UNI_ENV_1991-4b

Eurocodice 1 NORMA ITALIANA SPERIMENTALE

Basi di calcolo ed azioni sulle strutture

Parte 4: Azioni su silos e serbatoi

UNI ENV 1991-4

MARZO 1997 Eurocode 1

Basis of design and actions on structures Parte 4: Actions in silos and tanks

DESCRITTORI

Ingegneria civile, struttura, progettazione, costruzione, edilizia, calcolo, carico, silo, contenitore, serbatoio

CLASSIFICAZIONE ICS

91.080-10; 91.040

SOMMARIO

La norma, sperimentale, definisce i criteri per determinare le sollecitazioni dovute all’azione delle sostanze contenute nei silos e nei serbatoi.

RELAZIONI NAZIONALI RELAZIONI INTERNAZIONALI

= ENV 1991-4:1995 La presente norma sperimentale è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea sperimentale ENV 1991-4 (edizione maggio 1995).

ORGANO COMPETENTE

Commissione "Ingegneria strutturale"

RATIFICA

Presidente dell’UNI, delibera del 24 febbraio 1997

RICONFERMA

UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Battistotti Sassi, 11B 20133 Milano, Italia Gr. 10

   E    L    A    T    N    E    M    I    R    E    P    S    A    E    P    O    R    U    E    A    M    R    O    N

©UNI - Milano 1997

Riproduzione vietata. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il consenso scritto dell’UNI.

Nº di riferimento UNI ENV 1991-4:1997

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PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua italiana, della norma europea sperimentale ENV 1991-4 (edizione maggio 1995), che assume così lo status di norma nazionale italiana sperimentale. La traduzione è stata curata dall’UNI. Il titolo della presente norma è una traduzione letterale lettera le del testo originale, in cui "Basi di calcolo" va inteso come "Criteri generali di progettazione". La Commissione "Ingegneria strutturale" dell’UNI, che segue i lavori europei sull’argomento per delega della Commissione Centrale Tecnica, ha approvato il progetto europeo il 30 giugno 1993 e la versione in lingua italiana della norma il 29 febbraio 1996. La scadenza del periodo di validità della ENV 1991-4 è stata fissata inizialmente dal CEN per dicembre 1997. Eventuali osservazioni sulla norma devono pervenire all’UNI entro settembre 1997. La presente norma contiene i valori dei coefficienti approvati dal CEN/TC 250. L’indicazione dei coefficienti da utilizzare a livello nazionale, previsti al punto 0.4 della presente norma, sarà data, ove ritenuto necessario, dalla Autorità Nazionale competente, nel rispetto dei livelli di sicurezza stabiliti dalle Regole Tecniche Tecniche nazionali. L’uso di questa norma è da correlare con la legislazione vigente. Attualmente D.M 16 gennaio 1996 (supplemento ordinario alla G.U. n° 29 del 5 febbraio 1996) e suoi aggiornamenti. Per agevolare gli utenti, viene di seguito indicata la corrispondenza tra le norme citate al punto "Riferimenti normativi" e le norme italiane vigenti: ENV EN V 1991 1991-1 -1 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-1 -1 ENV EN V 1991 1991-2 -2-1 -1 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-1 -1 ENV EN V 1991 1991-2 -2-2 -2 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-2 -2 ENV EN V 1991 1991-2 -2-3 -3 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-3 -3 ENV EN V 1991 1991-2 -2-4 -4 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-4 -4

Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti.

UNI ENV 1991-4:1997

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PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua italiana, della norma europea sperimentale ENV 1991-4 (edizione maggio 1995), che assume così lo status di norma nazionale italiana sperimentale. La traduzione è stata curata dall’UNI. Il titolo della presente norma è una traduzione letterale lettera le del testo originale, in cui "Basi di calcolo" va inteso come "Criteri generali di progettazione". La Commissione "Ingegneria strutturale" dell’UNI, che segue i lavori europei sull’argomento per delega della Commissione Centrale Tecnica, ha approvato il progetto europeo il 30 giugno 1993 e la versione in lingua italiana della norma il 29 febbraio 1996. La scadenza del periodo di validità della ENV 1991-4 è stata fissata inizialmente dal CEN per dicembre 1997. Eventuali osservazioni sulla norma devono pervenire all’UNI entro settembre 1997. La presente norma contiene i valori dei coefficienti approvati dal CEN/TC 250. L’indicazione dei coefficienti da utilizzare a livello nazionale, previsti al punto 0.4 della presente norma, sarà data, ove ritenuto necessario, dalla Autorità Nazionale competente, nel rispetto dei livelli di sicurezza stabiliti dalle Regole Tecniche Tecniche nazionali. L’uso di questa norma è da correlare con la legislazione vigente. Attualmente D.M 16 gennaio 1996 (supplemento ordinario alla G.U. n° 29 del 5 febbraio 1996) e suoi aggiornamenti. Per agevolare gli utenti, viene di seguito indicata la corrispondenza tra le norme citate al punto "Riferimenti normativi" e le norme italiane vigenti: ENV EN V 1991 1991-1 -1 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-1 -1 ENV EN V 1991 1991-2 -2-1 -1 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-1 -1 ENV EN V 1991 1991-2 -2-2 -2 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-2 -2 ENV EN V 1991 1991-2 -2-3 -3 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-3 -3 ENV EN V 1991 1991-2 -2-4 -4 = UN UNII EN ENV V 1991 1991-2 -2-4 -4

Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti.

UNI ENV 1991-4:1997

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INDICE 0 0.1 0.2 0.3 0.4

PREMESSA Obiettivi degli Eurocodici ................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ................... Cronistoria del programma Eurocodice ................................. .................................................. .................................. ................................. ..................... ..... Programma dell’Eurocodice ................................ ................................................. .................................. .................................. ................................. ............................. ............. Documenti di Applicazione Nazionale (NAD) ................................ ................................................. ................................. ........................... ...........

1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3

1.2 1.3 1.4 figura

1.5 figura

2 2 2 2 3

GENERALITÀ 3 Scopo ................................ ................................................ ................................. .................................. .................................. .................................. ................................. ................................. .......................... ......... 3 Scopo della ENV 1991 - Eurocodice 1 ................................ ................................................. .................................. ................................. ................................ ................ 3 Obiettivi della ENV 1991-4: Azioni su silos e serbatoi ................................. .................................................. .................................. ..................... 3 Parti successive della ENV 1991 .................................. .................................................. ................................. .................................. .................................. ........................ ....... 4 Riferimenti normativi ................................. .................................................. .................................. .................................. .................................. .................................. .......................... ......... 4 Distinzione tra principi e regole applicative ................................. .................................................. .................................. .............................. ............. 5 ................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ................................. .................. 5 Definizioni ................................ ................................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ................................. .................... .... 7 1.1 Modelli di flusso ................................. ................................................. .................................. .................................. .................................. ................................. ................................. .................................. ....................... ...... 7 Simboli ................................ 1.2 Forme di silos con indicazione delle dimensioni e della simbologia relativa ................................................. .................................. .................................. ................................. ................................. .................................. .......................... ......... 9 alla pressione ................................ 9

2

CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI

3

SITUAZIONI DI PROGETTO

10

4

RAPPRESENTAZIONE DELLE AZIONI

11

5 5.1 figura

5.2

CARICHI SUI SILOS DOVUTI A MATERIALI IN PARTICELLE ................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ............................... .............. Generalità ................................ 5.1 Limiti tra flusso di massa e flusso ad imbuto per tramogge coniche od a .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ..................... forma di cuneo ................................. Silos snelli .................................. .................................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ................................. ............................ ............

5.2.1

Carichi nella fase di riempimento .................................. ................................................... ................................. ................................. .................................. ..................... ....

11 11 12 12 12 14

5.4

Prospetto e pianta del carico a scacchiera ............................... ................................................ .................................. .............................. ............. 5.3 Carichi di tramoggia e forza di trazione lungo il perimetro superiore della tramoggia ................................ ................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ............................... .............. 15 Carichi nella fase di svuotamento ................................. ................................................. ................................. .................................. .................................. ..................... .... 15 ................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ............................... .............. 17 Silos tozzi ................................ ................................................. ................ 18 5.4 Carichi di parete e carichi su fondo piatto per silos tozzi ................................. ..................................... ...... 18 Silos omogeneizzanti e silos con alta velocità di riempimento ...............................

6 6.1 6.2

19 CARICHI NEI SERBATOI DOVUTI A LIQUIDI ................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .................................. ............................... .............. 19 Generalità ................................ .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .......................... ......... 19 Proprietà del liquido .................................

figura figura

5.2.2

5.3 figura

7 7.1 7.2 7.3

5.2

PROPRIETÀ DEI MATERIALI ................................................. .................................. ................................. ............................. ............. Proprietà dei materiali in particelle ................................ ................................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ..................... .... Approccio semplificato ................................ ................................................. ................................. ................................. .............................. ............. prosp rospet etto to 7.1 Proprietà dei materiali in particelle ................................ ................................................ ................................. .................................. .................................. ..................... .... Prove sui materiali in particelle ................................

7.3.1 7.3.2 7.3.3

Peso dell’unità di volume in mucchio γ .................................. .................................................. ................................. .................................. ........................... .......... Coefficiente d'attrito di parete µ m ................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. ..................... .... Rapporto pressione orizzontale/pressione verticale, K s,m ................................ ................................................. ......................... ........

7.4

................................................. ................................. ................ Coefficiente di amplificazione di carico massimo ................................

UNI ENV 1991-4:1997

19 19 19 20 20 20 20 21 21

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APPENDICE (informativa) A.1 A.2

A CRITERI GENERALI DELLA PROGETTAZIONE - ISTRUZIONI SUPPLEMENTARI PER LA ENV 1991-1 PER SILOS E SERBATOI Generalità ................................................................................................................................................. