostamento unitario lungo la linea di rottura

Figura 6 6 Sche a de e i ee di r ttura a ter ative che i p ica f r a i e di cer iere p astiche e e travi peri etra i

a

Ave d ca c at a capacit) p rta te richiesta affi ch7 queste travi sia i grad di f r ire sufficie te supp rt per c se tire svi upp de a tra i e e bra a e che fa i cre e tare a resiste a de s ai $ puG essere deter i ata a te peratura critica de e travi e u appr priat ive di pr te i e da fu c i d da assicurare che questa te peratura critica sia superata dura te i peri d di resiste a a fu c richiesta I et d di pr getta i e descritt a r ttura si f r i e s ai a stat travi peri etra i de a a di pr gett f essi a e i d da preve ire u per ive i di caric i feri ri

Capit 5 prevede che u sche a di i ee di i ite u ti Perch7 ess p ssa f r arsi$ e de s ai dev avere sufficie te resiste a ecca is di r ttura de a travi e de s ai

Per u a tipica a di pr gett de s ai $ strata i Figura 6 7$ s c siderati due sche i di i ee di r ttura che i c ud a f r a i e di cer p astiche e e travi peri etra i e i ee di r ttura p ss verificarsi a ce tr s ai $ sia para e a e te a e travi pr tette e a dire i e 1$ c cer p astiche che si f r a e e travi peri etra i sui ati A e C$ sia perpe dic ar

66

stati iere de iere e te

a e travi pr tette e a dire i e 2$ c travi peri etra i sui ati B e D e e e travi

cer iere p astiche che si f r a pr tette

e e

Usa d quest sche a di i ee di r ttura e uguag ia d i av r i ter ed ester di quest ecca is $ puG essere deter i at i e t resiste te richiest a e travi peri etra i per tte ere u a capacit) p rta te ugua e a que a de a s etta a f r u a i e de e re ative equa i i % data di seguit

L1 LATO A Travi interne non protette L2 LATO D

LATO B Travi perimetrali protette LATO C

Figura 6 7 Tipica

a di pr gett de s ai

641

Travi & & pr tette c & travi di b rd su e&tra bi i ati

6411

"i ee di r ttura para e e a e travi

pr tette

Quest cas c sidera a resiste a f essi a e richiesta B e D de a a di pr gett de s ai Queste travi s b rdi de s ai U a si g a i ea di r ttura % ip ti s ai di pr gett e a dire i e 1$ c e strat i ip tesi de et d di ca c $ i peri etr de a c siderat se p ice e te app ggiat

a e travi peri etra i sui ati a che c siderate u g i ata a ce tr de a a di Figura 6 8 -a te e d e a di pr gett de s ai %

Asse di rotazione o

o Bordo della soletta

B rd de a s etta

M HOT

Linea di rottura M b,1

M HOT

o

o Asse di rotazione

Figura 6 8

i ee di r ttura para e e a e travi a c t r sui ati B e D

pr tette e c

di i

i

C sidera d sp sta e ti u itari u g a i ea di r ttura$ a r ta i e de a i ea di r ttura puG essere ca c ata c e segue8 67

R ta i e de a i ea di r ttura W 2 I av r i ter

1 L2 2

W

4 L2

c rrisp de te a a r ta i e de a i ea di r ttura % dat da8

(

W ML1,eff + 2 M b ,1

av r i ter

) L4

W

4 M L1,eff

2

L2

+

8M b ,1 L2

d ve8 % a u ghe a efficace de a i ea di r ttura rid tta de a arghe a efficace de s ai che % ip ti ata age te c e travi peri etra i e cas i cui queste sia pr gettate c e e e e ti c p sti

1,eff

%i e t resiste te de a s etta per u it) di u ghe a de a i ea di r ttura Per u caric u if r e su s ai $ p$ i av r ester dat da8 av r ester

W

8ML1,eff L2

sp sta e t %

1 p L1 L2 2

Uguag ia d i av r i ter p L1 L2 =

d vut a

+

e que

ester

si ttie e8

16 M b,1 L2

Se i caric su s ai c rrisp de a a capacit) p rta te deter i ata i acc rd c i Capit 5$ i va re i i richiest de e t resiste te per e travi peri etra i sui ati B e D % dat da8 pL1 L2 − 8ML1,eff 2

M b,1 =

16

d ve8 p

6412

% i caric u if r e e te distribuit che deve essere p rtat da a pr gett de s ai i c di i i di i ce di "i ee di r ttura perpe dic ari a e travi

a di

pr tette

Quest cas c sidera i e t resiste te richiest a e travi peri etra i sui ati A e C de a a di pr gett de s ai Si assu e che si f r i u a si g a i ea di r ttura a ce tr de a a di pr gett de s ai e a dire i e 2$ c e strat i Figura 6 9 -a te e d e ip tesi de et d di ca c $ i peri etr de a a di pr gett de s ai % ip ti at se p ice e te app ggiat

68

o

o

M b,2

Asse di rotazione lspostamento verticale nullo

M HOT

Asse di rotazione

M HOT

M b,2

o

Figura 6 9

o Spostamento unitario lungo la linea di rotttura

i ee di r ttura perpe dic ari a e travi c di i i a c t r sui ati A e C

pr tette e

C sidera d sp sta e ti u itari u g a i ea di r ttura$ a r ta i e de a i ea di r ttura puG essere ca c ata c e segue8 R ta i e de a i ea di r ttura W 2 I av r i ter av r i ter

1 L1 2

W

4 L1

d vut a a r ta i e de a i ea di r ttura % dat da8 W (ML2,eff + 2M b , 2 + nM HOT ) W

4 M L2,eff L1

+

8M b,2 L1

+

4 L1

4nM HOT L1

D ve8 2$eff

% a u ghe a effettiva de a i ea di r ttura rid tta de a arghe a efficace de s ai che % ip ti ata age te c e travi peri etra i e cas i cui queste sia pr gettate c e e e e ti c p sti e c e travi c p ste i ter e pr tette %i e t resiste te de s ai per u it) di u ghe a de a i ea di r ttura

I av r ester av r ester

d vut a W

sp sta e t de s ai % dat da8

1 p L1 L2 2

Uguag ia d i av r i ter p L1 L2 =

8ML2,eff L1

+

16 M b,2 L1

e que +

ester

si ttie e8

8nM HOT L1

Se i caric su s ai c rrisp de a a capacit) p rta te deter i ata i acc rd c i Capit 5$ i va re i i richiest de a resiste a f essi a e per e travi peri etra i sui ati A e C % dat da8

69

pL1 L2 − 8ML2,eff − 8nM HOT 2

M b,2 =

16

d ve8 p

% i caric u if r e e te distribuit che deve essere p rtat da a pr gett de s ai i c di i i di i ce di

642

Travi & & pr tette c & u&a trave di b rd su u& at

6421

"i ee di r ttura para e e a e travi

a di

pr tette

Quest cas c sidera a resiste a f essi a e richiesta a e travi peri etra i sui ati B e D de a a di pr gett de s ai I quest cas a trave su at B % u a trave i ter a peri etra e P ich7 i s ftware fu i a s per astre di s ai is ate$ i ca c de a resiste a di u a trave i ter a peri etra e deve ip ti are che a a di pr gett de s ai sia adiace te a u ’area di s ai c ati ide tici i cui e travi i ter e sia state specificate Si assu e che si f r i u a si g a i ea di r ttura a ce tr de a a di pr gett de s ai e a dire i e de a uce 1$ c e strat e a Figura 6 8 Zona di progetto del solaio L1

L1

o

L2

o

M b,1

M b,1

M b,1 Linea di rottura con spostamento unitario o lungo la sua lunghezza

o

Asse di rotazione L2

Figura 6 10

i ea di r ttura para e a a e travi a c t r su at D

pr tette/ c

di i

i

C sidera d sp sta e ti u itari u g a i ea di r ttura$ a r ta i e de a i ea di r ttura puG essere ca c ata c e segue8 R ta i e de a i ea di r ttura W 2 I av r i ter

1 L2 2

W

4 L2

c rrisp de te a a r ta i e de a i ea di r ttura % dat da8

70

(

W 2ML1,eff + 3M b ,1

av r i ter

) L4

W

2

I av r ester

d vut a

av r ester

W

8ML1,eff L2

L2

+

12 M b ,1 L2

sp sta e t de s ai % dat da8

1 p 2 L1 L2 2

Uguag ia d i av r i ter p L1 L2 =

8M L1,eff

+

e que

ester

si ttie e8

12M b,1 L2

Se i caric su s ai c rrisp de a a capacit) p rta te deter i ata i acc rd c i Capit 5$ i va re i i richiest de a resiste a f essi a e per e travi peri etra i sui ati B e D % dat da8 pL1 L2 − 8ML1,eff 2

M b,1 =

12

d ve8 1$eff

% a u ghe a efficace de a i ea di r ttura a ett de a arghe a efficace de s ai che % assu t age te c e travi peri etra i e cas i cui esse sia pr gettate c e e e e ti c p sti %i e t resiste te de s ai per u it) di u ghe a de a i ea di r ttura

p

6422

% i caric u if r e e te distribuit che deve essere p rtat da a pr gett de s ai i c di i i di i ce di "i ea di r ttura perpe dic are a e travi

pr tette

Si assu e che si f r i u a s a i ea di r ttura a ce tr de a s ai e a dire i e de a uce 2$ c e strat i Figura 6 11

71

a di

a di pr gett de

o

Zona di progetto del solaio o

M b,2

M HOT

M HOT

M b,2

M HOT

M HOT

M b,2 o

o

Figura 6 11

i ea di r ttura perpe dic are a e travi c di i i a c t r su at A

pr tette/

C sidera d u sp sta e t u itari de a i ea di r ttura$ a r ta i e de a i ea di r ttura puG essere ca c ata c e segue8 R ta i e de a i ea di r ttura W 2 I av r i ter av r i ter

8M L2,eff

+

L1

d vut a W

8ML2,eff

12 M b , 2 L1

+

4 L1

8nM HOT L1

sp sta e t de s ai % dat da8

1 p L1 2 L2 2

Uguag ia d i av r i ter

L1

4 L1

W (2ML2,eff + 3M b , 2 + 2nM HOT )

I av r ester

p L1 L2 =

L1 2

W

c rrisp de te a a r ta i e de a i ea di r ttura % dat da8

W

av r ester

1

+

12 M b,2 L1

e que +

ester

si ttie e8

8nM HOT L1

Se i caric su s ai c rrisp de a a capacit) p rta te deter i ata i acc rd c i Capit 5$ i i i va re richiest de a resiste a f essi a e de e travi peri etra i sui ati A e C % dat da8

72

pL1 L2 − 8ML2,eff − 8nM HOT 2

M b,2 =

12

d ve8 2$eff

% a u ghe a efficace de a i ea di r ttura a ett de a arghe a efficace de s ai assu t age te c e travi peri etra i e cas i cui esse sia pr gettate c e e e e ti c p sti %i e t resiste te de s ai per u it) di u ghe a de a i ea di r ttura

p

643

% i caric u if r e e te distribuit che deve essere p rtat da a pr gett de s ai i c di i i di i ce di

a di

&a di s ai se&5a travi di b rd

Per e e i cui essu a de e travi peri etra i % di b rd risu ta a fav re di sicure a i piegare i va ri deter i ati c e espressi i de paragraf 6 4 2

644

Pr getta5i &e de a travi di b rd

K pratica c u e che e travi a b rd dei s ai sia pr gettate c p ste Quest perch7 i c sti ecessari per e ar ature a tag i trasversa i s aggi ri de c st di p sa i pera di u a trave c p sta egger e te pi5 pesa te Tuttavia$ per a pr getta i e i cas di i ce di $ % i p rta te che i s ai sia adeguata e te a c rat a e travi di b rd $ p ich7 queste travi c stituisc i b rd de a a di pr gett de s ai Per quest sc p $ se e travi di b rd s pr gettate c e c p ste$ esse dev essere d tate di c ett ri a tag i a pass superi re a 300 e dev essere i seriti ferri a U per egare e travi di b rd c i s ai c p st

65

’a&a isi ter ica

I s ftware FRAC,F usa u et d di ca c 2D a e differe e fi ite de trasferi e t di ca re per deter i are a distribu i e di te peratura e s ai c p st Quest et d % stat usat per ti a i da SCI per ca c are a distribu i e di te peratura e e se i i trasversa i di acciai e c p ste acciai ca cestru ed % stata c tr ata a sua capacit) di va utare i c p rta e t de e se i i e e pr ve di resiste a a fu c ’ ggett da a a i are deve essere defi it su u a grig ia a ag ia retta g are I et d puG i tre a a i are i ati i c i ati di s ai c p sti a f r a trape ia rie tra ti usa d pp rtu i fatt ri di c figura i e i dicati di seguit e pr priet) ter iche de ’acciai e de ca cestru s basate sui va ri dati da E:1994 1 2

usate da s ftware FRAC,F

e a i i ter iche s ca c ate su a base de f uss di ca re ett $ h&net $ a cui a superficie de ’e e e t % esp sta I f uss di ca re ett % deter i at c sidera d i trasferi e t di ca re per c ve i e e irraggia e t 8 h&net = h&net,c + h&net, r

ac

(12)

p e te c vettiva de f uss di ca re ett % deter i ata c

73

e segue8

(

h&net,c = α c θ g −θ m

)

(13)

D ve8

α c % i c efficie te di tras issi e de ca re per c ve i e

θ g % a te peratura dei gas θ m % a te peratura de a superficie de ’e e e t Qua d si fa u ’a a isi ter ica per u e e e t esp st a a curva di i ce di sta dard i c efficie te di tras issi e de ca re per c ve i e su a faccia esp sta % assu t pari a αC W 25 WC 2= Per i de i di i ce di atura e i c efficie te di trasferi e t c ve i e % i cre e tat fi a αC W 35 WC 2= Su a faccia esp sta de a s etta i f uss ca re per c ve i e$ a i c efficie te di tras assu t pari a αC W 9 WC 2=$ per te ere c ca re per irraggia e t che s esp icita

de ca re per

ett % basat su a tras issi e di issi e de ca re per c ve i e % t deg i effetti de trasferi e t di e te c siderati e de

I f uss di ca re ett per irraggia e t % deter i at da a segue te f r u a8

[

hnet, r = Φε m ε f σ (θ r + 273) − (θ m + 273) 4

4

]

(14)

D ve8 Φ % i fatt re di c figura i e

ε m % ’e issivit) superficia e de ’e e e t ε f % ’e issivit) de ’i ce di σ % a c sta te di Stepha B t

a

(5$67 x 10 8 WC

2

=4)

θ r % a te peratura effettiva di irraggia e t de ’i ce di θ m % a te peratura de a superficie de ’e e e t ’e issivit) de e fia e % assu ta pari a ε f = 1.0 i acc rd c i va re racc a dat i E:1994 1 2 ’e issivit) de ’e e e t puG essere deter i ata da a Tabe a 6 4

651

I fatt re di f r a

Per e a iere grecate si usa i segue ti fatt ri di f r a per dificare i f uss di ca re ett i cide te su g i superficie e p si i i i cui i segue ti fatt ri s app icati s strate i Figura 6 12 per a iere grecate trape ida i e i Figura 6 13 per a iere c pr fi rie tra te

74

Pr fi

trape i ida e

a f a gia i feri re de pr fi trape i ida e % c siderata avere u fatt re di f r a pari a 1 0 Per a f a gia superi re i fatt re di f r a$ Φ TOP $ % ca c at c e segue8

Φ TOP

  h  2 tan −1  2( p − b1 )   = 3.14

I d a a g per ’a i a i c i ata de pr fi Φ SIDE $ % ca c at c e segue8 Φ SIDE = 0.5

trape i ida e$ i fatt re di f r a$

L x+ y

"a iera c

pr fi

rie tra te

a f a gia i feri re de e a iere c pr fi rie tra te vie e c siderata avere u fatt re di f r a pari a 1 0 I fatt re di f r a per e superfici de a rie tra a a c da di r di e % ca c at c e segue8 Φ INT = 0.3

L x+ y p

x Element i

ΦTOP

h

y

L

ΦSIDE Element i

b1

Φ = 1.0

Fatt re di f r a per a iere trape!i ida i

Figura 6 12

ΦINT Figura 6 13

652

Φ = 1.0 Fatt re di f r a per a iere c

e pr priet> dei

pr fi

rie tra te

ateria i

e segue ti pr priet) dei ateria i ve g usate per ’acciai e i ca cestru Questi va ri s basati su e racc a da i i di E:1994 1 2 a Tabe a 6 4 75

f r isce i va ri de ’e issivit) superficia e$ de a de sit) e de c te ut di u idit) per ’acciai $ i ca cestru r a e e i ca cestru a eggerit Tabe a 6 4 Pr priet dei

ateria i per acciai e ca cestru

Acciai

:WC

E issivit)$ ε m

07

07

07

De sit)$ ρ

7850

2300

1850

4

4

% c te ut di 0 u idit) (% i assa)

WC

I ca re specific de ’acciai $ Ca$ per ’acciai struttura e e per e ar ature % dat da e segue ti f r u e dipe de ti da a te peratura8 C a = 425 + 0.773θ − 0.00169θ 2 + 0.00000222θ 3

(TCHg =)

per 20°C ≤ θ ≤ 600°C

C a = 666 −

13002 (θ − 738)

(TCHg =)

per 600°C ≤ θ ≤ 735°C

C a = 545 −

17820 (θ − 731)

(TCHg =)

per 735°C ≤ θ ≤ 900°C

(TCHg =)

per 900°C ≤ θ ≤ 1200°C

Ca W 650

I segue ti va ri de ca re specific dipe de ti da a te peratura$ Cc$ s ca cestru r a e e c aggregati ca carei si icei

usati per

Cc W 900

(TCHg =)

per 20°C ≤ θ ≤ 100°C

Cc W 900 \ (θ – 100)

(TCHg =)

per 100°C ≤ θ ≤ 200°C

Cc W 1000 \ (θ – 200)C2

(TCHg =)

per 200°C ≤ θ ≤ 400°C

Cc W 1100

(TCHg =)

per 400°C ≤ θ ≤ 1200°C

C e racc a dat i E:1994 1 2$ per i ca re specific de ca cestru a eggerit % assu t i segue te va re i dipe de te da a te peratura8 Cc W 840

(TCHg =)

a c ducibi it) ter ica de ’acciai dipe de te da a te peratura8

λ a = 54 − 0.033 (θ − 20 )

per tutte e te perature % defi ita usa d

a

76

a segue te re a i e

i feri re a 27 3

(WC =)

Per i ca cestru r a e i i ite superi re de a c ducibi it) ter ica % assu t c e stabi it i E:1994 1 2 a c ducibi it) ter ica de ca cestru r ae % deter i ata attravers a segue te re a i e dipe de te da a te peratura8

λC = 2 − 0.2451 (θ 100) + 0.0107 (θ 100 )2

(WC =)

a c ducibi it) ter ica de ca cestru a eggerit % a ch’essa dipe de te da a te peratura sec d a f r u a segue te8

λC = 1 − (θ 1600 )

653

a

i feri re a 0 5

(WC =)

I trasferi e&t di ca re per c &du5i &e

’a a isi ter ica c sidera i trasferi e t di ca re per c du i e tra u a ce a e e quattr ce e s pra$ s tt e sui ati (Figura 6 14) : s c i v te a tre ce e

Figura 6 14

Te ria de trasferi e t di ca re per c

I ca re trasferit per u it) di te p dipe de te peratura e da a c ducibi it) ter ica di g g i c ppia di ce e e i ca re ett trasferit vie e c putat I de base per a c du i

du i

e

da e di e si i de e ce e$ da a i ce a A tur vie e c siderata a ’i ter a ’ester de a ce a e % i ustrat i Figura 6 15

T1,λ1

T

T2,λ2

d

w1 Figura 6 15

de

base per a c

w2 du i

e

La temperatura di ogni cella è definita nel suo centro (T1$ T2) a te peratura a ’i terfaccia tra ce e % T I trasferi e t di ca re da a ce a 1 a ’i terfaccia % stess de ca re trasferit da ’i terfaccia a a ce a 2 e c ducibi it) ter iche de e ce e s λ 1 e λ 2.

77

Il trasferimento di calore per unità di tempo dal centro della cella 1 all’interfaccia è:

h=

2 Dλ1 (T − T1 ) w1

Esso è uguale al calore trasferito per unità di tempo dall’interfaccia al centro della cella 2:

h=

2 Dλ2 (T2 − T w2

PerciG$ e i i a d

h=

) a te peratura a ’i terfaccia$ T8

(T2 − T1 )  w1 w   + 2   2 Dλ1 2 Dλ2 

per u it) di te p

Questa equa i e % usata per ca c are i trasferi e t di ca re tra e ce e Per g i ce a$ i va re di

w 2D % preca c at I va re de a c ducibi it) ter ica varia spess c e$ per ve ci are i ca c $ % ca c at a i terva i prestabi iti ( sec di)

654

a te peratura r a e te 30

a te peratura di pr gett per e travi di acciai & & pr tette

a te peratura di pr gett de e travi di acciai pr tette % ca c ata su a base de et d di ca c se p ificat f r it da E:1994 1 2 a paragraf 4 3 4 2 2 ’i cre e t di te peratura de ’acciai dura te u picc i terva di te p % ca c at usa d a segue te equa i e8  1 ∆θ a, t = k shadow   ca ρ a

  Ai     Vi

&  hnet ∆t 

D ve8 kshadow % i fatt re di c rre i e per ’effett

bra

ρ a % a de sit) de ’acciai ∆t % ’i terva

di te p

Ai Vi % i fatt re di se i e per a parte i de a se i

e trasversa e

I s ftware FRAC,F ca c a a te peratura de ’acciai de a f a gia i feri re de a se i e per i cre e ti di te p di 2 5 sec di I fatt re di c rre i e per ’effett bra % pres pari a 1 0

78

I fatt re di se i e de a f a gia i feri re % espress i fu i e de f a gia$ e1$ c e segue8 Ai Vi =

spess re de a

2000 e1

e pr priet) dei

ateria i s

f r ite a paragraf 6 5 2

I f uss ett di ca re % ca c at edia te ’equa i e (12)$ c e c p e ti c vettive e radiattive ca c ate edia te e equa i i (13) e (14) rispettiva e te Qua d si ca c a i f uss di ca re per irraggia e t edia te ’equa i e (14) i fatt re di f r a deve essere pres pari a 1 0

79

7

E PR VE DI RESISTE A A FU C I SCA A REA E SU SISTE I DI S AI C P ST

71

Sc p

C e descritt e Capit 5$ i et d di ca c se p ificat % stat svi uppat pri cipa e te su a base di pr ve di resiste a a fu c rea i ate su c parti e ti i sca a rea e i cui i s ai s stati esp sti ad i ce di pie a e te svi uppati I criteri pr gettua e puG a che essere app icat e cas di i pieg de a curva di i ce di sta dard Dev tuttavia essere a a i ate diverse questi i$ c e ad ese pi ’i f ue a di8 •

a u ga durata de ’i ce di (fi

•

differe ti dettag i c struttivi9

•

’effett di va ri pi5 a ti de e a i i di pr gett

a 120

i uti)9

Queste c sidera i i ha p rtat a ’idea di i c udere u a pr va di resiste a a fu c i f r e ’a bit de pr gett FRAC,F Quest pr gett % stat pe sat per f r ire pr ve speri e ta i su c p rta e t di s ai c p sti acciai ca cestru esp sti a a curva di i ce di sta dard e per este dere ’app ica i e dei criteri pr gettua i basati su ’effett e bra a I tre$ a sc p di i vestigare su a resiste a a fu c dei c ega e ti tra a s etta di ca cestru e g i e e e ti di acciai e e e di b rd dei s ai c p sti s ggetti a gra di i f essi i s tt ’a i e e bra a e$ % stata c d tta u ’a tra pr va i f r e ’a bit de pr gett C,SSFIRE e pr ve s state c d tte i acc rd a a r a E:1365 2 su due differe ti ca pi i i sca a rea e di s ai c p sti acciai ca cestru e presta i i a fu c di questi siste i di s ai sservate dura te e pr ve s state t s ddisface ti e ha rive at u a bu a r buste a i c di i i di i ce di di quest siste a struttura e

72

FRAC F Test

721

I ca pi &e di pr va

a prepara i e de ca pi e di pr va % strata i Figura 7 1 I siste a di s ai c p st acciai ca cestru era c stituit da quattr travi sec darie$ due travi pri cipa i$ quattr c e c rte e u s ai di spess re 155 I ca pi e di pr va % stat pr gettat per raggiu gere 120 i uti di resiste a a fu c e travi c egate a e c e s state pr tette e e travi sec darie a ce tr de s ai s state asciate pr tette a capacit) p rta te de ca pi e di pr va % stata ca c ata i acc rd c i et d di ca c se p ificat $ tratta d i ca pi e c e u a a di s ai di pr gett descritta a Capit 6 Quest pr gett ha strat c e a disp si i e di u a rete di ar atura di ri f r ave te 2 C i e tra be e dire i i 50 s tt a superficie u ’area di acciai di 256 superi re de s ai sia i grad di f r ire adeguata capacit) p rta te I et d di ca c se p ificat aveva previst per i ca pi e di pr va u a capacit) p rta te di 7 58 H:C 2 d p 120 i uti di esp si i e a a curva di i ce di sta dard spess re de s ai % stat di e si at per s ddisfare i requisiti di is a e t per 120 i uti di resiste a a fu c i acc rd a qua t previst i E: 1994 1 2(33)

80

e travi di acciai s state c esse a s ai di ca cestru edia te c ett ri I c ega e ti trave c as stati rea i ati usa d piatti di estre it) f essibi i (a e a i de a c a) e a g ari d ppi (a ’a i a de a c a) I c ega e ti trave trave s stati rea i ati edia te a g ari d ppi (Figura 7 2) I s ai c p st acciai ca cestru % stat rea i at c u a a iera grecata di acciai di spess re 0 75 de i ata C,FRAP US60$ ave te pr fi trape ida e Questa a iera di acciai % c u e e te usata e ercat fra cese Essa prevede u picc v u e di ca cestru e e ervature e qui di pr babi e te si sca da pi5 ve ce e te di a tri s ai c ge etria si i e dura te u i ce di

Figura 7 1 Di seguit s

Caratteristiche de ca pi

e di pr va

rip rtate e di e si i de ca pi e di pr va8

•

uce de a trave sec daria8 8 735

•

uce de a trave pri cipa e8 6 66

•

uce de s ai c

•

u ghe a t ta e di g i c c p st

p st 8 2 22 a di acciai 8 2 5

$ di cui 0 8

Per a pr getta i e deg i e e e ti struttura i di quest s ai s segue ti va ri caratteristici de e a i i8

s tt i s ai stati c siderati i

•

a i i per a e ti$ date da pes pr pri de a struttura pi5 1 25 H:C ^ per g i e e e ti struttura i9

•

a i i varabi i$ pari a 5 0 H:C ^

Per a pr getta i e a te peratura a bie te s c bi a i i di a i i$ i acc rd c E:19908

∑γ

G , j ,sup Gk , j ,sup

state c siderate e segue ti

+ γ Q,1 Qk,1

d ve8 γG$#$sup % i c efficie te par ia e per e a i i per a e ti$ _ (pres pari a 1 35) GH$#$sup % ’a i e per a e te$ _ γQ$1 % i c efficie te par ia e per ’a i e variabi e pri cipa e (pres pari a 1 5)

81

QH$1 % ’a i e variabi e pri cipa e Su a base dei suddetti carichi s state verificate e se i i trasversa i di tutti g i e e e ti di acciai e e c essi i a tag i de e travi c p ste$ i acc rd c i requisiti di E: 1994 1 1(34) per a pr getta i e a te peratura a bie te de e strutture c p ste I c ega e ti di acciai s stati pr gettati sec d i requisiti di E: 1993 1 8(35) Per i pri cipa i e e e ti struttura i s state se e i ate e segue ti di e si i de e se i i8 •

travi sec darie8 IPE300 c

•

travi pri cipa i8 IPE400 c

•

c

e8 HEB260 c

acciai tip S2359 acciai tip S3559

acciai tip S235

Per a s etta % stat uti i at ca cestru

(a) C ega e&ti trave
Figura 7 2

C

r a e di c asse C30C37

(b) C ega e&ti trave
ega e ti deg i e e e ti di acciai

e rea i pr priet) dei ateria i de ’acciai e de ca cestru s state isurate a te peratura a bie te I va ri i a i e isurati s rip rtati i Tabe a 7 1

82

Tabe a 7 1

Pr priet dei

ateria i deg i e e e ti testati

Tip di ateria i Travi sec &darie Acciai S235

Pr priet> Te&si &e di s&erva e&t ( Pa) i&a e

isurata

isurata

311

446

Te&si &e di s&erva e&t ( Pa) i&a e

A u&ga e&t assi isurat

Resiste&4a u ti a a tra4i &e ( Pa)

isurata

isurata

423

549

A u&ga e&t assi isurat 29 9 %

355 Rete di ar atura Acciai B500A

Resiste&4a u ti a a tra4i &e ( Pa)

31 6 % 235

Travi pri&cipa i Acciai S355

ecca&iche

Te&si &e di s&erva e&t ( Pa) i&a e 500

Resiste&4a u ti a a tra4i &e ( Pa)

A u&ga e&t assi isurat

631

15 5 %

isurata 594 Resiste&4a a c

Ca cestru55 C30;37

Va ri caratteristici 30

pressi &e ( Pa) Va ri

36 7

C e c ett ri a tag i s stati i piegati pi i di dia etr 19 125 $ a cui distribu i e % strata i Figura 7 3 109 mm 207 mm

isurati

e a te a di

207 mm

8705 mm (a)

Travi sec &darie

40 mm

100 mm

100 mm

100 mm

6380 mm (b)

Travi pri&cipa i

Figura 7 3

Distribu i

e dei c

ett ri a tag i de e travi di acciai

a rete di ar atura di acciai % stata p si i ata a 50 da a superficie superi re de a s etta a rete era f r ata da barre di dia etr 7 $ di acciai tip S500$ a pass di 150 i e tra be e dire i i Barre aggiu tive di dia etr 10 s state usate per a c essi e a b rd tra acciai e ca cestru (vedi Figura 7 4)

83

Armatura aggiuntiva barre Φ10 Armatura aggiuntiva barre Φ10

Figura 7 4 C figura i e de e c

722

I

essi i a a i ate dura te e pr ve a fu c

et d di pr va

Dura te a pr va di i ce di i carichi ecca ici su s ai s stati app icati edia te 15 sacchi di sabbia distribuiti su s ai (vedi Figura 7 5) ,g i sacc di sabbia pesava esatta e te 15 0 H:$ da d u g a u caric u if r e e te distribuit di 3 87 H:C ^ Quest va re % egger e te pi5 a t de va re di pr gett di 3 75 H:C ^ che c rrisp de a a c bi a i e dei carichi prevista dag i Eur c dici per g i edifici adibiti a uffici i cas di i ce di $ usa d i va re racc a dat di 0 5 per i c efficie te di c bi a i e ψ1

Figura 7 5

I carichi su s ai c stituiti da sacchi di sabbia

C f r e e te a et d di ca c se p ificat descritt e Capit 5 per quest tip di s ai $ e due travi sec darie e a s etta c p sta s state pr tette I vece tutte e travi di b rd su peri etr de a a di pr gett de s ai (tutte e travi c egate diretta e te a e c e) e tutte e c e s state pr tette a fu c per assicurare che a r stabi it) struttura e sia a te uta i c di i i di i ce di A che tutti i di s stati pr tetti I ateria e di pr te i e a fu c i piegat era c stituit da due strati di rivesti e t a base di fibre i era i

84

X25 128 HgC 3Y a rete di acciai stata sa data a e due travi di acciai strat e a Figura 7 4 Queste travi de f r a sc p di si u are e c di

di ar atura su e due facce de a s etta % p ste u g i b rd de a s etta$ c e s state a r v ta fissate a a struttura i i di c ti uit) de s ai c p st

Per registrare i c p rta e t s stati usati u t ta e di 194 pu ti di isura e isure pri cipa i s state a te peratura e a c figura i e def r ata de s ai Per it rare a te peratura de a struttura di acciai (vedi Figura 7 6 e Figura 7 7) e a distribu i e de a te peratura de a s etta (vedi Figura 7 8 e Figura 7 9) s state usate circa 170 ter c ppie Per isurare ’i f essi e vertica e de s ai s stati i sta ati sette trasdutt ri di sp sta e t (vedi Figura 7 10) A tri due trasdutt ri s stati usati per isurare sp sta e t ri ta e de s ai U a specia e vide ca era ad a ta te peratura % stata i sta ata de tr i f r per registrare e i agi i de e def r a i i de s ai dura te i te p

Figura 7 6

P si i

e de e ter

85

c ppie su a struttura di acciai

Travi secondarie

Travi principali

Nodi trave-colonna

Nodi trave-trave

Figura 7 7 P si i e de e ter c ppie su g i se i de a struttura di acciai stru e tata

Figura 7 8 P si i

e e u er de e ter

86

e trasversa e

c ppie e a s etta c

p sta

Figura 7 9

Tipica se i e trasversa e de a s etta c i dica i e de a p si i e de e ter c ppie

p sta c

Spostamento verticale

Spostamento laterale

Figura 7 10 P si i

723

e dei trasdutt ri di sp sta e t

Risu tati

a pr va % durata pi5 di 120 i uti e ’i ce di % stat spe t a seguit de a perdita di te uta de s ai C u que$ a registra i e de c p rta e t de ca pi e % c ti uata fi a 900 i uti$ per ette d i it raggi de a presta i e de s ai dura te a fase di raffredda e t 7231

Varia i

e de a te peratura de a struttura

Dura te a pr va a te peratura de f r % stata c tr ata edia te ter c ppie piatte$ i acc rd a e racc a da i i di E:1363 1 Queste ter c ppie piatte s state disp ste subit s tt i s ai e e te perature registrate da questi stru e ti ha strat che a te peratura de f r % stata c tr ata e ’a bit de e t era e per esse da a r ativa E:1363 1 vige te per e pr ve di i ce di (vedi Figura 7 11)

87

Figura 7 11 C fr t tra a te peratura de f r te peratura7te p

e a curva sta dard

a isura de a te peratura e a e eria de e travi c p ste % stata fatta su ’a a i feri re$ su ’a i a e su ’a a superi re di g i se i e U riepi g de e te perature registrate e e travi % prese tata e e Figure 7 12 e 7 13 e travi di acciai pr tette ha raggiu t a te peratura assi a di 1040DC I vece e travi di acciai pr tette ha raggiu t a te peratura assi a di 300DC9 questa te peratura % i re de a te peratura prevista a causa de a rid tta esp si i e di questi e e e ti p sti e e parti di b rd de f r U riepi g de e te perature registrate e a s etta c p sta % prese tat i Figura 7 14 e te perature dei pu ti A e B s state registrate p ich7 e ter c ppie fissate a a a iera di acciai si s r tte prest dura te a pr va$ pr babi e te a causa de sc rri e t tra a a iera di acciai e i ca cestru dura te ’esp si i e a fu c I distacc de a a iera di acciai % stat sservat su u a gra de perce tua e de s ffitt de a s etta c p sta a te peratura registrata su a parte esp sta de a s etta c p sta % strata i Figura 7 15 ’au e t di te peratura su a faccia esp sta de a s etta c p sta d p 120 i uti di i ce di % stata di p c superi re a 100DC$ va re i re de i ite superi re di 140DC che defi isce i requisit de ’is a e t

Figura 7 12 Risca da e t de e travi di acciai

88

pr tette

Figura 7 13 Risca da e t de e travi di acciai pr tette

Figura 7 14 Risca da e t de a s etta c

p sta

Figura 7 15 Te perature registrate su a faccia s etta c p sta

89

esp sta de a

7232

A da e t deg i sp sta e ti deg i e e e ti struttura i

a Figura 7 16 stra g i sp sta e ti vertica i de s ai dura te ’i tera durata de a pr va a ridu i e de ’i f essi e d p circa 120 i uti c rrisp de a te p i cui s stati spe ti i bruciat ri de f r U ’i ustra i e pi5 dettag iata di questi sp sta e ti$ s prattutt dura te a fase di risca da e t de a pr va$ % f r ita i Figura 7 17 Si puG sservare che a assi a i f essi e de s ai % circa 450 e e i f essi i isurate e e due p si i i de a trave sec daria pr tetta s state circa 420 $ i feri re a u ve tesi de a r uce Dura te a fase di raffredda e t $ ’i f essi e au e ta egger e te e raggiu ge i va re assi a circa 135 i uti Sebbe e a te peratura de f r sia di i uita da 1050DC a 600DC (vedi Figura)$ i ca re % stat tras ess a c ra attravers spess re de a s etta c p sta e a assi a te peratura e a rete % stata raggiu ta dura te quest peri d di te p (vedi Figura 7 14) e travi pr tette p ste su peri etr de ca pi e di pr va ha raggiu t s ta t a te peratura di 300DC P ich7 ’acciai a 300DC a tie e i 100% de a sua te si e di s erva e t a te peratura a bie te$ ’i f essi e di queste travi % i re di qua t previst $ c u assi di i f essi e di 100 isurata e a e eria de e travi sec darie :e a pratica per queste travi % ragi ev e assu ere a te peratura critica tra 500DC e 600DC c u ’i f essi e superi re a 1C30 de a uce Se si presta partic are atte i e a ’ev u i e de ’i f essi e de s ai $ si puG tr vare che essa au e ta t rapida e te dura te i pri i 20 i uti de ’i ce di e p i c ti ua ad au e tare c u a ve cit) quasi c sta te Vist che questa i f essi e % egata a risca da e t de e travi pr tette$ si puG sservare a che che queste s state risca date gradua e te fi a circa 700DC ,vvia e te c quest ive di risca da e t a r capacit) p rta te c se tirebbe r di s pp rtare i caric app icat Si deduce qui di che ’effett e bra a de s ai % stat attivat pr gressiva e te c se te d di a te ere a stabi it) g ba e de s ai Quest effett e bra a % stat chiara e te i dividuat a che edia te e isure de sp sta e t atera e a b rd de s ai $ c e strat i Figura 7 18 Si puG sservare che$ d p 15 i uti di i ce di $ a a di b rd de s ai si u ve vers ’i ter a causa de ’effett e bra a de e te si i I brusc i cre e t di quest sp sta e t a circa 105 i uti puG essere spiegat c ’i p rta te r ttura de a rete e ettr sa data avve uta e a parte ce tra e de s ai (per aggi ri dettag i$ vedi paragraf 7 4 3)

90

Figura 7 16 I f essi e de s ai registrata dura te ’i tera durata de a pr va

Figura 7 17 I f essi e de s ai registrata risca da e t de a pr va

dura te

a

fase

di

Figura 7 18 Sp sta e t atera e a b rd de s ai registrat dura te a fase di risca da e t de a pr va

91

7233 I c

p rta e t de a s etta c

p sta sservat dura te a pr va

e pri cipa i sserva i i re ative a a r ttura de a s etta di ca cestru

s

state8

• si s verificate picc e fessura i i e ca cestru $ i partic are i t r a e c e di acciai e ai b rdi c ti ui de a s etta$ c e strat i Figura 7 19(a)9 • dura te a fase di risca da e t de a pr va ci s stati a cu i a p ia e ti di queste fessura i i$ a quest ha i f ue at sig ificativa e te a presta i e di te uta de s ai (vedi Figura 7 19(b))9 • u a pi5 sig ificativa fessura i e si % verificata e a parte ce tra e de s ai d p 105 i uti di esp si i e a fu c $ c e strat i Figura 7 20 ’a a isi d p a pr va de a fessura i e ce tra e ha strat che a r ttura % stata causata da a crisi di u giu t sa dat tra due reti di ar atura di acciai $ c e strat i Figura 7 21 P ich7 i et d se p ificat di pr gett si basa su fatt di p tere arrivare a s erva e t de ’ar atura fi a su caric di r ttura u ti i tutt i ce tr de a s etta$ va ri di te si e pie a dev essere asseg ati a tutti i giu ti prese ti tra e ag ie de a rete di ar atura di acciai Quest tip di r ttura puG essere evitat se s ad ttati dettag i c struttivi i acc rd a E: 1992 1 1(36) P ich7 si % verificat i c ass de ca pi e dura te a pr va$ si desu e che u a c s6 i p rta te r ttura e i c ass de a rete di ar atura di acciai disp sta i dire i e gitudi a e e a parte ce tra e de s ai ha i cis su a sua capacit) p rta te

(a) A ’i&i4i de a pr va di i&ce&di

Figura 7 19 Stat de a s etta i t r

92

(b) A a fi&e de a pr va di i&ce&di

a ac

a di acciai

(a) Stat de a fessura4i &e &e a parte ce&tra e de (b) Stat de a fessura4i &e d p s ai i raffredda e&t

Figura 7 20 Stat de a s etta e a parte ce tra e de s ai dura te e d p a pr va

(a) Giu&t sa dat dde e ar ature pri a de gett di ca cestru44

Figura 7 21 Giu i

724

C

(b) Stat de giu&t de e ar ature &e a p si4i &e de a r ttura d p i raffredda e&t

e de a rete di ar atura di acciai pri a e d p

a pr va

e&ti sui risu tati de a pr va

I risu tati de a pr va ha di strat u ’adeguata presta i e de s ai c p st pr gettat i c f r it) c i et d di ca c se p ificat Re ativa e te a e presta i i i cas di i ce di de s ai $ dai risu tati de a pr va s derivate e segue ti e sserva i i8 •

a che c travi sec darie di acciai pr tette di uce pari a 8 735 $ i criteri de a resiste a (R) % stat s ddisfatt per u te p superi re a 120 i uti9

•

i criteri de a te uta (E) e de ’is a e t (I) s stati s ddisfatti per u peri d di 105 i uti9 causa de a crisi % stata a f r a i e di u a frattura

93

e a s etta c p sta per a pre atura r ttura de a rete di acciai e ettr sa data$ vedi paragraf 7 2 3 39 •

’i ter s ai % ri ast struttura e te t r bust per u a u ga durata de ’i ce di $ a grad a r ttura de a rete e ettr sa data di acciai de a s etta di ca cestru 9

•

si deve assicurare che a rete di ar atura sia c rretta e te s vrapp sta per attivare ’a i e e bra a e C per assicurare a c ti uit) de trasferi e t dei carichi$ specia e te e a regi e de e travi pr tette e i t r a e c e9

•

a fessura i e de ca cestru u g i b rd de s ai % stata t i itata e ha avut i f ue a su e presta i i di te uta e is a e t de s ai 9

•

i c p rta e t de s ai dura te a fase di raffredda e t de ’i ce di % stat s ddisface te9

•

i c ega e ti di acciai s stati tutti adeguata e te pr tetti ed i r assi risca da e t % stat i itat a circa 500DC9 tutti i c ega e ti tra e e e ti di acciai si s c p rtati t be e dura te e fasi di risca da e t e di raffredda e t de ’i ce di

94

73

C SSFIRE I pr gra

731

I ca pi &e di pr va

a de a pr va di i&ce&di

:e ’a bit de pr gett C,SSFIRE u a tr specific s ai c p st % stat s tt p st a pr va di i ce di $ c e strat i Figura 7 22 I quest ca pi e a se i e trasversa e de e travi e de e c e di acciai % rispettiva e te IPE270 e HEB200 I grad i a e de ’acciai di questi e e e ti struttura i % S235 I pr gett di quest siste a di s ai % stat eseguit i acc rd c i requisiti di E:1994 1 1 (34) per e c di i i a te peratura a bie te de e strutture c p ste$ c u va re di carichi per a e ti di 1 25 H:C 2 i aggiu ta a pes pr pri de a struttura e ai carichi variabi i di 5 0 H:C 2 a pr va di i ce di % stata c d tta c u caric di 3 93 H:C 2$ che c rrisp de appr ssi ativa e te a 100% de e a i i per a e ti e a 50% dei carichi variabi i$ c f r e e te a a c bi a i e dei carichi i cas di i ce di per uffici prevista dag i Eur c dici I c ega e ti di acciai s stati pr gettati c f r e e te ai requisiti di E:1993 1 8(35) a s etta c p sta % stata rea i ata c ca cestru rdi ari gettat i situ$ di qua it) C30C37 spess re t ta e de a s etta era di 135 e tre a a iera grecata di acciai era C,FRAP US60 (trape ida e) Per qua t riguarda i c ett ri a tag i $ s stati i peg ati tutti pi i c testa di dia etr 19 e a te a 125 e a r distribu i e u g e travi di acciai % stata rispettiva e te di u pi g i 207 per e travi sec darie e u pi g i 300 per e travi pri cipa i a rete e ettr sa data di acciai $ p sta a 35 da a superficie superi re de a s etta$ era di qua it) S500 e di dia etr 7 e di e si i de a ag ia era 150 x 150

IPE270

HEB20 0

IPE2 70

IPE270 (unprotected) 3.0 m

Articu lated Ax is

a Vista de a struttura di acciai

b Vista de s ai c

p st

Figura 7 22 E e e ti c struttivi de a pr va di i ce di e effettive pr priet) i Tabe a 7 2

ecca iche dei

95

ateria i usati i questa pr va s

riepi gati

Tabe a 7 2 Pr priet dei

ateria i deg i e e e ti s tt p sti a pr va C9SSFIRE

Caratteristica

Va re

Qua it) acciai travi pri cipa i

320 -Pa

Qua it) acciai travi sec darie

320 -Pa

Qua it) ar atura di acciai

590 -Pa

Resiste a a c

pressi e ca cestru

38 0 -Pa

C f r e e te a et d di ca c se p ificat di quest tip di s ai i prese a de ’effett e bra a$ e due travi sec darie i ter edie e a s etta c p sta s state pr tette I vece tutte e travi peri etra i de s ai s state pr tette a fu c per u a durata de ’i ce di sta dard di 120 i A che e c e di acciai s state pr tette$ c ecce i e de a pr te i e i t r ai di Questa % stata rid tta di pr p sit i d ta e da tte ere e evate te perature ei c p e ti de d dura te a fase di risca da e t e p ter i vestigare sug i effetti di quest risca da e t su r c p rta e t Per studiare i c p rta e t i c di i i di i ce di de e c essi i tra s etta di ca cestru e e e e ti di acciai e e parti di b rd de s ai c p st $ s state ad ttate i quest ca pi e sei c figura i i de e c essi i di b rd $ c e strat i Figura 7 23 I carichi ecca ici dura te ’i ce di s stati app icati edia te ve ti sacchi di sabbia u if r e e te distribuiti su s ai ,g u di questi sacchi di sabbia pesava esatta e te 11 0 H: c stitue d $ i sie e c i pa ets di eg e i b cchi di ca cestru a eggerit $ u equiva e te caric u if r e di 3 93 H:C 2 Per qua t riguarda i carichi ter ici$ a curva di i ce di IS, sta dard % stata i p sta fi a e t i cui % c i ciat a verificarsi i c ass de s ai C u que a registra i e dei risu tati de a pr va % stata a te uta a che dura te a fase di raffredda e t $ i d da c scere i c p rta e t de s ai dura te ’i tera durata de ’i ce di

96

Figura 7 23 Differe ti c figura i acciai e ca cestru

i de e c

Figura 7 24 C di i e di caric de s ai ca cestru esp st a ’i ce di

732

essi

c

i c

p st

p ste tra

acciai 7

isura dei risu tati de a pr va

e pri cipa i isure de a pr va s re ative a a te peratura e a ’i f essi e de s ai U t ta e di 203 ter c ppie s state usate per registrare sia a te peratura dei gas che que a de ca pi e$ di cui 66 sug i e e e ti di acciai (Figura 7 25)$ 80 sui c ega e ti (Figura 7 26) e 57 e a s etta c p sta (vedi Figure 7 27 e 7 28) I tre 20 trasdutt ri di sp sta e t s stati i sta ati per isurare ’i f essi e de s ai (Figura 7 29)$ di cui 16 trasdutt ri di sp sta e t

97

vertica e I 4 trasdutt ri ri a e ti s stati usati per isurare sp sta e t ri ta e de s ai I tre u a specia e vide ca era % stata essa de tr i f r per registrare e i agi i de ’i f essi e de s ai dura te i te p 2X 3TC

2X 3TC

3TC

3TC

3TC 5TC

5TC

3TC 2X 3TC

3TC 5TC 3TC

3TC

2X 3TC

3TC

4500

1447,5

50 100

Figura 7 25 P si i

1665

1665

e de e ter

1447,5

100 50

c ppie su a struttura di acciai

3 TC

5 TC

X2 32, 5

32.5 32.5 32.5 32.5

X2

32, 5

70 X2

28

28

100

X2

50 30 4.5 50

Web cleats beam to column joints

Figura 7 26 P si i e de e ter c ppie su g i se i stru e tata de a struttura di acciai

98

e trasversa e

5TC

1300

5TC

1300

7TC

3TC

6TC

6TC

3TC

1300

1300

7TC 1600

5TC 1600

1665

3330

1665

Figura 7 27 P si i

e e u er de e ter

c ppie su a s etta c

p sta

Armatures

40

40

32 5

32 5 53 5

53

53

31

31

Figura 7 28 Tipica se i e trasversa e de a s etta c i dica i e de a p si i e de e ter c ppie 234 220 229

217

219

223

226

222

225

221

224

231

228

232

233 236 230

227

218

235

Figura 7 29 P si i

e dei trasdutt ri di sp sta e t

99

p sta c

733

I pri&cipa i risu tati speri e&ta i

Dura te a fase di risca da e t di questa pr va % stata seguita a curva di i ce di IS, 834 (Figura 7 30) per u a durata superi re a 120 i uti$ fi a c ass appare te di u a trave di b rd sec daria c egata a e travi pri cipa i (vedi D6 di Figura 7 36) Da quest pu t i p i tutti i bruciat ri s stati spe ti e i f r % stat asciat raffreddare atura e te I risca da e t de e travi di acciai % risu tat t variabi e i fu i e de e c di i i di pr te i e e travi di acciai pr tette p ste e a parte ce tra e de s ai s state risca date fi a tre 1000DC (Figura 7 31) e travi di acciai pr tette s state risca date i ge era e fi a circa 550DC (Figura 7 32)$ eccett u a de e travi sec darie di b rd pr tette che % risu tata sig ificativa e te pi5 ca da di tutte e a tre travi pr tette$ certa e te a causa di u difett de a pr te i e dura te a pr va (Figura 7 33) 1200

Temperature (°C)

1000 800 600 400

ISO834

200

Average furnace temperature

0 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Temperature (°C)

Figura 7 30 Te peratura de f r 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

e curva di i ce di IS9

A B C 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 31 Risca da e t de e travi sec

100

darie

pr tette

Temperature (°C)

600 500 400 300 200

A B C

100 0 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 32 Risca da e t di u a trave pri cipa e pr tetta

Temperature (°C)

700 600 500 400 300 200

A B C

100 0 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 33 Risca da e t de a trave di b rd c 900

A1 B1 C1 D1

Temperature (°C)

800 700 600

assata

A2 C2 D2

500 400 300 200 100 0 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 34 Risca da e t de a trave di b rd c

101

assata

Temperature (°C)

1000

A C E

900 800

B D F

700 600 500 400 300 200 100 0 0

30

60

90

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 35 Risca da e t de a trave di b rd c

1300 mm

D3

assata

D6 D7

D5

D2

1660 mm

D1

1300 mm

D4 1300 mm

Vertical displacement (mm)

D8 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

Extrapolated results

D3

D1

D4

D2

D5 D7 D8 0

30

60

90

D6

120 150 180 210 240

Time (min)

Figura 7 36 Sp sta e ti vertica i de s ai

isurati dura te a pr va

P ich7 i questa pr va i di di acciai s stati c p eta e te pr tetti$ a cu i bu i dei c ega e ti s stati risca dati fi a tre 800DC (Figura 7 34) Da e isure de e te perature e a s etta c p sta dura te a pr va si puG vedere che e assi e te perature a 5 da a parte esp sta de a s etta c p sta s state di circa 950DC (Figura 7 35) e che a rete di ar atura di acciai % stata risca data fi a circa 500DC I tre e te perature isurate su a faccia esp sta de a s etta c p sta s state superi ri a 200DC d p tre 120 i uti di esp si i e a fu c $ ssia superi ri a qua t richiest da a verifica de criteri de ’is a e t Dura te a pr va ’i ce di % stat spe t qua d % stat sservat i c ass di u a trave di b rd $ a circa 120 i uti (vedi D6 i Figura 7 36) Per qua t riguarda

102

’i f essi e g ba e de s ai $ essa au e ta sig ificativa e te fi a 30 i uti da ’i i i de ’i ce di e successiva e te pi5 e ta e te D p 120 i uti de a curva di i ce di IS, sta dard ’i f essi e t ta e de s ai % stata superi re a 500 U a v ta che i risca da e t % stat i terr tt $ ’i f essi e de s ai ha c ti uat ad au e tare per u cert te p (circa 15 i uti)$ per p i ridursi e ta e te fi a fer arsi I fi e i recuper de a def r a i e de s ai % stat di circa 100

734

sserva5i &e de e pr ve di i&ce&di

Da e isure de ’i f essi e g ba e de s ai si % sservat che essa % arrivata t pr babi e te a pi5 di 500 d p 120 i uti C u que i s ai si % c p rtat a c ra t be e e c’% stat a cu seg di crisi e a parte ce tra e de s ai I fatti ’i ce di % stat i terr tt a causa de ’eccessiva i f essi e de a trave sec daria di b rd aggi r e te risca data (Figura 7 37) U a pi5 accurata sserva i e di questa trave di b rd rive a che si % verificat u ’i p rta te schiaccia e t de ca cestru i c rrisp de a de a e eria$ seg evide te che questa trave stava rea e te c assa d Tuttavia questa crisi ha p rtat a c ass g ba e de s ai $ evide te e te a causa de a ridistribu i e de caric s tt ’effett e bra a (vedi Figura 7 38) E’ stata sservata ’i stabi it) ca e de a trave sec daria pr tetta c egata a e travi di acciai ce tra i$ e e e vici ai di e a sua a a i feri re e e ’a i a (vedi Figura 7 39) C u que i dat pi5 i p rta te di questa pr va$ que riguarda te i c p rta e t dei c ega e ti di acciai $ % che essi si s c p rtati t be e$ sia dura te a fase di risca da e t sia dura te que a di raffredda e t de ’i ce di E e e travi sec darie pr tette c egate a e travi di acciai pri cipa i vici a d % stata tr vata a cu a i stabi it) ca e (Figura 7 40) I tre % stata sservata a cu a crisi de a c essi e di b rd tra s etta di ca cestru ed e e e ti di acciai

Figura 7 37 Crisi de a trave di b rd

103

Figura 7 38 S ai i pr va dura te e d p

’i ce di

Figura 7 39 I stabi it ca e de e travi sec c egate a a c a

darie

pr tette

Figura 7 40 :essu a i stabi it ca e de e travi sec pr tette c egate a e travi pri cipa i

darie

Figura 7 41 Fessura i

de s ai

e de ca cestru

104

e e

e d’a g

Figura 7 42 Fessura i

e de ca cestru

i t r

a ec

Figura 7 43 S vrapp si i e de a rete di acciai s etta c p sta

e ce tra i

di ar atura de a

U ’a tra i p rta te caratteristica da seg a are % stata a r ttura de s ai c p st i t r a e c e$ che p trebbe avere u a diretta i f ue a su a presta i e de s ai i c di i i di i ce di A quest riguard i pri cipa i risu tati sservati s i segue ti8 • per quanto riguarda la fessurazione del calcestruzzo nelle zone d’angolo del solaio, esse sono rimaste piccole e senza alcuna influenza circa la verifica del requisito della tenuta (vedi Figura 7.41); • per quanto riguarda la fessurazione del calcestruzzo intorno alle colonne centrali, l’importante inflessione della trave non protetta ha creato un apprezzabile spostamento verso il basso della soletta e il requisito della tenuta può essere stato messo in pericolo a causa della fessurazione verificatasi di fronte alla colonna (vedi Figura 7.42); • non ci sono state significative fessurazioni della soletta di calcestruzzo nella parte centrale del solaio, il che significa che la rete di armatura di acciaio si è comportata in modo appropriato sotto l’effetto membrana, anche in presenza di un riscaldamento di 500°C; questo buon comportamento è stato senza alcun dubbio dovuto all’appropriata sovrapposizione delle reti di armatura di acciaio (vedi Figura 7.43); • il dettaglio costruttivo della messa in opera della rete di armatura di acciaio dietro i pioli delle travi di bordo si è dimostrato essere molto efficiente in presenza dell’azione membranale nel solaio composto; esso ha fornito un benefico vincolo laterale alla soletta composta; • la capacità portante residua del solaio è adeguata e mantiene livelli significativi malgrado la rilevante inflessione del solaio.

105

74

Pr va di i&ce&di i& sca a rea e di u& s ai c p st c pre&de&te travi a ve ari di acciai di gra&de uce

741

I ca pi &e di pr va

a piastra di s ai s tt p st a pr va aveva di e si i 9 6 per 15 6 ed era app ggiata su u te ai di acciai ave te uce 9 per 15 tra e quattr c e d’a g (Figura 7 44) e travi a ve ari s state p si i ate su e i ee de retic 1$ 4$ B$ C e D$ c e travi pri cipa i e sec darie de a struttura (Figura 7 45) e di e si i de e travi s strate i Figura 7 45 e Figura 7 46 e travi sec darie pr tette 4 e 5 ha a che u ’apertura a u gata i c rrisp de a de ce tr de a r uce

Figura 7 44 I c parti e t di pr va c gra de uce

Figura 7 45

ay ut de a struttura di acciai

106

travi a ve ari

pr tette di

Figura 7 46 I f r a i

i di dettag i su e se i

i di acciai

I c parti e t aveva di e si i di 9 2 per 15 6 $ c ’a te a i ter a de s ai s tt i s ffitt di 2 88 e pareti peri etra i s state c struite 2 i piega d b cchi da 7 :C $ c tre aperture$ g u a di 1 5 per 3 e pareti peri etra i de c parti e t u g e i ee de retic 1$ 4 e D s state fissate a a r s it) a s ai c p st $ i d da per ettere vi e ti vertica i de a piastra di s ai u g queste pareti I fr te de a facciata$ c e aperture$ % stat c struit i d ta e che a parete f sse estesa fi a a faccia i feri re de a trave s ida u g a i ea de retic A$ c se te d a cu a i f essi e vertica e de a trave u g questa i ea de retic I te ai % stat c tr ve tat ri ta e te e e segue ti p si i i8 a c a A1 % stata b ccata i e tra be e dire i i atera i$ a c a A4 atera e te i dire i e para e a a a i ea 4 e a c a D1 atera e te para e a e te a a i ea D I c tr ve ti s stati rea i ati i piega d u diag a e CHS Tutte e c e e a trave pie a u g a i ea A s state pr tette a fu c i piega d astre di spess re 20 disp ibi i i c erci $ per u a resiste a a fu c sta dard di 2 re G i e e e ti su peri etr CB u g e i ee 1$ 4 e D s stati pr tetti usa d u a fibra cera ica (vedi Figura 7 47)$ a ch’essi per u a resiste a a fu c sta dard di 2 re a pr te i e a fu c % stata essa i pera i piega d u ’i presa abi itata$ segue d e specifiche de pr dutt re I tre s stati usati pa e i di cart gess $ di spess re 15 $ c e ric pri e t de a faccia i ter a de e pareti ester e a fi e di ridurre a perdita di ca re attravers i b cchi de a parete (Figura 7 48)

Figura 7 47 Pr te i i a base di fibre e cart c parti e t

107

gess

usate a ’i ter

de

a s etta c p sta aveva spess re 120 c pres 51 di f d $ a a iera grecata di acciai H rib (HR51C150) di 1 di spess re$ ca cestru rdi ari e a rete di ar atura di acciai a a iera grecata di acciai a c da di r di e aveva 2 u a resiste a a tra i e isurata di 327 :C a rete e ettr sa data di ar atura A393 (Fig 7 48) c pre deva barre ad adere a ig i rata dia etr 10 $ a 2 pass di 200 $ resiste a a s erva e t i a e di 500 :C ed % stata di e si ata usa d i -et d Bai ey X3Y basat su a curva di i ce di para etric di pr gett a rete di ar atura aveva u a i i a u ghe a di s vrapp si i e di 400 e u ric pri e t di 40 di ca cestru I pr gett de a isce a de 3 ca cestru (per 1 ) c pre deva8 320 Hg ,PC$ 918 Hg di pietra ca carea 10 $ 691 Hg di sabbia tag ie te$ 380 Hg di pietra ca carea 6 $ 30 Hg di acqua grigia (ricic ata) e 142 Hg di acqua fredda (di rubi ett ) :e a isce a de ca cestru % stat usat a cu additiv age te di ge era i e aria a resiste a cubica a c pressi e edia isurata i gi r de a pr va % stata di 50 2 :C

Figura 7 48 Rete di ar atura e a iera grecata di acciai pri a de gett di ca cestru a pie a i tera i e tra a s etta e e travi % stata tte uta i piega d c ett ri a tag i $ dia etr 19 e a te a 95 $ p sti a pass di 200 u g e travi a richiesta di ferri di ar atura ad U i t r a peri etr de a s etta (c e strat i Figura 7 48) % stata u a richiesta specifica de pr gett i cas di i ce di $ a % stata ecessaria per assicurare u dettag i di ar atura c rrett per a pr getta i e a fredd I ferri a U aveva dia etr di 10 ed era p sti c 30 di c priferr u g i b rd de a s etta$ c e strat i Figura 7 48

742

Carichi di pr gett

I carichi di pr gett s stati di e si ati per u s vraccaric caratteristic di 3 5 2 H:C $ i sie e a u caric de e pareti di 1 0 H:C 2 e a u caric di servi i e fi iture di 0 5 H:C 2 I c efficie ti par ia i dei carichi usati per Stat i ite di I ce di c rrisp d ai va ri dati i E:1990 per edifici adibiti a uffici I caric risu ta te app icat % stat di 3 25 H:C 2$ c e strat i Tabe a 7 3

108

Tabe a 7 3

Carichi di pr gett

Descrizione

Carico caratteristico 2

(kN/m )

Coefficiente di combinazione allo Stato Limite di Incendio

Carico di progetto allo Stato Limite di Incendio 2

(kN/m )

Pareti

1.0

1.0

1.0

Servizi e finiture

0.5

1.0

0.5

Carichi variabili

3.5

0.5

1.75

Totale

3.25

I carichi app icati s stati rea i ati usa d 44 sacchi di sabbia ( g u de pes di 1 t)$ p si i ati i d u if r e su a piastra de s ai c e strat i Figura 2 7 49a$ f r e d u caric di 3 25 H:C I pes pr pri de a s etta$ che era di spess re 120 $ % stat ca c at pari a 2 90 H:C 2$ tte e d u caric t ta e di 6 15 H:C 2

Figura 7 49 (a) Carichi statici vertica i

743

Ca c

(b) Pa ets di eg di i ce di

usati per i caric

de ’i&ce&di

’i ce di atura e % stat ca c at usa d e curve para etriche te peratura te p rip rtate i Appe dice A di E:1991 1 2 e i s ftware ,O e I caric di i ce di era c stituit da 45 pa ets di eg sta dard (1 x 1 x 0 5 di a te a)$ c struiti usa d iste i di eg 50 x 50 x 1000 disp sti i d u if r e e c parti e t (Figura 7 49b) I caric di i ce di era equiva e te a 40 Hg di eg a per etr quadrat di superficie Assu e d per i eg u p tere ca rific di 17 5 -TCHg$ a de sit) di caric di i ce di per i c parti e t s tt p st a pr va % stat di 700 -TC 2 I caric di i ce di usat % stat egger e te pi5 e evat de caric di i ce di di pr gett per uffici (511 -TC 2$ fratti e 80%) dat i E:1991 1 2 ,g i pa et di eg % stat c egat a su vici edia te u ca a e egger di acciai c te e te u a astra di fibra p r sa Circa 30 i uti pri a de ’ig i i e$ 20 itri di paraffi a s stati versati ei ca a i per assicurare u rapid svi upp de ’i ce di a ’i ter de c parti e t

744

a stru e&ta5i &e

U estes siste a di stru e ta i e % stat tat i tutt i c parti e t per isurare a te peratura dei gas$ a distribu i e de a te peratura e s ai c p st $ a te peratura de e travi a ve ari pr tette e pr tette e g i sp sta e ti vertica i ed ri ta i :e e Figure 7 50 e 7 51 % strata a p si i e

109

de e isure prese U a struttura di acciai i dipe de te % stata c struita i t r a c parti e t per creare u siste a di riferi e t ester $ che per ette a isura c rretta deg i sp sta e ti vertica i e ri ta i S state usate u t ta e di 350 ter c ppie per it rare e te perature e u t ta e di 17 trasdutt ri per isurare i diversi sp sta e ti I trasdutt ri s stati attaccati a siste a di riferi e t i dipe de te ester e$ d ve ecessari $ s stati pr tetti per assicurare ’asse a deg i effetti de ca re sui trasdutt ri

Figura 7 50 P si i e dei disp sitivi di isura per e i f essi te peratura su tutta a s etta

110

i e a

Figura 7 51 P si i e de e ter de retic )

745

c ppie su a trave 4

pr tetta ( i ea B

I&f essi &e de a trave;s etta

I c di i i di i ce di ’i f essi e de e travi di acciai c p ste pr tette$ assia e te vi c ate (Figura 7 52)$ c pre de preva e te e te due parti8 ’arc ter ic e ’i f essi e ecca ica ’i f essi e d vuta a ’arc ter ic % causata da a distribu i e di te peratura u if r e su a trave di acciai e su a c essa s etta c p sta ’i f essi e ecca ica % d vuta a a ridu i e di rigide a e di resiste a de ateria e c segue ti a ’i cre e t de a te peratura A basse te perature (i feri ri a 400DC) ’i f essi e de a trave % preva e te e te d vuta a ’arc ter ic A pi5 e evate te perature ’i f essi e ecca ica sar) prep dera te e au e ter) c aggi re rapidit)

111

Figura 7 52

’i&ce&di svi uppat &e c

parti e&t

Figura 7 53 ’i f essi e de a s etta
pr tetta

a

seguit

a assi a te peratura de ’acciai registrata di 1053DC si % verificata d p 77 i uti i c rrisp de a de a e eria de e travi 4 e 5 (Figura 7 54) a assi a te peratura si % verificata e ’a a i feri re s tt ’apertura a u gata a Figura 7 55 stra a distribu i e de a te peratura e a parte critica de e travi a ve ari pr tette Va e a pe a tare che a te peratura % u if r e u g ’a a sta te che e travi sia pr tette e a u ga durata de ’i ce di a te peratura de ’a a superi re de e travi % i feri re$ c e previst $ per effett de a dissipa i e de ca re e ca cestru de a s etta superi re Ad u a te peratura assi a di 1053DC ’acciai ha pers i 97% de a sua resiste a e rigide a e c tribuisce p c a a capacit) p rta te dei carichi de siste a de s ai

112

Beam 4 Zone 3 Centre A

B

C

D

E

F

1200

Temperature (°C )

1000

800

600

400

200

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

120

140

160

Time (min)

Beam 5 Zone 3 Centre A

B

C

D

E

F

1200

Temperature (°C )

1000

800

600

400

200

0 0

20

40

60

80

100

Time (min)

Figura 7 54 Te perature registrate e a

113

e eria de e travi

pr tette

Figura 7 55

assi e te perature registrate e e travi

pr tette

C ’i cre e t de a te peratura e e travi a ve ari pr tette (Figura 7 53) % stat sservat che si % verificata i i ia e te ’i stabi it) de ’a i a ’a i e c p sta tra a trave a ve are e a s etta ha i pedit a t rsi e g ba e de a trave a te de a de ’a a i feri re a sp starsi atera e te ha causat a f essi e de ’a i a de a trave p rta d a u a c p essiva i stabi it) f ess t si a e$ c e strat i Fig 7 53 I questa fase e te perature de e travi di acciai pr tett era appr ssi ativa e te di 800DC ed % stat c siderat che s ’a a superi re f sse i supp rt de a s etta$ assu e d u a disp si i e a cate aria (Figura 7 53) a te peratura de a rete di ar atura s pra e travi ha raggiu t i va re assi di 375DC d p 95 i uti$ c e strat i Figura 7 56$ qua d si era gi) e a fase di raffredda e t de ’i ce di a Figura 7 57 stra a assi a te peratura registrata e a rete di ar atura tra e travi$ d ve di u v a assi a te peratura si % verificata dura te a fase di raffredda e t de ’i ce di a te peratura e a s etta di ca cestru ha c ti uat ad au e tare a che d p a assi a te peratura dei gas$ che si % verificata d p 75 i uti I Figura 7 57 s strate e te perature registrate ei c ett ri a tag i $ d ve a assi a

114

te peratura % stata di 585DC Sebbe e a te peratura dei c ett ri a tag i e evata$ a resiste a a tag i ri ta e ecessaria si era rid tta p ich7 e pr tette si era risca date e aveva pers resiste a e rigide a : a cu seg di perdita di a i e c p sta de e travi$ di stra d che i c tag i si s c p rtati adeguata e te e ha a te ut ’a i e c p s etta e e travi dura te ’i tera durata de a pr va

sia stata travi c’% stat ett ri a sta tra a

Mesh Temperature (above beam) 500 450 400

Tem perature(oC)

350 300 250 200 150 Mesh-Zone A 1-3 100 Mesh-Zone A 3-3 50

Mesh-Zone B4-3

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

Time(min)

Figura 7 56 Te perature registrate e a rete di ar atura s pra e travi

Mesh Temperature 500 450 400

Tem perature(oC)

350 300 250 200 150 Mesh-Zone Mesh-Zone Mesh-Zone Mesh-Zone Mesh-Zone

100 50

B1-3 A2-3 B2-3 B3-3 A4-3

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

Time (min)

Figura 7 57 Te perature registrate e a rete di ar atura s pra e travi

115

Stud Temperature 600

Temperature(oC)

500

400

300

200 Stud-Zone C1-1 Stud-Zone C1-2 Stud-Zone C1-3 Stud-Zone C2-1 Stud-Zone C2-2 Stud-Zone C2-3

100

0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

Time(min)

Figura 7 58 Te perature registrate ei c

ett ri a tag i

a assi a i f essi e registrata de a s etta % stata di 783 e si % verificata d p 112 i uti (Figura 7 59)$ qua d a fase di raffredda e t de ’i ce di era gi) c i ciata da te p a Figura 7 59 stra a curva sp sta e t Cte p per e Travi 4 e 5$ dura te a pr va e d p u gi r successiv a a pr va a Figura 7 59 stra a che ’i f essi e d p u ese$ d p aver ri ss i sacchi di sabbia

116

Figura 7 59 Pr fi

de e i f essi

i registrate de a s etta
I pr fi de e i f essi i de a s etta$ acc ppiat c ’a i e c p sta tra trave e s etta$ ha causat a r ta i e de ’a a superi re de a trave di acciai Quest ha i d tt u e t sec dari e a se i e de a trave$ i sie e a u a f r a di tag i vertica e$ p rta d a ’i stabi it) f ess t rsi a e de a trave a ve are e guida d i T i feri re atera e te fu ri da su pia rigi a e I questa fase i caric % stat preva e te e te p rtat da ’a i e e bra a e e a s etta$ c rrisp de te e te ai pri cipi f da e ta i de i eati e et d pr gettua e di Bai ey Si puG sservare che e travi a ve ari de fu i a e t de a cate aria$ c s

117

pr tette ha fatt efficace e te parte i T superi re che c tribuisce a p rtare

i caric ’i stabi it) successiva de ’a i a$ che % c u e e te sservata e e pr ve a fu c di picc a sca a di e e e ti is ati$ si % verificata e a trave a ’i circa i c rrisp de a de a pri a apertura$ d ve g i sp sta e ti c p essivi s i itati

746

’a5i &e

e bra&a e &e e s ette de s ai

a a iera grecata di acciai ha raggiu t te perature superi ri a 900DC ed % stat sservat che essa si % staccata da ca cestru i te aree Ad u a te peratura di 900DC a a iera di acciai perde i 94% de a sua resiste a e qui di$ te e d c t a che de distacc $ ha c tribuit sig ificativa e te a a resiste a c p essiva de a piastra di s ai e a fase de a assi a severit) de ’i ce di Quest c rrisp de a e ip tesi di pr gett di Bai ey$ d ve e ca c de a capacit) p rta te de a s etta i c tribut de a a iera grecata di acciai % trascurat C u que va e a pe a tare che a a iera grecata ha i be efic effett di ridurre e c segue e di g i fe e di spa i g$ p ich7 essa assicura che g i espu si eCr ttura de ca cestru ri a e su p st $ a patt che a a iera si stacchi sig ificativa e te crea d u eccessiv spa i tra a iera e ca cestru Dura te a pr va u ’a pia fessura si % verificata u g a uce c rta de a s etta de s ai (Figura 7 60)$ i a iera c rrisp de te a e sserva i i fatte pri a de a pr va i re a i e a ’a i e e bra a e Zona di trazione

Zona di compressione (anello)

Figura 7 60 Diseg

de e fessure che evide ia i c

p rta e t de a s etta

a s etta di ca cestru app ggiata era vi c ata ri ta e te u g i su peri etr e e travi peri etra i pr tette di app ggi ha a te ut a r capacit) p rta te$ a ifesta d picc i sp sta e ti vertica i Quest ha per ess a ’a i e e bra a e di svi upparsi$ c e f r e di pia di tra i e e a parte ce tra e de a s etta i equi ibri c e f r e di c pressi e ge erate e a s etta u g i su peri etr (Figura 7 60) Quest c p rta e t % a a g a u a ru ta di bicic etta8 i raggi rapprese ta ’a i e e bra a e di tra i e$ i cerchi e rapprese ta ’a i e e bra a e di c pressi e

747

C &c usi &i

a piastra di s ai si % c p rtata estre a e te be e s pp rta d i carichi app icati per a durata de a pr va e ette d i evide a a resiste a i sita e siste a$ d vuta a ’a i e e bra a e e a piastra di s ai Basa d si sui dati isurati$ % stat strat che ’ar atura e e regi i ce tra i de a s etta % stata s ggetta a f r e di tra i e$ f r a d u a rete di tra i e a f r a di parab a e ittica a c rata ad u a e di c pressi e e ca cestru ge erat u g i peri etr de a s etta Per effett de ’a i e e bra a e$ e travi sec darie su cui % app ggiata a s etta s ecessarie i c di i i di i ce di e p ss essere asciate pr tette 118

I ter i i di presta i i de e travi a ve ari segue ti c c usi i8

pr tette p ss

essere tratte e

1 a causa de ’a i e c p sta c bi ata tra a trave a ve are e a s etta$ a crisi struttura e % stata deter i ata da ’i stabi it) f ess t rsi a e de a trave a ve are piutt st che da ’i stabi it) de ’a i a da ecca is Viere de $ c e c u e e te sservat e e pr ve a fu c i picc a sca a di travi a ve ari9 2 da e t i cui si % verificata ’i stabi it) f ess t rsi a e$ s i T superi re de a trave a ve are ha c tribuit a a capacit) p rta te de a piastra di s ai edia te ’effett cate aria9 3

a trave a ve are i f ue a i c p rta e t ha seguit i c p rta e t c assic de i eat e ha s pp rtat i carichi per a durata de a pr va

e bra a e de a s etta$ che et d pr gettua e di Bai ey e

a parete di uratura c stitue te i c t r de c parti e t ha a te ut a te uta$ a grad i sig ificativ gradie te ter ic e spess re de a parete e a c siste te def r a i e atera e I tre tutte e c essi i (pr tette) si s c p rtate t be e e ha strat a cu seg di crisi

119

8

G I STUDI

81

I&tr du5i &e

U ERICI PARA ETRICI

a pr va di resiste a a fu c sta dard i sca a rea e ha c fer at a c ra u a v ta ’ecce e te presta i e de siste a di s ai c p st $ d vuta a c tribut de ’a i e e bra a e di tra i e e a s etta gi) sservata e descritta da Bai ey & et d di - re (12$13) Tuttavia % a c ra ecessari este dere e verifiche de ca c se p ificat a su c p et d i i di app ica i e :e ’attua e appr cci de ’i geg eria de a sicure a i cas di i ce di $ ta e verifica puG essere c d tta edia te u studi u eric para etric basat su ’app ica i e dei de i di ca c ava at $ i cui a cu e caratteristiche specifiche$ c e ’i f essi e i ite de s ai e ’a u ga e t de e ar ature di acciai $ p ss essere faci e te c tr ate Tuttavia$ pri a che quest studi para etric sia c d tt $ i de u eric ava at deve essere va idat rispett a test di i ce di

82

Verifica de de &u eric A SYS rispett a a pr va FRAC F

821

Ge&era it>

A fi e di disp rre di u de u eric va id per si u are i c p rta e t a ’i ce di dei s ai c p sti$ s state eseguite e a a isi u eriche de a pr va di i ce di i sca a rea e descritte e Capit 7 uti i a d i pacchett app icativ de s ftware A:SYS I de u eric % c p st da due diverse parti$ u a per ’a a isi de a tras issi e de ca re e u a per ’a a isi struttura e

822

A&a isi struttura e

’a a isi struttura e % stata basata su u de struttura e ibrid che tie e c t de e travi di acciai $ de a a iera di acciai $ de e ervature di ca cestru e de a rete di ar atura di acciai (vedi Figura 8 1) I quest de struttura e s stati usati i segue ti tre tipi di e e e ti fi iti8 •

e e e t asta

i eare 3D – BEA-24

•

e e e t piastra

u tistrat

•

e e e t asta i eare 3D – PIPE16

i eare 3D – SHE

91

I s ai c p st % stat rapprese tat da e e e ti she per a parte s ida de a s etta c p sta$ c e a rete di ar atura di acciai E e e ti asta s stati usati per i pr fi i di acciai $ a a iera di acciai e e ervature de a s etta c p sta E e e ti di c ega e t s stati usati per a c essi e a tag i tra e travi di acciai e a s etta c p sta

120

SHELL91: parte solida della soletta di calcestruzzo

BEAM24: Colonna di acciaio PIPE16: connessione tra trave di acciaio e soletta di calcestruzzo

Figura 8 1

823

Dettag i de

de

BEAM24: trave di acciaio, lamiera di acciaio e nervature di calcestruzzo

struttura e

A&a isi de a tras issi &e de ca re

Per ’a a isi de a tras issi e de ca re i risca da e t di tutti g i e e e ti struttura i % stat a a i at edia te de i 2D$ usa d a tipica se i e trasversa e di g i e e e t struttura e P ich7 a va ida i e de de u eric riguarda s prattutt i c p rta e t struttura e$ e pr priet) ter iche de ateria e di pr te i e s state adattate i d da si u are i risca da e t de e travi di acciai pr tette registrate dura te a pr va di i ce di Per g i e e e ti di acciai e di ca cestru e rispettive pr priet) ter iche s que e f r ite i E:1994 1 2(33) U c fr t tra e te perature ca c ate e e te perature de a pr va per i diversi e e e ti struttura i % i ustrat e e Figure da 8 2 a 8 5

Figura 8 2

C fr t tra e te perature de a pr va e de ’a a isi u erica – travi di acciai pr tette

121

Figura 8 3

C fr t tra e te perature de a pr va e de ’a a isi u erica – Travi sec darie pr tette

Figura 8 4

C fr t tra e te perature de a pr va e de ’a a isi u erica – Travi pri cipa i pr tette

122

Figura 8 5

824

I c

C fr t tra e te perature de a pr va e de ’a a isi u erica – s etta c p sta

p rta e&t

I c p rta e t ecca ic te perature f r ite da de

ecca&ic deg i e e e&ti struttura i

de s ai % stat a a i at face d riferi e t a e ter ic e a de struttura e strat i Figura 8 1

Da quest de si puG faci e te sservare che a parte ce tra e de s ai % stata risca data t pi5 deg i e e e ti struttura i di b rd I c p rta e t struttura e de s ai ca c at % strat i Figura 8 7$ d ve % rapprese tata a c figura i e def r ata f r ita da de u eric d p 120 i uti di esp si i e a a curva te peratura te p sta dard

Figura 8 6

de struttura e c p et e ca p de e te perature ca c ate d p 120 i uti di i ce di IS9 sta dard

123

Figura 8 7

C

figura i

e def r ata de s ai ca c ata

I Figura 8 8 % strat u c fr t tra g i sp sta e ti vertica i de s ai ca c ati usa d i de u eric e g i sp sta e ti isurati su ca pi e de a pr va Si puG sservare che g ba e te i de u eric ha f r it risu tati t si i i a que i speri e ta i Tuttavia si verifica u a eggera discrepa a e ’i f essi e de e travi pr tette d p 50 i uti$ risu ta ti i a cu e diverge e tra e i f essi i isurate e que e ca c ate da ’a a isi u erica Quest fe e % stat attribuit a a perdita di c ti uit) de a rete di ar atura dura te a pr va$ che ha deter i at u pi5 a t va re de ’i f essi e de e travi pr tette -a grad questa picc a differe a$ % stata di strata a va idit) de de u eric e a sua capacit) di va utare i c p rta e t i c di i i di i ce di

Figura 8 8

C fr t tra e i f essi i de s ai ca c ate e que e registrate dura te a fase di risca da e t de a pr va

124

83

Verifica de de pr ve di i&ce&di

831

Ge&era it>

&u eric SAFIR rispett a e

A fi e di disp rre di u de u eric va id per si u are i c p rta e t a ’i ce di dei s ai c p sti$ s state eseguite e a a isi u eriche de a pr va di i ce di i sca a rea e descritte e Capit 7 uti i a d i pacchett app icativ de s ftware SAFIR I de u eric % stat c p st di due diverse parti$ u a per ’a a isi de a tras issi e de ca re e u a per ’a a isi struttura e

832

SAFIR app icat a a pr va FRAC F

8 3 2 1 Caric di i ce di :e a pr va FRAC,F i s ai % stat esp st a e c di i i di i ce di IS, rea i a d u a pr va di resiste a a fu c sta dard i f r e te perature registrate e e diverse e de f r stra che a curva di i ce di sta dard IS, % stata seguita i a iera accurata$ c e strat e a Figura 8 9

Figura 8 9

8322

C c

fr t tra e curve di i ce di parti e t e a curva di i ce di IS97834

A a isi ter ica)

isurate

e

de i u erici e pri cipa i risu tati

I s ftware SAFIR % stat usat per ’a a isi ter ica dei pr fi ati di acciai e de a s etta Per i ca c de e te perature de a struttura$ a curva di i ce di IS, 834 % stata app icata su a fr tiera de a s etta di ca cestru e dei pr fi ati di acciai pr tetti$ e tre$ per e se i i ter ica e te pr tette$ s state usate e te perature registrate su a se i e di acciai (i d da e i i are tutte e i certe e re ative a e pr priet) ter iche de ateria e di pr te i e ai p ssibi i difetti di app ica i e) Per qua t riguarda e travi sec darie pr tette$ a s etta di ca cestru % stata de ata i d da te ere c t de a sua capacit) di ass rbire ca re I ca cestru s pra a f a gia superi re de pr fi at di acciai % c siderat s per ’a a isi ter ica e ha a cu a resiste a ecca ica (quest ca cestru % de at separata e te edia te e e e ti she ) ’a a i feri re$ i due ati dei pr fi ati e a faccia i feri re de a s etta s s ggetti a ’i ce di IS,$ e tre a faccia superi re de a s etta ri a e i c tatt c ’aria a 20DC dura te tutta a fase di ca c (vedi Figura 8 10)

125

Figura 8 10

Esp si i

e a fu c de e travi sec

darie

:e a Figura 8 11 i risu tati ca c ati s c fr tati c i feri re$ e ’a i a e e ’a a superi re di questi pr fi ati risu ta be i acc rd c e te perature isurate

pr tette

i dati isurati e ’a a e te perature ca c ate

Figura 8 11 C fr t tra e te perature ca c ate e que e travi sec darie pr tette a Figura 8 12 stra e te perature e ’a a superi re dei pr fi ati pr tetti

126

isurate

e ’a a i feri re$

isurate e e

e ’a i a e

Figura 8 12

Te perature isurate e a trave pr tetta IPE400 (si istra) e e a trave pr tetta IPE300 (destra)

Per ’a a isi ter ica de a s etta % stat usat spess re efficace de de c e defi it e ’Eur c dice E:1994 1 2 e ervature di 58 e strat di ca cestru di 97 che c pre e ervature s s stituiti da u a s etta pia a ave te u spess re efficace di 120 (vedi Figura 8 13) a s etta % esp sta a ’i ce di su a sua faccia i feri re$ e tre a faccia superi re ri a e i c tatt c ’aria a 20DC ’a te a da c siderare per i ca c ecca ic % ’a te a de ca cestru s pra a a iera di acciai

Figura 8 13

Spess re efficace di ca c

127

per ’a a isi ter ica de a s etta

:e a Figura 8 14a e te perature ca c ate s c fr tate c a te peratura edia isurata e a s etta s pra a ervatura I pu ti E ed F c rrisp d a a p si i e dei t di i di acciai de ’ar atura (vedi Figura 8 14b)

Figura 8 14

a) C fr t tra te perature isurate e ca c ate c spess re efficace de a s etta (si istra)/ b) P si i e de e TC e a s etta (destra)

a te peratura ei t di i di acciai e e a s etta risu ta be appr ssi ata da risu tat u eric tte ut i piega d i de c spess re c sta te 8323

A a isi struttura e

U de ag i e e e ti fi iti % stat i p e e tat c i s ftware SAFIR a struttura % de ata usa d e e e ti BEA- per e travi ed e e e ti SHE per a s etta e travi di b rd s se p ice e te app ggiate su e c e$ c e i dicat i Figura 8 15 a s etta % vi c ata assia e te su due ati i d da si u are e c di i i di c ti uit) de s ai c p st

Figura 8 15

de

per ’a a isi struttura e

I c p rta e t struttura e a te peratura a bie te % di tip f essi a e$ e tre dura te ’i ce di si svi uppa ’a i e e bra a e :e a Figura 8 16 p ss

128

essere sservate te peratura

Figura 8 16

e a i i

e bra a i a te peratura a bie te e ad e evata

C fr t tra i regi e f essi a e (s pra) e ’a i e de a tra i e e bra a e (s tt )? f r e e bra a i a ’i ter de a s etta

I fi e e a Figura 8 17 % strat i c fr t i f essi i ca c ate c i de FE-

Figura 8 17

tra e i f essi i

isurate e e

C fr t tra risu tati u erici e speri e ta i riguarda te g i sp sta e ti vertica i

E’ stata sservata u a c rrisp de a t bu a tra i risu tati de de FE- e i c p rta e t rea e dura te a pr va Quest se bra va idare e se p ifica i i 129

che s state i tr d tte$ c e i fatt che a rigide a de e c e e a f essi e sia stata trascurata e che a s etta ervata sia stata de ata edia te u ’equiva e te s etta pia a E’ be e precisare che i ca c de c p rta e t struttura e % stat eseguit i piega d i va ri isurati de e pr priet) dei ateria i

833

SAFIR app icat a a pr va C SSFIRE

8331

Caric di i ce di

:e a pr va C ssfire i s ai % stat esp st a e c rea i a d u a pr va di resiste a a fu c sta dard registrate e e diverse e de f r stra che sta dard % seguita i a iera accurata$ c e strat e

Figura 8 18

8332

C fr t tra curve di i ce di e curva di i ce di IS97834 A a isi ter ica)

di i i de ’i ce di IS, i f r e te perature a curva di i ce di IS, a Figura 8 18

isurate e c

parti e t

de i u erici e pri cipa i risu tati

I s ftware SAFIR % stat i piegat per ’a a isi ter ica dei pr fi ati di acciai e de a s etta Per i ca c de e te perature de a struttura a edia de a curva di i ce di % stata app icata su a fr tiera de a s etta di ca cestru e dei pr fi ati di acciai pr tetti$ e tre$ per e se i i ter ica e te pr tette$ s state usate e te perature registrate su a se i e di acciai (a fi e di e i i are tutte e i certe e re ative a e pr priet) ter iche de ateria e di pr te i e ai p ssibi i difetti c struttivi) Per qua t riguarda e travi sec darie pr tette$ a s etta di ca cestru % stata de ata i d da te ere c t de a sua capacit) di ass rbire ca re I ca cestru s pra a f a gia superi re de pr fi at di acciai % stat c siderat s per ’a a isi ter ica e ha a cu a resiste a ecca ica (quest ca cestru % de at separata e te edia te e e e ti she ) ’a a i feri re$ i due ati dei pr fi ati e a faccia i feri re de a s etta s esp sti a ’i ce di edi $ e tre a faccia superi re de a s etta ri a e i c tatt c aria a 20DC dura te tutta a fase di ca c (vedi Figura 8 19)

130

Figura 8 19

Esp si i

e a fu c de e travi sec

darie

:e a Figura 8 20 i risu tati ca c ati e ’a a i feri re$ superi re s c fr tati c i dati isurati

Figura 8 20

pr tette e ’a i a e

C fr t tra e te perature ca c ate e que e travi sec darie pr tette

:e a Figura 8 21 s strate e te perature e ’a i a e e ’a a superi re dei pr fi ati pr tetti

131

isurate

e ’a a

isurate e e

e ’a a i feri re$

Figura 8 21

Te perature isurate e a trave sec daria pr tetta IPE270 (s pra) e e a trave pri cipa e pr tetta IPE270 (s tt )

Per ’a a isi ter ica de a s etta % stat usat e de u spess re efficace$ c e defi it e ’Eur c dice E:1994 1 2 e ervature di 58 e strat di ca cestru di 77 che c pre e ervature s s stituiti da u a s etta pia a ave te u spess re efficace di 100 $c e strat e a Figura 8 22 a s etta % s ggetta a ’i ce di edi su a sua faccia i feri re$ e tre a faccia superi re ri a e i c tatt c ’aria a 20DC ’a te a da c siderare per i ca c ecca ic % ’a te a de ca cestru s pra a a iera di acciai

Figura 8 22

Spess re efficace di ca c

132

per ’a a isi ter ica de a s etta

Per a s etta s pra a ervatura$ e a Figura 8 23a e te perature ca c ate s c fr tate c e te perature isurate Per e tre p si i i c siderate s pra e ervature (Pu t E$ Pu t F e Faccia superi re de a s etta$ vedi Figura 8 23b) s f r iti i va ri edi isurati I pu ti E ed F c rrisp d a a p si i e dei t di i di acciai

Figura 8 23

a) C fr t tra te perature isurate e te perature ca c ate c spess re efficace de a s etta b) P si i e de e TC e a s etta

e te perature ca c ate risu ta i bu acc rd c e te perature isurate$ eccett che su a faccia superi re de a s etta$ d ve e te perature s egger e te s vrasti ate P ich7 i Pu t F e i Pu t E c rrisp d a a p si i e de t di di acciai $ e te perature e ’ar atura di acciai s appr ssi ate c rretta e te dai risu tati u erici de de i p e e tat c spess re efficace de a s etta 8333

A a isi struttura e

U de ag i e e e ti fi iti % stat i p e e struttura % de ata usa d e e e ti BEA-S per s etta e travi di b rd s se p ice e te i dicat e a Figura 8 24 a s etta e e travi s

tat c i s ftware SAFIR a e travi ed e e e ti SHE per a app ggiate su e c e$ c e assia e te vi c ate

I c p rta e t struttura e a te peratura a bie te % di tip f essi a e$ e tre dura te ’i ce di % prese te ’a i e e bra a e :e a Figura 8 25 p ss essere sservate e f r e e bra a i a te peratura a bie te e ad e evata te peratura

133

Figura 8 24

C fr t tra i regi e f essi a e (si istra) e ’effett de e te si i e bra a i (destra)? f r e e bra a i a ’i ter de a s etta

Figura 8 25

C fr t tra i regi e f essi a e (s pra) e ’effett de e te si i e bra a i (s tt )? f r e e bra a i a ’i ter de a s etta

I fi e e a Figura 8 27 % strat i c fr t tra e i f essi i isurate e que e ca c ate c i de FE- i differe ti p si i i de s ai (vedi Figura 8 26)

134

Figura 8 26

P si i

Figura 8 27

C fr t tra risu tati sp sta e ti vertica i

e dei trasdutt ri e de e i f essi

u erici

e

i ca c ate

speri e ta i

deg i

E’ stata sservata u a bu a c rre a i e tra i risu tati de de FE- e i c p rta e t rea e dura te a pr va CiG se bra va idare e se p ifica i i che s state i tr d tte$ c e i fatt che a rigide a f essi a e de a c a sia stata trascurata e i fatt che e ervature de a s etta sia state de ate edia te u ’equiva e te s etta pia a E’ be e precisare che a si u a i e de c p rta e t struttura e % stata c d tta assu e d i va ri isurati de e pr priet) dei ateria i

834

SAFIR app icat a a pr va FICEB

8341

Caric di i ce di

Per la prova in Ulster tutta l’analisi termica è stata condotta usando la temperatura misurata nel centro del compartimento (vedi Figura 8.28) in modo da centrare l’attenzione dell’analisi sulla capacità del software SAFIR di simulare il comportamento del solaio sottoposto alla curva di temperatura reale del compartimento.

135

Figura 8 28

Curva di te peratura

isurata e ce tr de c

parti e t

8342 A a isi ter ica) de i u erici e pri cipa i risu tati Il software SAFIR è stato impiegato per l’analisi termica dei profilati di acciaio e della soletta. I profilati di acciaio sono costituiti da travi alveolari. Poiché la sezione qui analizzata da un punto di vista termico è poi utilizzata nella successiva analisi strutturale come la sezione di una trave ad elementi finiti, è stata considerata la sezione in corrispondenza del centro di un’apertura circolare (vedi Figura 8.29). Infatti le sollecitazioni longitudinali di un modello di trave non possono “passare” nell’anima successiva che separa due aperture. In questi modelli termici di profilati di acciaio, la soletta di calcestruzzo è modellata in modo da tenere in conto della sua capacità di assorbire calore. Il calcestruzzo sopra l’ala superiore del profilato di acciaio è considerato solo per l’analisi termica e non ha alcuna resistenza meccanica (questo calcestruzzo è modellato separatamente mediante elementi shell). I profilati di acciaio e la faccia inferiore della soletta sono esposti all’incendio misurato nel centro del compartimento, mentre la faccia superiore della soletta rimane in contatto con l’aria a 20°C durante tutto la fase di calcolo. Le temperature raggiunte nelle sezioni non protette sono molto più alte della temperatura critica di queste travi alveolari. Infatti, conducendo l’analisi strutturale di queste travi usando elementi shell, possono essere osservati fenomeni di instabilità per temperature di circa 600 °C (principalmente instabilità dell’anima o instabilità flessotorsionale). Pertanto il modello strutturale delle sezioni non protette deve tenere conto che si possono verificare fenomeni di instabilità dell’anima. Un modo efficace per tenere conto di questo comportamento, quando si considerano elementi trave nel modello strutturale, è eseguire la simulazione usando un materiale acciaio modificato per l’ala inferiore delle travi non protette. Questo materiale acciaio modificato ha le stesse proprietà meccaniche dell’acciaio come definite da EN1993-12 sotto 500°C, mentre perde irreversibilmente le sue proprietà meccaniche tra 500°C e 600°C, in modo da tenere conto dei fenomeni di instabilità.

136

Figura 8 29

Esp si i e a fu c ? a) de e travi sec darie pr tette c i de ibrid (destra) e b) de e travi pr tette (si istra)

Nella Figura 8.30 le temperature calcolate nelle travi secondarie non protette sono confrontate con le temperature misurate in diverse zone lungo la trave. Il confronto sembra indicare una temperatura inferiore durante la prova verso le estremità della trave.

Figura 8 30

C fr t tra e te perature ca c ate e que e travi sec darie pr tette

isurate e e

Per quanto riguarda le sezioni protette, il materiale di protezione considerato per la sola analisi termica è considerato anche nel modello agli elementi finiti. Le sezioni di acciaio protette sono interessate dall’incendio su una faccia e sull’ala inferiore, mentre l’altra faccia del profilato, di fronte alla parete, è ipotizzata come una frontiera adiabatica, vedi Figura 8.29b. Le temperature nelle sezioni protette rimangono inferiori alla temperatura critica di queste travi alveolari. Così, durante l’intero calcolo, per l’ala inferiore di questi profilati protetti di acciaio è considerato il materiale acciaio ordinario con le proprietà meccaniche definite per l’acciaio in EN1993-1-2. La protezione al fuoco delle travi alveolari è un parametro chiave determinante per assicurare un buon effetto membrana del sistema composto del solaio in caso di incendio. Per l’analisi termica della soletta è stato usato lo spessore efficace del modello di soletta definito in Eurocodice 4 EN1994-1-2. Le nervature di 51 mm e lo strato di calcestruzzo di 69 mm che copre le nervature sono sostituiti da una soletta piana avente spessore efficace 110 mm (vedi Figura 8.31). Questo spessore efficace rappresenta l’altezza della soletta da considerare per la risposta termica. La soletta è soggetta all’incendio sulla sua faccia inferiore, mentre la faccia superiore rimane in

137

contatto con l’aria a 20°C. L’altezza da considerare per il calcolo meccanico è l’altezza di calcestruzzo sopra la lamiera di acciaio.

Figura 8 31

Spess re efficace di ca c s etta

per

’a a isi ter ica de a

Nella Figura 8.32a le temperature calcolate sono confrontate con le temperature misurate nella soletta sopra le nervature. Per le tre posizioni considerate sopra la nervatura (A-3, A-4 e A-5, vedi Figura 8.32b), sono date quattro misure in corrispondenza di quattro posizioni del piano. La zona A-4 corrisponde alla posizione dei tondini dell’armatura di acciaio.

Figura 8 32

Tras issi e de ca re e e e A1/ A2/ A3 e A4 a ’a te a A73/ A74 e A75 de a se i e trasversa e C fr t tra risu tati isurati e ca c ati c spess re efficace de de de a s etta

Le temperature calcolate approssimano bene le temperature misurate, eccetto che sulla faccia superiore della soletta (A-5), dove le temperature sono sovrastimate. Poiché A-4 corrisponde alla posizione delle armature di acciaio, le temperature nelle armature di acciaio sono approssimate correttamente dai risultati numerici con il modello dello spessore efficace. 8343 A a isi struttura e Un modello agli elementi finiti è stato implementato con il software SAFIR. La struttura è modellata usando elementi BEAM per le travi ed elementi SHELL per la soletta. Le travi di bordo sono semplicemente appoggiate sulle colonne, come indicato nella Figura 8.33. La soletta e le travi sono vincolate assialmente.

138

Il comportamento strutturale a temperatura ambiente è di tipo flessionale, mentre durante l’incendio si sviluppa l’azione membranale. Nella Figura 8.34 possono essere osservate le forze membranali a temperatura ambiente e ad elevata temperatura.

Figura 8 33

de

de ’a a isi struttura e F0 F0

F0 F0

F0 F0

F0

F0

F0

F0

F0 F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0 F0

F0

F0 F0

F0

F0 F0 F0

F0

F0 F0

F0

F0

F0 F0

F0 F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0 F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0

F0 F0

Figura 8 34

C fr t tra regi e f essi a e (si istra) e a i e de e te si i e bra a i (destra)? f r e e bra a i a ’i ter de a s etta

Poiché l’elemento finito BEAM non permette di tenere conto dell’instabilità dell’anima, un modo per modellare il comportamento del solaio è usare uno speciale materiale per l’ala inferiore della trave non protetta. Considerando questo materiale di acciaio modificato (STEELEC3_WPB) si può modellare il comportamento strutturale durante l’intera prova con un solo calcolo numerico. Infine nella Figura 8.35 è mostrato il confronto tra le inflessioni misurate e le inflessioni calcolate con questo modello FEM al centro delle travi secondarie non protette.

139

Figura 8 35

C fr t tra e i f essi vertica i ca c ate c i pr tetta

i vertica i isurate e e i f essi i de ibrid a ce tr de a trave

Dopo 30 minuti la temperatura dell’ala inferiore dei profilati non protetti supera 500°C. Poi, conducendo il calcolo strutturale con il modello ibrido che considera un materiale acciaio modificato, l’ala inferiore perde velocemente tutte le proprietà meccaniche e l’inflessione aumenta. Ad elevata temperatura, dopo l’instabilità dell’anima, il modello ibrido fornisce una buona approssimazione del comportamento reale della soletta che non può recuperare la sua rigidezza, cosicché alla fine del test l’inflessione rimane importante. E’ stata osservata una buona correlazione tra il modello FEM ed il reale comportamento nella prova. Questo sembra validare le semplificazioni che sono state introdotte, come il fenomeno di instabilità delle travi non protette, il fatto che la rigidezza flessionale delle colonne sia stata trascurata e il fatto che la soletta nervata sia stata modellata con un’equivalente soletta piana. E’ bene precisare che la simulazione del comportamento strutturale è stata fatta assumendo i valori nominali delle proprietà dei materiali. Il modello strutturale implementato con SAFIR è stato capace di prevedere con un accettabile livello di accuratezza il complesso comportamento delle travi alveolari in presenza dell’azione membranale. Utilizzare un materiale acciaio modificato per l’ala inferiore delle travi alveolari non protette può essere un modo semplice ma efficace per tenere conto dei fenomeni di instabilità in tali modelli complessi in cui per le travi sono preferibili gli elementi BEAM. Sarebbe anche possibile modellare le travi alveolari di acciaio in dettaglio con elementi SHELL, ma tali modelli sarebbero troppo grandi per applicazioni pratiche.

84

Studi &u erici para etrici usa&d te peratura@te p sta&dard

841

Dati di i&put per

a curva

studi para etric

E’ stat eseguit u studi para etric per este dere ’a a isi de et d di ca c se p ificat a su c p et d i i di app ica i e Tuttavia u studi para etric c p et richiederebbe u gra u er di si u a i i u eriche$ c

140

u e r e c st di c puta i e Di c segue a % stat i itat ai segue ti para etri chiave8 •

a

•

i grad di uti i a i e9

•

a durata de ’i ce di

isura de a

sc p de

studi para etric

ag ia de s ai 9

Va seg a at che quest studi para etric % f ca i at s su c p rta e t dei s ai c p sti acciai ca cestru esp sti a a curva te peratura te p sta dard U ca c u eric pre i i are % stat eseguit su u s ai c p st di area 18 per 18 $ c pre de te due ca pate di 9 di uce i g i dire i e (vedi Figura 8 36(a)) sc p pri cipa e di questa a a isi pre i i are % stat a deter i a i e de e appr priate c di i i a c t r $ i partic are e c di i i di vi c de a s etta$ che dev essere ad ttate se i de e studi para etric % i itat a u a ca pata C e strat e a Figura 8 36(b)$ ’i f essi e ca c ata de ’a g de a ag ia c due b rdi c ti ui % a pi5 i p rta te tra tutte e quattr ag ie ( e a tre tre ag ie s c tre quattr b rdi c ti ui) Di c segue a$ tutte e si u a i i u eriche de studi para etric ha si u at e appr priate c di i i di vi c e ’a g de a ca pata c due b rdi atera e te vi c ati$ i d da si u are a c ti uit) de a s etta

141

9m

C O R N E R

9m (a)

(b)

9m

9m

ag ia struttura e di u& edifici rea e

de

di A SYS

Figura 8 36

Ca c

u eric di quattr

ag ie di s ai

:e studi para etric s state i vestigate sette isure di ca pate8 6 x 6 $ 6 x 9 $ 6 x 12 $ 9 x 9 $ 9 x 12 $ 9 x 15 e 7 5 x 15 (Figura 8 37) Tutti questi casi s stati de ati c ’ip tesi di c ti uit) de a s etta c p sta su due b rdi Tutte e travi de c t r s state assu te pr tette e tutte e travi sec darie i ter e s state assu te pr tette

142

Figura 8 37

S ai c

siderati e

studi

u eric para etric

:e

studi s state c siderate tre diverse i te sit) de ’a i e variabi e$ c e strat e a Tabe a 8 1 Questi va ri de ’a i e variabi e c rrisp d a que i c u e e te usati e pr gett a te peratura a bie te c d tt per g i edifici i Fra cia Tuttavia$ se ve isser usati va ri diversi de caric $ ci sarebbe a cu a i f ue a su et d di ca c se p ificat p ich7 i carichi app icati s s u dat di i put f r it dag i i geg eri pr gettisti :e studi para etric s stati i vestigati s i Cas 1 e i Cas 3 I Cas 2 % stat c siderat c pert p ich7 ess % u va re i ter edi tra i Cas 1 e i Cas 3 Tabe a 8 1 Va ri dei carichi per a e ti e variabi i c

siderati

Cas

Caric per a&e&te G

Caric variabi e Q

1

Pes pr pri J 1 25 5 : K

255 : K

2

Pes pr pri J 1 25 5 : K

355 : K

3

Pes pr pri J 1 25 5 : K

505 : K

S

state a a i ate quattr durate di i ce di sta dard$ ssia 30$ 60$ 90 e 120 i uti I tutti i casi spess re de a s etta c p sta % stat defi it i base a spess re i i richiest per s ddisfare i criteri de ’is a e t per queste durate de ’i ce di Basa d si su ’i pieg di u pr fi at di a iera grecata trape ida e di a te a 60 $ e c rrisp de ti s ette c p ste s risu tate di a te a 120$ 130$ 140 e 150 a ge etria de pr fi at trape ida e % basata su pr d tt C,FRAP US 60$ i pr fi at di a iera grecata pi5 c u e e te usat e ercat de e c stru i i i Fra cia Questa a iera di acciai ha ervature strette rispett ag i a tri pr fi ati$ da d u g a u pi5 grav s pr fi di te peratura e a u a i re resiste a ecca ica Du que$ se i et d di ca c se p ificat % verificat c quest pr fi $ a s u i e puG essere c servativa e te ad ttata per a tri tipi di a iera grecata di acciai C a c bi a i e di tutti i para etri s pra e e cati$ s di 112 si u a i i u eriche

state eseguite u t ta e

Per deter i are a isura deg i e e e ti struttura i di tutti i s ai c p sti$ pri a de ’a a isi de c p rta e t a fu c de e diverse ag ie di s ai $ i pr getti s stati pre i i ar e te c d tti i acc rd a 1994 1 1(34) I questi pr getti tutte e travi di acciai s state c siderate c esse a a s etta c p sta edia te pi i c testa Per qua t riguarda e pr priet) dei ateria i usati i questi pr getti$ % stata assu ta a qua it) de ca cestru C30C37 c u a resiste a a c pressi e di 30 -Pa a rete di acciai di ar atura % di grad di acciai B500 I grad di acciai de e travi % pri cipa e te S235

