Eurocodice 8¶
2.2.4 Misure specifiche
2.2.4.2 Fondazioni
3 Caratteristiche del terreno e zona sismica
3.1 Caratteristiche del terreno
3.1.2 Identificazione dei tipi di terreno
Nota: Lo schema di classificazione del terreno che tiene conto della geologia profonda utilizzato in una nazione può essere specificato nella sua appendice nazionale, che include i valori dei parametri S, TB, TC e TD che definiscono lo spettro di risposta elastico orizzontale e verticale in accordo con i punti 3.2.2.2 e 3.2.2.3.
| Tipo di Terreno |
Descrizione profilo stratigrafico | Vs30 (m/s) |
NSPT (colpi/30 cm) |
cu (kPa) |
|---|---|---|---|---|
| A | Roccia o altre formazioni geologiche tipo-roccia, che includono strati superficiali di materiale più debole di spessore massimo di 5 m. | >800 | ||
| B | Depositi di sabbia molto densa, ghiaia, o argilla molto consistente, con spessore di almeno parecchie decine di metri, caratterizzati da un graduale aumento delle proprietà meccaniche con la profondità. | 360-800 | >50 | >250 |
| C | Depositi profondi di sabbia densa o mediamente addensata, ghiaia o argilla consistente con spessore variabile da parecchie decine di metri a molte centinaia di metri. | 180-360 | 15-50 | 70-250 |
| D | Depositi di terreni sciolti o poco addensati (con o senza alcuni strati coesivi di bassa consistenza), o di terreni per la maggior parte coesivi da poco a mediamente consistenti. | <180 | <15 | <70 |
| E | n profilo di terreno costituito da strati superficiali alluvionali con valori di Vs simili a quelli dei tipi C o D e spessore che varia tra circa 5 m e 20 m, giacente su un substrato di materiale più rigido con Vs > 800 m/s | |||
| S1 | Depositi costituiti da, o che includono, uno strato spesso almeno 10 m di argille/limi di bassa consistenza con elevato indice di plasticità (PI > 40) ed elevato contenuto di acqua. | <100 (indicativo) |
10-20 | |
| S2 | Depositi di terreni soggetti a liquefazione, di argille sensibili o qualsiasi alltro profilo di terreno non incluso nei tipi A o S1 |
Prospetto 3.1-Tipi di terreno
| (3.1) | |
|---|---|
dove:
hi e Vi indicano lo spessore (in metri) e la velocità delle onde di taglio (per deformazioni di taglio dell’ordine di 10-5 o meno) della formazione o strato i-esimo, per un totale di N strati presenti nei 30 m superiori.
Nota: Si raccomanda di porre particolare attenzione se il deposito è di terreno di tipo S1. Tali terreni hanno tipicamente valori di Vs molto bassi, smorzamenti interni bassi e un intervallo molto esteso di comportamento lineare e possono perciò produrre amplificazioni sismiche anomale al sito e effetti di interazione terreno-struttura (vedere EN 1998-5:2004, sezione 6). In questo caso si raccomanda di eseguire uno studio speciale per definire l’azione sismica, al fine di stabilire la dipendenza dello spettro di risposta dallo spessore e dal valore di Vs dello strato di argilla/limo di bassa consistenza e dal contrasto di rigidezza tra questo strato e i materiali sottostanti
3.2 Azione sismica
3.2.1 Zone sismiche
Nota: Il valore di riferimento del picco di accelerazione agR in un terreno di tipo A, utilizzato in una nazione o parte della nazione, può essere derivato dalle mappe di zonazione poste nella sua appendice nazionale.
Nota: La selezione delle categorie di strutture, tipi di terreno e zone sismiche in una nazione per cui si applicano le disposizioni di bassa sismicità, può essere trovata nella sua appendice nazionale.
Si raccomanda di considerare casi a bassa sismicità o i casi in cui l’accelerazione di progetto ag in un terreno di tipo A non è maggiore di 0,08 g (0,78 m/s2), o i casi dove il prodotto agx S non è maggiore di 0,1 g (0,98 m/s2). La selezione del valore di ag, o quello del prodotto ag x S, che sarà utilizzato in una nazione per definire il valore limite percasi di bassa sismicità, può essere trovata nella sua appendice nazionale.
3.2.2 Rappresentazione base dell’azione sismica
3.2.2.1 Generalità
3.2.2.2 Spettro di risposta elastico orizzontale
dove:
| Se(T) | è lo spettro di risposta elastico; |
|---|---|
| T | il periodo di vibrazione di un sistema lineare ad un grado di libertà; |
| ag | è l'accelerazione del terreno di progetto in un terreno di tipo A (ag =g1 *agR); |
| TB | è il limite inferiore del periodo del tratto costante dello spettro di accelerazione; |
| TC | è il limite superiore del periodo del tratto costante dello spettro di accelerazione; |
| TD | è il valore che definisce l’inizio del tratto di risposta a spostamento costante dello spettro; |
| S | è il coefficiente del terreno; |
| η | è il coefficiente correttivo dello smorzamento con un valore di riferimento di per uno smorzamento viscoso pari al 5%, vedere (3) del presente sottopunto |
Figura 3.1-Forma dello spettro di risposta elastico
Nota 1: I valori da attribuire a TB, TC e TD e S per ogni tipo di terreno e tipo (forma) di spettro da utilizzare in una nazione possono essere trovati nella relativa appendice nazionale. Se non si tiene in conto della geologia profonda [vedere punto 3.1.2(1)], la scelta raccomandata è l’utilizzo di due tipi di spettri: Tipo 1 e Tipo 2. Se i terremoti che contribuiscono in misura maggiore al rischio sismico definito per il sito al fine di valutare il rischio probabilistico hanno una magnitudo di onde di superficie, Ms, non maggiore di 5,5, si raccomanda di adottare lo spettro di Tipo 2. Per i cinque tipi di terreno A, B, C, D ed E i valori raccomandati dei parametri S, TB, TC e TD sono dati nel prospetto 3.2 per lo spettro di Tipo 1 e nel prospetto 3.3 per lo spettro di Tipo 2. La figura 3.2 e la figura 3.3 mostrano le forme degli spettri raccomandati di Tipo 1 e Tipo 2, rispettivamente, normalizzati rispetto ad aG, per uno smorzamento del 5%. Spettri differenti possono essere definiti nell’appendice nazionale, se si tiene in conto della geologia profonda.
| Tipo di terreno | S | TB(s) | TC(s) | TD(s) |
|---|---|---|---|---|
| A | 1,0 | 0,15 | 0,4 | 2,0 |
| B | 1,2 | 0,15 | 0,5 | 2,0 |
| C | 1,15 | 0,20 | 0,6 | 2,0 |
| D | 1,35 | 0,20 | 0,8 | 2,0 |
| E | 1,4 | 0,15 | 0,15 | 2,0 |
Prospetto 3.2-Valori dei parametri che descrivono lo spettro di risposta elastico raccomandato di Tipo1
| Tipo di terreno | S | TB(s) | TC(s) | TD(s) |
|---|---|---|---|---|
| A | 1,0 | 0,05 | 0,25 | 1,2 |
| B | 1,35 | 0,05 | 0,25 | 1,2 |
| C | 1,5 | 0,10 | 0,25 | 1,2 |
| D | 1,8 | 0,10 | 0,30 | 1,2 |
| E | 1,6 | 0,05 | 0,25 | 1,2 |
Prospetto 3.2-Valori dei parametri che descrivono lo spettro di risposta elastico raccomandato di Tipo2
Figura 3.2- Spettro di risposta elastico raccomandato di Tipo 1 per i tipidi terreno da A a E (5% di smorzamento)
Figura 3.3- Spettro di risposta elastico raccomandato di Tipo 2 per i tipidi terreno da A a E (5% di smorzamento)
Nota 2 Per i tipi di terreno S1 e S2, studi speciali dovrebbero fornire i corrispondenti valori di S, TB, TC e TD
| (3.6) | |
|---|---|
dove:
x rappresenta il valore dello smorzamento viscoso della struttura, espresso in percentuale.
| (3.7) | |
|---|---|
Nota: Per lo spettro di risposta elastico di Tipo 1 a cui si riferisce la nota 1 del punto 3.2.2.2(2)P, tale definizione è presentata nell’appendice informativa A in termini di spettro di risposta di spostamento. Per periodi maggiori di 4,0 s, lo spettro di risposta elastico di accelerazione può essere derivato dallo spettro di risposta elastico di spostamento invertendo l’espressione (3.7).
Spettro di risposta elastico verticale
Nota: I valori da attribuire a TB, TC, TD e avg per ogni tipo (forma) di spettro verticale da utilizzare in una nazione possono essere trovati nella relativa appendice nazionale. La scelta raccomandata è l’utilizzo di due tipi di spettri verticali: Tipo 1 e Tipo 2. Come per gli spettri che definiscono le componenti orizzontali dell’azione sismica, se i terremoti che contribuiscono in misura maggiore al rischio sismico definito per il sito al fine della valutazione del rischio probabilistico hanno una magnitudo di onde di superficie, Ms, non maggiore di 5,5, si raccomanda di adottare lo spettro di Tipo 2. Per i cinque tipi di terreno A, B, C, D ed E, i valori raccomandati dei parametri che descrivono gli spettri verticali sono dati nel prospetto 3.4. Questi valori raccomandati non si applicano a terreni speciali di tipo S1 e S2.
| Spettro | avg/ag | TB(s) | TC(s) | TD(s) |
|---|---|---|---|---|
| Tipo 1 | 0,90 | 0,05 | 0,15 | 1,0 |
| Tipo 2 | 0,45 | 0,05 | 0,15 | 1,0 |
Prospetto 3.4- Valori raccomandati dei parametri che descrivono lo spettro di risposta elastico verticale
dove:
| ag, S, TC ,TD | sono definite nel punto 3.2.2.2; |
|---|---|
| Sd(T) | è lo spettro di progetto; |
| q | è il coefficiente di comportamento; |
| β | è il valore limite inferiore del coefficiente per lo spettro orizzontale di progetto. |
Nota: Il valore da attribuire a β per l’ utilizzo in una nazione dell' UE può essere trovato nella relativa appendice nazionale. Il valore raccomandato per β è 0,2.
3.2.3 Rappresentazioni alternative dell’ azione sismica
3.2.3.1 Rappresentazione in funzione del tempo
3.2.3.1.1 Generalità
3.2.3.1.2 Accelerogrammi teorici
a) si raccomanda di utilizzare un minimo di 3 accelerogrammi;
b) si raccomanda che la media dei valori di accelerazione della risposta spettrale corrispondente a periodo zero (calcolata dalle singole storie temporali) non sia minore del valore dato da agS, per la zona in oggetto;
c) nell’intervallo di periodi tra 0,2T1 e 2T1, dove T1 è il periodo fondamentale della struttura nella direzione in cui l’accelerogramma è applicato, si raccomanda che nessun valore dello spettro medio elastico con 5% di smorzamento, calcolato da tutte le storie temporali, sia minore del 90% del corrispondente valore dello spettro di risposta elastico con 5% di smorzamento.
3.2.3.1.3 Accelerogrammi registrati o simulati
3.2.3.2 Modello spaziale dell’azione sismica
3.2.4 Combinazione dell’azione sismica con altre azioni
| (3.17) | |
|---|---|
dove:
YE,i è il coefficiente di combinazione per la i-esima azione variabile (vedere punto 4.2.4).
Seismic bearing capacity of shallow foundations
F.1 General expression. The stability against seismic bearing capacity failure of a shallow strip footing resting on the surface of homogeneous soil, may be checked with the following expression relating the soil strength, the design action effects (NEd, VEd,MEd) at the foundation level, and the inertia forces in the soil.
| (F.1) | |
|---|---|
| (F.2) | |
|---|---|
where:
| Nmax | is the ultimate bearing capacity of the foundation under a vertical centered load defined in F.2 and F.3; |
|---|---|
| B | is the foundation width; |
| F | is the dimensionless soil inertia force defined in F.2 and F.3; |
| gRd | is the model partial factor (values for this parameter are given in F.6). |
a, b, c, d, e, f, m, k, k', cT, cM, c'M, β, γ are numerical parameters depending on the type of soil, defined in F.4.
F.2 Purely cohesive soil. For purely cohesive soils or saturated cohesionless soils the ultimate bearing capacity under a vertical concentric load Nmax is given by
| (F.3) | |
|---|---|
where:
| c | is the undrained shear strength of soil, cu, for cohesive soil, or the cyclic undrained shear strength, tcy,u, cohesionless soils; |
|---|---|
| gM | is the partial factor for material properties (see 3.1 (3)). |
The dimensionless soil inertia force F is given by
| (F.4) | |
|---|---|
| ρ | is the unit mass of the soil; |
|---|---|
| ag | is the design ground acceleration on type A ground (ag = γI agR); |
| agR | is the reference peak ground acceleration on type A ground; |
| γI | is the importance factor; |
| S | is the soil factor defined in EN 1998-1:2004, 3.2.2.2. |
The following constraints apply to the general bearing capacity expression
| (F.5) | |
|---|---|
F.3 Purely cohesionless soil. For purely dry cohesionless soils or for saturated cohesionless soils without significant pore pressure building the ultimate bearing capacity of the foundation under a vertical centered load Nmax is given by
| (F.6) | |
|---|---|
where
| g | is the acceleration of gravity; |
|---|---|
| av | is the vertical ground acceleration, that may be taken as being equal to 0,5agS and Nγ is the bearing capacity factor, a function of the design angle of the shearing resistance of soil φ′d (which includes the partial factor for material property γM of 3.1 (3), see E.4). |
Note: φ′d is the design value of the angle of shearing resistance of soil i.e.
The dimensionless soil inertia force F is given by:
| (F.7) | |
|---|---|
The following constraint applies to the general expression
| (F.8) | |
|---|---|
F4 Numerical parameters. The values of the numerical parameters in the general bearing capacity expression, depending on the types of soil identified in F.2 and F.3, are given in Table F.1.
| Purely cohesive soil | Purely cohesionless soil | |
|---|---|---|
| a | 0,70 | 0,92 |
| b | 1,29 | 1,25 |
| c | 2,14 | 0,92 |
| d | 1,81 | 1,25 |
| e | 0,21 | 0,41 |
| f | 0,44 | 0,32 |
| m | 0,21 | 0,96 |
| k | 1,22 | 1,00 |
| k' | 1,00 | 0,39 |
| cT | 2,00 | 1,14 |
| cM | 2,00 | 1,01 |
| cM' | 1,00 | 1,01 |
| β | 2,57 | 2,90 |
| γ | 1,85 | 2,80 |
Table F.1 — Values of numerical parameters used in expression (F.1)
F.5 In most common situations F may be taken as being equal to 0 for cohesive soils. For cohesionless soils F may be neglected if ag·S < 0,1 g (i.e., if ag·S < 0,98 m/s2).
F.6 The model partial factor gRd takes the values indicated in Table F.2
| Medium-dense to dense sand |
Loose dry sand |
Loose saturated sand |
Non sensitive clay |
Sensitive clay |
|---|---|---|---|---|
| 1,00 | 1,15 | 1,50 | 1,00 | 1,15 |
Table F.2 — Values of the model partial factor γRd
Stabilità dei pendii
Metodi di analisi
La risposta dei pendii al terremoto di progetto deve essere calcolata o mediante metodi accettati di analisi dinamica, come elementi finiti o modelli a blocchi rigidi, oppure mediante metodi pseudo-statici semplificati, purchè la superficie topografica ed il profilo stratigrafico del terreno non presentino irregolarità molto marcate.
Si introducono delle forze di inerzia verticali ed orizzontali applicate ad ogni porzione della massa di terreno e di eventuali forze di gravità che agiscano sulla sommità del pendio. Le forze di inerzia sismiche di progetto per analisi pseudo-statiche devono essere assunte come:
FH = 0,5 a SW in direzione orizzontale,
FV = ± 0,5 FH in direzione verticale if the ratio avg/ag is greater than 0,6,
FV = ± 0,33 FH in direzione verticale if the ratio avg/ag is not greater than 0,6.
Dove:
a è il coefficiente di accelerazione di progetto,
S parametro che caratterizza il tipo di suolo,
W è il peso della massa di terreno soggetta a slittamento.
Nella scelta di a si deve considerare un fattore di amplificazione topografica.
I metodi pseudo-statici non devono essere usati nel caso di terreni soggetti allo sviluppo di pressioni interstiziali elevate o ad un degrado significativo della rigidezza sotto carico ciclico.