143

U i p rta te para etr per e presta i i i cas di i ce di de s ai c p st pr gettat c i et d di ca c se p ificat % a isura de a rete di ar atura di acciai usata e a s etta c p sta P ich7 ’ biettiv de studi para etric % stat que di verificare i et d di ca c se p ificat $ a isura di tutte e reti di ar atura di acciai % stata tte uta diretta e te da quest et d di ca c se p ificat I tre$ i c priferr superi re de e barre ( ssia a dista a tra ’asse de ’ar atura gitudi a e e a faccia de a s etta di ca cestru esp sta) % stata assu ta pari a 45 i tutti i casi I risca da e t de e travi peri etra i pr tette a fu c e de e c e i f ue er) a che i c p rta e t de a s etta di s ai :e studi para etric $ e pr priet) ter iche de e pr te i i a fu c s state pr gettate i d ta e che e te perature di questi e e e ti a a durata de ’i ce di di pr gett f sse i ge era e di circa 550DC C u que$ se quest risca da e t % stat raggiu t pri a de a durata de ’i ce di di pr gett $ i risca da e t de a c rrisp de te trave di acciai % stat p i a te ut a 550DC per tutt i te p segue te a te p i cui questa te peratura % stata raggiu ta I dettag i de a isura de e travi e de e reti di acciai c siderati per g i cas s f r iti e e Tabe e da 8 2 a 8 5 a tabe a i c ude a che i grad di c essi e a tag i de e travi c p ste ed i grad di acciai se ess % differe te da S235 B1$ B2$ S e DC sig ifica rispettiva e te travi pri cipa i$ travi sec darie$ area de a 2 rete di ar atura i C e i grad di c essi e a tag i de e travi c p ste I tre$ uce 1 i dica a u ghe a de e travi sec darie e uce 2 que a de e travi pri cipa i Per g i cas s state c d tte due si u a i i$ u a c i c ega e t ecca ic tra s etta e c e (per ese pi edia te t di i di ar atura addi i a i) e u ’a tra se a quest c ega e t

144

Tabe a 8 2 Para etri se e i ati per s ai pr gettati per 30 resiste a a fu c R 30 A te55a B 120 uce2 C D

uce1 C D

Caric C6 ; ED

6 B1

2 5F1 25

B2 S

6

B1 5 0F1 25

i uti di

B2 S

IPE300 DC$ 0 9 IPE240 DC$ 0 8 84 IPE360 DC$ 0 9 IPE270 DC$ 0 7 99

9 B1 B2 S B1 B2 S

IPE360 DC$ 1 0 IPE360 DC$ 0 7 99 IPE450 DC$ 1 0 IPE400 DC$ 0 6 142

12 B1 B2 S B1 B2 S

15

IPE450 DC$ 1 0 IPE450 DC$ 0 7 142 IPE500 DC$ 1 0 IPE500 DC$ 0 6 142 B1

2 5F1 25

B2 S

75 B1 5 0F1 25 B2 S B1 2 5F1 25

B2 S

9 B1 5 0F1 25 B2 S

145

IPE550 DC$ 0 6 IPE360 DC$ 0 7 99 IPE550
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 0 8 IPE450 DC$ 0 7 142 IPE600
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 1 0 IPE550 DC$ 0 7 142 IPE600
Tabe a 8 3 Para etri se e i ati per s ai pr gettati per 60 resiste a a fu c R 60 A te55a B 130 uce2 C D

uce1 C D

Caric C6 ; ED

6 B1

2 5F1 25

B2 S

6

B1 5 0F1 25

i uti di

B2 S

IPE300 DC$ 0 8 IPE240 DC$ 0 8 115 IPE360 DC$ 0 8 IPE270 DC$ 0 7 151

9 B1 B2 S B1 B2 S

IPE360 DC$ 0 9 IPE360 DC$ 0 8 193 IPE450 DC$ 0 9 IPE400 DC$ 0 6 227

12 B1 B2 S B1 B2 S

15

IPE450 DC$ 1 0 IPE450 DC$ 0 7 284 IPE500 DC$ 1 0 IPE500 DC$ 0 5 347 B1

2 5F1 25

B2 S

75 B1 5 0F1 25 B2 S B1 2 5F1 25

B2 S

9 B1 5 0F1 25 B2 S

146

IPE550 DC$ 0 5 IPE360 DC$ 0 8 166 IPE550
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 0 7 IPE450 DC$ 0 7 245 IPE600
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 1 0 IPE550 DC$ 0 7 347 IPE600< S355 DC$ 1 0 IPE600 DC$ 0 6 433 IPE600 DC$ 0 9 IPE550 DC$ 0 7 311 IPE750 x 173 DC$ 0 9 IPE600 DC$ 0 6 393

Tabe a 8 4 Para etri se e i ati per s ai pr gettati per 90 resiste a a fu c R 90 A te55a B 140 uce2 C D

uce1 C D

Caric C6 ; ED

6 B1

2 5F1 25

B2 S

6

B1 5 0F1 25

i uti di

B2 S

IPE300 DC$ 0 7 IPE240 DC$ 0 7 119 IPE360 DC$ 0 7 IPE270 DC$ 0 7 146

9 B1 B2 S B1 B2 S

IPE360 DC$ 1 0 IPE360 DC$ 0 8 187 IPE450 DC$ 1 0 IPE400 DC$ 0 6 233

12 B1 B2 S B1 B2 S

15

IPE450 DC$ 1 0 IPE450 DC$ 0 7 291 IPE500 DC$ 1 0 IPE500 DC$ 0 6 355 B1

2 5F1 25

B2 S

75 B1 5 0F1 25 B2 S B1 2 5F1 25 B2 S

9

B1 5 0F1 25 B2 S

147

IPE550 DC$ 0 5 IPE360 DC$ 0 8 177 IPE550< S355 DC$ 0 5 IPE400 DC$ 0 6 215

B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 0 6 IPE450 DC$ 0 7 252 IPE600
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 0 9 IPE550 DC$ 0 7 393 IPE600
Tabe a 8 5 Para etri se e i ati per s ai pr gettati per 120 resiste a a fu c R 120 A te55a B 140 uce2 C D

i uti di

uce1 C D

Caric C6 ; ED

6 IPE300 DC$ 0 6 IPE240 DC$ 0 7 132 IPE360 DC$ 0 6 IPE270 DC$ 0 7 161

B1 2 5F1 25

B2 S

6

B1 5 0F1 25

9

B2 S

B1 B2 S B1 B2 S

IPE360 DC$ 1 0 IPE360 DC$ 0 8 204 IPE450 DC$ 1 0 IPE400 DC$ 0 6 252

12 B1 B2 S B1 B2 S

15

IPE450 DC$ 1 0 IPE450 DC$ 0 7 318 IPE500 DC$ 1 0 IPE500 DC$ 0 6 393 B1

2 5F1 25

B2 S

75 B1 5 0F1 25 B2 S B1 2 5F1 25 B2 S

9

B1 5 0F1 25 B2 S

842

Dati di i&put de

IPE550 DC$ 0 4 IPE360 DC$ 0 8 193 IPE550
B1 B2 S B1 B2 S

IPE550
B1 B2 S B1 B2 S

IPE600 DC$ 0 8 IPE550 DC$ 0 7 417 IPE600
studi para etric

I risu tati de studi para etric s stati usati per studiare i due segue ti pr b e i$ che s sig ificativi per ’app ica i e pratica de et d di ca c se p ificat 8 •

a

assi a i f essi e de s ai 9

•

i

assi

8421

a u ga e t "a

ecca ic de e reti di ar atura di acciai

assi a i f essi

e de s ai

C e descritt per i et d di ca c se p ificat (Capit 5) e di strat dura te e pr ve di i ce di (vedi Capit 7)$ pri a che i pu t di c ass struttura e sia raggiu t p ss verificarsi gra di i f essi i de s ai P ich7 a resiste a de a s etta dipe de da ’a i e te si a e e bra a e che i essa si deter i a$ questa gra de i f essi e % richiesta per attivare i ecca is di p rtata

148

dei carichi Tuttavia e gra di i f essi i de s ai p ss a che p rtare a perdita de a presta i e di te uta a causa de a fessura i e de ca cestru $ a e evate te si i e ’ar atura e a p ssibi i difiche de e c di i i di caric se i s ai dive ta tr pp pe de te I resp sabi i de e r ative s pre ccupati a che dei et di di ca c che f r isc c e risu tat i f essi i t aggi ri di que e risc trate e e tradi i a i pr ve a fu c $ a che se queste i f uisca i d ri eva te su et d discuss i questa pubb ica i e I tre i et d di ca c se p ificat prevede che a trave su peri etr di g i a di pr gett de s ai ri a ga rigida I rea t) e travi peri etra i si i f ett a seguit de ’esp si i e a ’i ce di studi para etric du que presta partic are atte i e a e i f essi i i d da appr f dire queste pr b e atiche :e et d di ca c se p ificat % previst u va re assi de ’i f essi e c se tita (vedi Paragraf 6 2 1) per prevedere a capacit) p rta te u ti a de s ai Du que i pri pass de prese te studi % c tr are se questa i f essi e assi a c se tita sia c ere te c ’i f essi e ca c ata c i et d di ca c ava at I seguit % stat eseguit u c fr t tra e i f essi i ca c ate e ’a a isi u erica e e assi e i f essi i c se tite c f r e e te a et d di ca c se p ificat $ i cui risu tati s i ustrati i Figura 8 38 (c u c ega e t ecca ic tra s etta e c e) e i Figura 8 39 (se a c ega e t ecca ic tra s etta e c e) Te e d c t che i ca c se p ificat assu e i supp rti vertica i periferici vi c ati$ e tre i ca c ava at tie e c t de a f essibi it) de e travi di acciai periferiche$ i c fr t tra essi % stat fatt c ’i f essi e t ta e de s ai i situa i e di i ce di depurata da ’i f essi e de e travi periferiche

Figura 8 38

C fr t de ’i f essi e ca c ava at c a assi a acc rd a et d di ca c c ega e t ecca ic tra s

ata da et d di ca c i f essi e c se tita i se p ificat (SD ) c i etta e c e

Da c fr t si puG sservare che a assi a i f essi e c se tita usata e et d di ca c se p ificat % siste atica e te pi5 gra de de a assi a i f essi e ca c ata e ’a a isi u erica a differe a tra essi se bra au e tare i fu i e de a isura de pa e di s ai I sig ificat fisic di qua t tr vat % che i et d di ca c se p ificat prevede u a capacit) di caric i feri re de s ai rispett a que a de de di ca c ava at s tt stess va re de ’i f essi e Da quest pu t di vista$ i et d di ca c se p ificat puG essere c siderat c servativ

149

Tradi i a e te a cu i reg a e ti a i a i di preve i e i ce di defi isc i va re di i f essi e di 1C30 de a uce c e i criteri di c ass di u si g e e e t struttura e i f essi e (travi e s ette) e e pr ve eseguite i c di i i di i ce di IS,(38) :e cas dei s ai c p sti c pre de ti travi pri cipa i$ travi sec darie e s ette$ si puG pr p rre che i i ite di i f essi e t ta e de s ai sia a s a de e i f essi i c se tite per g u deg i e e e ti struttura i$ c e i ustrat i Figura 8 40$ i vece che g i i f essi e c siderata i dividua e te$ p ich7 questi e e e ti struttura i s asse b ati i sie e Di c segue a$ qua u que sia a distribu i e de a trave$ ’i f essi e i ite sar) a e ( uce1\ uce2)C30$ d ve per uce 1 si i te de a u ghe a de e travi sec darie e per uce 2 a u ghe a de e travi pri cipa i Per quest criteri di c ass % p i i teressa te c tr are a c asse di resiste a a fu c de s ai I Figura 8 41 % i ustrat u rapp rt che rapprese ta u c fr t tra a durata de ’i ce di ecessari per raggiu gere i criteri di i f essi e s pra e i at i acc rd c i de u eric ava at e i va re de a resiste a a fu c ca c ata edia te i -et d di Ca c Se p ificat I tutti i casi quest rapp rt % superi re a 1 0$ ssia$ se ’i f essi e s pra e i ata % ad ttata c e criteri di c ass $ i va re de a resiste a a fu c % aggi re di que a tte uta edia te i -et d di Ca c Se p ificat Qui di ’app ica i e de -et d di Ca c Se p ificat s ddisfa aut atica e te i criteri di i f essi e s pra e i at

Figura 8 39

C fr t de ’i f essi e ca c ata c i de di ca c ava at c ’i f essi e assi a c se tita i acc rd a et d di Ca c Se p ificat / se a c essi e ecca ica tra s etta e c e

150

l L Total deflection of the floor: L/30

L/30+ l /30 = (L+ l )/30

l /30

Figura 8 40

i ite di i f essi uce

6m x 6m

6m x 9m

e t ta e i acc rd a criteri di 1<30 de a

9m x 9m 6m x 12m 9m x 12m 7.5m x 15m 9m x 15m

tSpan/30 / tFire Resistance

3

R 30 R 60 R 90

2

R 120

1 0,5

Figura 8 41

2,5

4,5

6,5

8,5

10,5

12,5

14,5

Rapp rt tra i te p i cui ’i f essi e ca c ata raggiu ge 1<30 de a uce e a resiste a a fu c ca c ata i acc rd a et d di Ca c Se p ificat

a r ativa Eur pea che reg a e ta e pr ve di resiste a a fu c (32) defi isce i segue ti i iti di i f essi e per va utare i criteri de a capacit) p rta te di e e e ti s ggetti a f essi e Per quest tip di e e e ti struttura i i i ite de a capacit) p rta te u ti a % c siderat raggiu t se ’i f essi e isurata supera ’i f essi e i ite i tass i ite di i f essi e di seguit rip rtati8

151

I f essi e i ite$ D =

Tass

L2 400d

i ite di i f essi e$

9 e$

dD L2 = dt 9000d

C i

d ve8 % a uce etta de ca pi e di pr va$ i d

% a dista a e a se i e struttura e de e fibre estre e de a a di c pressi e da e fibre estre e de a a di tra i e$ va utata e pr gett a fredd $ i i i etri

E’ da tare che i criteri de tass ’i f essi e di 1C30 de a uce sia quest criteri vie e te ut i c t di i f essi e basat su C30 stess puG essere app icat per tte ere i s ai 8422

i i etri

di i f essi e si app ica fi a che stata superata Questa % a ragi e per cui $ esse d gi) i c us e precede te criteri pri cipi c siderat c i criteri di C30 assi i ite di i f essi e c se tit de

A u ga e t de a rete di ar atura di acciai

D p ’i f essi e de s ai $ ’a u ga e t de e ar ature di acciai % a sec da pr b e atica che vie e i vestigata i dettag i e studi para etric I et d di ca c se p ificat % basat su ’a a isi p astica de s ai e tie e c t de ig i ra e t de e presta i i d vut a ’effett de e te si i e bra a i C e discuss e Capit 6$ i c ass de a s etta puG avve ire a causa de a r ttura de a rete u g a uce i re de a s etta Quest tip di frattura p trebbe i tre verificarsi e e e di b rd de s ai $ d ve c’% a c ti uit) de a s etta studi para etric c se te di a a i are a te si e ca c ata e ’ar atura da de di ca c ava at qua d a resiste a a fu c di pr gett % stata raggiu ta C sce d ’a u ga e t de ’ar atura c rrisp de te a a r ttura$ essa puG essere c siderata c e u a isura de a sicure a c tr a r ttura de a rete f r ita da et d se p ificat P ich7 a rete di ar atura di acciai % p sta s pra ’i tera area de s ai ed % c ti ua su tutte e travi$ c prese e travi pr tette de a fr tiera$ u a sig ificativa te si e di tra i e si verifica a che a di s pra de e travi pr tette e i t r a e c e Se ’a u ga e t dive ta tr pp gra de puG verificarsi a r ttura de ’ar atura$ che puG p rtare a a perdita de e presta i i di te uta e di is a e t de s ai pri a che sia raggiu ta a sua capacit) p rta te u ti a Deve qui di essere defi it i criteri da app icare re ativa e te a a capacit) di a u ga e t de ’ar atura di acciai Per ’a a isi p astica E: 1992 1 2(35) stabi isce che a i i a capacit) di a u ga e t per ’ar atura di acciai i c rrisp de a de a s ecita i e u ti a deve essere a e i 5% Perta t $ i quest studi para etric $ quest va re vie e assu t c e criteri di va uta i e per ’a u ga e t de a rete di ar atura di acciai :e e Tabe e da 8 6 a 8 9 s riepi gati i risu tati di quest studi para etric re ativi a a assi a i f essi e dei s ai tte uta per tutte e resiste a a fu c e per i assi a u ga e t de ’ar atura di acciai u g due dire i i rt g a i

152

(para e e rispettiva e te a e travi pri cipa i e sec darie) I queste tabe e$ -CS sig ifica et d di ca c se p ificat e uce sig ifica ( uce1 \ uce2) Da queste tabe e si puG sservare che i tutti i casi a assi a i f essi e c se tita usata per va utare a capacit) p rta te e et d di ca c se p ificat % se pre aggi re de risu tat de de u eric ava at Si puG a che sservare che i assi i va ri tte uti c i de u eric ava at per g i durata de ’i ce di s se pre i feri ri de 5% rispett a assi a u ga e t de ’ar atura di acciai $ risu tat a c ra u a v ta t s ddisface te Tabe a 8 6 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R30 (c c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

+l

CS L M

30

2

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

M

400 d L M

262

400

500

2 8%

3 0%

235

262

400

462

2 9%

2 7%

322

326

500

609

2 8%

2 4%

312

282

326

500

563

3 0%

2 3%

9

359

331

495

600

844

3 4%

2 6%

9

9

389

358

495

600

779

3 0%

2 4%

2 5J1 25

12

6

379

326

335

600

789

3 1%

2 3%

5 0J1 25

12

6

361

314

335

600

726

3 0%

2 5%

2 5J1 25

12

9

443

381

558

700

987

3 2%

2 3%

5 0J1 25

12

9

416

361

558

700

907

3 0%

2 6%

2 5J1 25

15

75

480

410

462

750

1049

3 1%

3 8%

5 0J1 25

15

75

461

403

462

750

977

3 0%

4 0%

2 5J1 25

15

9

539

465

605

800

1234

3 2%

3 1%

5 0J1 25

15

9

578

485

605

800

1063

3 5%

4 4%

L M

L M

T ta add

S etta

2 5J1 25

6

6

248

239

5 0J1 25

6

6

240

2 5J1 25

9

6

359

5 0J1 25

9

6

2 5J1 26

9

5 0J1 25

153

L

Tabe a 8 7 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R60 (c c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

+l

SD L M

2

30

400 d

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

288

271

293

400

486

3 6%

3 1%

5 0J1 25

6

6

280

266

293

400

450

3 7%

2 9%

2 5J1 25

9

6

348

307

356

500

597

3 5%

2 8%

5 0J1 25

9

6

334

294

356

500

552

3 4%

2 6%

2 5J1 26

9

9

434

385

563

600

827

3 9%

2 9%

5 0J1 25

9

9

429

384

563

600

764

3 6%

2 8%

2 5J1 25

12

6

409

341

366

600

776

3 3%

2 4%

5 0J1 25

12

6

397

335

366

600

714

3 1%

2 5%

2 5J1 25

12

9

527

442

627

700

970

3 7%

2 7%

5 0J1 25

12

9

499

419

627

700

893

3 4%

2 7%

2 5J1 25

15

75

524

431

509

750

1034

3 1%

3 7%

5 0J1 25

15

75

492

413

509

750

963

2 8%

3 4%

2 5J1 25

15

9

607

505

673

800

1125

3 6%

3 4%

5 0J1 25

15

9

571

474

673

800

1048

3 3%

3 1%

S etta

L

M

L

M

Tabe a 8 8 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R90 (c c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

+l

SD L M

30

2

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce 2 L%M

M

400 d L M

295

400

474

2 7%

2 6%

274

295

400

439

2 8%

2 3%

379

328

359

500

585

2 7%

2 5%

6

364

314

359

500

542

2 7%

2 2%

9

9

471

408

569

600

810

3 3%

2 2%

5 0J1 25

9

9

468

409

569

600

750

3 1%

2 2%

2 5J1 25

12

6

448

365

369

600

763

2 5%

2 6%

5 0J1 25

12

6

436

360

369

600

703

2 2%

2 4%

2 5J1 25

12

9

579

472

633

700

953

3 0%

2 4%

5 0J1 25

12

9

548

447

633

700

879

2 7%

2 3%

2 5J1 25

15

75

579

458

513

750

1019

2 6%

3 1%

5 0J1 25

15

75

550

446

513

750

950

1 9%

2 9%

2 5J1 25

15

9

670

532

679

800

1109

2 6%

3 1%

5 0J1 25

15

9

668

547

679

800

1034

2 3%

2 5%

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

306

282

5 0J1 25

6

6

294

2 5J1 25

9

6

5 0J1 25

9

2 5J1 26

S etta

154

L

Tabe a 8 9 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R120 (c c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

SD L M

+l 30

2

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

M

400 d L M

287

400

462

3 1%

2 6%

281

287

400

429

3 2%

2 7%

398

339

351

500

574

3 0%

2 7%

6

386

328

351

500

532

3 0%

2 6%

9

9

500

426

551

600

794

3 9%

2 7%

5 0J1 25

9

9

492

422

551

600

736

3 6%

2 6%

2 5J1 25

12

6

476

377

360

600

750

2 8%

3 1%

5 0J1 25

12

6

464

374

360

600

692

2 4%

3 0%

2 5J1 25

12

9

616

487

614

700

938

3 6%

2 8%

5 0J1 25

12

9

626

470

614

700

865

3 4%

2 8%

2 5J1 25

15

75

625

485

501

750

1004

2 6%

3 6%

5 0J1 25

15

75

592

473

501

750

938

2 2%

3 4%

2 5J1 25

15

9

705

545

661

800

1093

3 2%

3 3%

5 0J1 25

15

9

676

530

661

800

1020

2 7%

3 2%

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

360

281

5 0J1 25

6

6

305

2 5J1 25

9

6

5 0J1 25

9

2 5J1 26

S etta

L

I risu tati de studi para etric c i de di ca c ava at A:SYS strati i queste tabe e s basati su ’ip tesi che a s etta c p sta sia c egata a tutte e c e di acciai c ar ature di acciai addi i a i Quest dettag i c struttiv riduce certa e te ’i f essi e de s ai $ a e a rea t) ess % se pre p ssibi e$ specia e te per e travi di b rd Se p i quest dettag i c struttiv vie e rea i at $ % i p rta te c scere i su effett su c p rta e t g ba e de s ai U a sec da serie di studi s stati c d tti se a quest dettag i c struttiv e i risu tati s prese tati c e precede te e te e e Tabe e da 8 10 a 8 13 ,vvia e te e assi e i f essi i s egger e te pi5 e evate rispett a que e precede ti Tuttavia esse ri a g quasi se pre pi5 basse di que e sti ate i acc rd ai diversi criteri tradi i a i I tre i assi a u ga e t de a rete di ar atura di acciai per tutti i s ai % i feri re a va re 5% per tutte e resiste e a fu c di pr gett fissate

155

Tabe a 8 10 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R30 (se a c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

+l

SD L M

30

2

400 d

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

305

224

262

400

500

2 8%

2 4%

5 0J1 25

6

6

285

218

262

400

462

3 0%

2 2%

2 5J1 25

9

6

363

274

326

500

609

2 9%

2 2%

5 0J1 25

9

6

330

267

326

500

563

3 0%

2 1%

2 5J1 26

9

9

406

295

495

600

844

3 2%

2 2%

5 0J1 25

9

9

394

330

495

600

779

3 1%

2 4%

2 5J1 25

12

6

415

335

335

600

789

3 4%

2 1%

5 0J1 25

12

6

392

323

335

600

726

3 0%

2 2%

2 5J1 25

12

9

464

364

558

700

987

3 3%

2 2%

5 0J1 25

12

9

442

359

558

700

907

3 0%

2 5%

2 5J1 25

15

75

490

402

462

750

1049

3 2%

3 0%

5 0J1 25

15

75

463

390

462

750

977

2 8%

3 1%

2 5J1 25

15

9

569

472

605

800

1234

3 0%

3 6%

5 0J1 25

15

9

578

485

605

800

1063

3 1%

4 0%

S etta

L

M

L

M

Tabe a 8 11 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R60 (se a c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

SD L M

+l 30

2

400 d

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

348

264

293

400

486

3 7%

2 6%

5 0J1 25

6

6

325

248

293

400

450

3 7%

2 6%

2 5J1 25

9

6

400

310

356

500

597

3 5%

2 5%

5 0J1 25

9

6

380

298

356

500

552

3 6%

2 5%

2 5J1 26

9

9

493

373

563

600

827

3 5%

2 5%

5 0J1 25

9

9

481

385

563

600

764

3 2%

2 5%

2 5J1 25

12

6

463

359

366

600

776

4 0%

2 6%

5 0J1 25

12

6

435

346

366

600

714

3 8%

2 8%

2 5J1 25

12

9

587

445

627

700

970

3 8%

2 6%

5 0J1 25

12

9

548

423

627

700

893

3 5%

2 8%

2 5J1 25

15

75

565

444

509

750

1034

3 6%

3 2%

5 0J1 25

15

75

520

423

509

750

963

3 3%

3 0%

2 5J1 25

15

9

660

520

673

800

1125

3 1%

3 6%

5 0J1 25

15

9

607

483

673

800

1048

2 8%

3 4%

S etta

156

L

M

L

M

Tabe a 8 12 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R90 (se a c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

SD L M

+l 30

2

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

M

400 d L M

295

400

474

4 1%

3 0%

257

295

400

439

4 3%

3 1%

433

331

359

500

585

2 6%

2 3%

6

403

303

359

500

542

3 8%

3 0%

9

9

531

402

569

600

810

3 3%

2 0%

5 0J1 25

9

9

521

408

569

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750

2 2%

2 2%

2 5J1 25

12

6

497

375

369

600

763

2 5%

2 4%

5 0J1 25

12

6

475

370

369

600

703

3 2%

2 2%

2 5J1 25

12

9

644

477

633

700

953

3 0%

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5 0J1 25

12

9

599

450

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879

2 8%

2 2%

2 5J1 25

15

75

624

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513

750

1019

2 2%

3 0%

5 0J1 25

15

75

582

457

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750

950

1 9%

2 8%

2 5J1 25

15

9

726

548

679

800

1109

2 6%

2 8%

5 0J1 25

15

9

670

514

679

800

1034

2 3%

2 5%

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

363

275

5 0J1 25

6

6

338

2 5J1 25

9

6

5 0J1 25

9

2 5J1 26

S etta

L

Tabe a 8 13 I f essi e de s ai e a u ga e t de ’ar atura di acciai per a durata de ’i ce di R120 (se a c essi e ecca ica tra s etta e c e) Caric L5 : KM

uce1

uce2

l

A SYS L M

+l

SD L M

30

2

400 d

A u&ga e&t uce1 L%M

A u&ga e&t uce2 L%M

L M

L M

T ta add

2 5J1 25

6

6

393

280

287

400

462

4 9%

3 8%

5 0J1 25

6

6

353

270

287

400

429

5 2%

3 7%

2 5J1 25

9

6

466

326

351

500

574

4 6%

4 1%

5 0J1 25

9

6

434

320

351

500

532

4 5%

3 9%

2 5J1 26

9

9

567

423

551

600

794

2 8%

2 9%

5 0J1 25

9

9

548

421

551

600

736

3 6%

4 5%

2 5J1 25

12

6

537

392

360

600

750

4 1%

2 6%

5 0J1 25

12

6

509

372

360

600

692

3 8%

2 6%

2 5J1 25

12

9

686

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700

938

3 7%

2 8%

5 0J1 25

12

9

663

469

614

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865

3 5%

2 7%

2 5J1 25

15

75

677

501

501

750

1004

3 2%

3 2%

5 0J1 25

15

75

625

485

501

750

938

2 8%

3 1%

2 5J1 25

15

9

767

560

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800

1093

2 7%

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5 0J1 25

15

9

717

539

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800

1020

2 8%

3 1%

S etta

157

L

M

L

M

85

C &c usi &i

’ biettiv de studi para etric % stat que di c durre u ’a a isi dettag iata de et d di pr gett se p ificat i piega d de i di ca c ava at va idati tra ite u a pr va di i ce di IS, Dai risu tati tte uti puG essere c c us che8 •

per qua t riguarda a capacit) p rta te$ i et d di pr gett se p ificat f r isce risu tati c servativi rispett a que i f r iti dai de i di ca c ava at 9

•

qua d si usa i criteri tradi i a i basati su c p rta e t di si g i e e e ti struttura i i f essi per va utare ’i f essi e$ a presta i e i cas di i ce di dei siste i di s ai c p sti ca c ata c i et d di pr gett se p ificat % va utata c servativa e te9

•

per qua t riguarda ’a u ga e t de a rete di ar atura di acciai $ essa ri a e ge era e te s tt i 5%$ che % i requisit di i i a u ga e t racc a dat da E: 1992 1 2 per tutti i tipi di ar atura di acciai 9

•

i c ega e t ecca ic tra a s etta e e c e % ecessari 9 tuttavia$ quest dettag i c struttiv puG ridurre ’i f essi e de siste a di s ai c p st i c di i i di i ce di

I risu tati de studi para etric stra chiara e te che i et d di pr gett se p ificat % i grad di va utare i a iera sicura e presta i i struttura i dei s ai c p sti acciai ca cestru s ggetti a e c di i i di i ce di IS, CiG c stituisce u a pr va sig ificativa per i piegare quest et d pr gettua e e ’appr cci i geg eristic dei pr getti struttura i i cas di i ce di

158

9

BIB I GRAFIA

1

‘Fire Safe Desig 8 A ew appr ach t u ti st rey stee fra ed bui di gs’ P288$ The Stee C structi I stitute$ 2006

2

‘The behavi ur f -u ti st rey stee fra ed bui di gs i fire’$ A Eur pea _ i t research pr gra e$ British Stee Swi de Tech gy Ce tre$ 1999

3

e $ T $ ‘Cardi gt fire tests8 i stru e tati cati s f r arge c part e t fire test ’$ Bui di g Research Estab ish e t Rep rt :100C98$ Tu e 1996

4

e $ T $ ‘Cardi gt fire tests8 i stru e tati cati s f r c r er fire test ’$ Bui di g Research Estab ish e t Rep rt :152C95$ Tu e 1996

5

Wai a $ W a d =irby$ B $ C pe diu f U= sta dard fire test data$ : 1 U pr tected structura stee $ British Stee $ Swi de Tech gy Ce tre$ 1987

6

I vestigati

7

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8

Pr e$ D T a d Be etts$ I D $ ‘Rea Fire Tests i 380 C i s Street ,ffice E c sure ’$ BHPRCPPACRC94C051CSG021A$ BHP Research -e b ur e Austra ia$ 1994

9

Bra d Verha te V Stah u d Stah verbu d = structi e (Fire behavi ur f stee a d c p site c structi )$ Ver ag TUV Rhei a d$ 1986

f Br adgate Phase 8 Fire$ SCI$ Asc t$ 1991

10 T ha se $ = W $ ‘The U ti ate stre gth f Rei f rced C crete S abs ’$ I ter ati a Ass ciati f r Bridge a d Structura E gi eeri g$ Fi a Rep rt$ Third C fress$ iege$ Septe ber 1948 11 ,cH est AT ad tests a 3 st rey rei f rced c crete bui di g i T ha esburg Struct E g 1955933(10)8304 22 12 Bai ey C G a d - re D B $ The structura behavi ur f stee fra es with c p site f r s abs sub_ected t fire8 Part 18 The ry 13 Bai ey C G a d - re D B $ The structura behavi ur f stee fra es with c p site f r s abs sub_ected t fire8 Part 28 Desig 14 ParH$ R$ U ti ate stre gth f recta gu ar c crete s abs u der sh rt ter u if r adi g with edges restrai ed agai st atera ve e t Pr ceedi gs$ I stituti f Civi E gi eers$ 28$ pp125 150 15 W d R H P astic a d e astic desig f s abs a d p ates$ with particu ar refere ce t rei f rced c crete f r s abs Tha es a d Husd $ d 1961 16 Tay r R A te a p ssib e basis f r a ew eth d f u ti ate ad desig f rei f rced c crete s abs -aga i e f c crete research V, 17 :, 53 Dec 1965 pp 183 186 17 =e p = , Yie d f a square rei f rced c crete s ab si p e supp rts a wi g f r e bra e f rces The structura E gi eer V 45$ : 7 Tu y 1967 pp 235 240

159

18 Sawc uH A a d Wi iHi P astic behavi ur f si p y supp rted rei f rced c crete p ated are derate y arge def ecti s I t T S ids Structures V 1 1965 pp 97 t 111 19 Hayes B A wi g f r e bra e acti i the p astic a a ysis f recta gu ar rei f rced c crete s abs -aga i e f c crete research V 20 : 81 Dec 1968 pp 205 212 20 Bai ey C G $ White D S a d - re D B The te si e e bra e acti f u restrai ed c p site s ab u der fire c diti s$ E gi eeri g Structures$ v 22$ 12$ pp 1583 1595 21 Bai ey C G & T h$ W S ‘Behavi ur f c crete f r s abs at a bie t a d e evated te perature’$ Fire Safety T ur a $ 42$ 425 436$ 2007 22 Hayes B a d Tay r R : v 1969 pp 46 47

ad Testi g RC s abs The C su ti g E gi eer

23 Tay r R $ -aher D R H a d Hayes B Effect f arra ge e t f rei f rce e t the behavi ur f the rei f rce c crete s abs -aga i e f c crete research V 18 : 55 Tu e 1966 pp 85 94 24 - y S S T ad def ecti characteristics f recta gu ar rei f rced c crete s abs -aga i e f c crete research V 24 : 81 Dec 1972 pp 209 218 25 Bai ey$ C G $ Efficie t arra ge e t f Rei f rce e t f r e bra e behavi ur f c p site s abs i fire c diti s$ T ur a f C structi a Stee Research$ 59$ 2003$ pp931 949 26 Bai ey C G $ -e bra e acti f ight y rei f rced c crete s abs at arge disp ace e ts$ E gi eeri g Structures$ 23$ 2001$ pp470 483 27 Bai ey$ C i G a d T h$ Wee Sia g Experi e ta behavi ur f c crete f r s abs at a bie t a d e evated te peratures SIF06 28 ,’C er -A$ =irby BR$ -arti D- Behavi ur f a u ti st rey c stee fra ed bui di g i fire Struct E g 2003981(2)827–36

p site

29 Bai ey CG$ e T$ - re DB The behavi ur f fu sca e stee fra ed bui di gs sub_ected t c part e t fires Struct E g 19999 77(8)815–21 30 Bai ey CG$ -e bra e acti f s abCbea c E gi eeri g Structures 26 200481691 1703

p site f

r syste s i fire

31 Wa g YC Te si e e bra e acti i s abs a d its app icati t the Cardi gt fire tests Fire$ static a d dy a ic tests f bui di g structures Pr ceedi g f the sec d Cardi gt c fere ce$ E g a d$ 12 14 -arch19968 55–67 32 E: 1992 1 2$ Eur c de 2$ Desig ru es Structura fire desig $ CE:

f c crete structures Part 1 28 Ge era

33 E: 1994 1 2$ Eur c de 2$ Desig f c p site stee a d c crete structures Part 1 28 Ge era ru es Structura fire desig $ CE: 34 E: 1994 1 1$ Eur c de 4 Desig f c p site stee a d c crete structures – Part 1 18 Ge era ru es a d ru es f r bui di gs$ CE: 35 E: 1993 1 8$ Eur c de 3 Desig _ i ts$ CE:

f stee structures – Part 1 88 Desig

f

36 E: 1992 1 1$ Eur c de 2 Desig f C crete Structures – Part 1 18 Ge era ru es a d ru es f r bui di gs$ CE:

160

37 E: 1991 1 2 Eur c de 1 " Acti s structures Ge era acti s " – Part 1 28 Acti s structures exp sed t fire$ CE: 38 ARRETE DU 21 AVRI 1983$ -i ist%re de ’I t7rieur Fra aais D7ter i ati des degr7s de r7sista ce au feu des 7 7 e ts de c structi 39 E: 1363 1 Fire resista ce tests – Part 18 Ge era require e ts$ CE: (35)

161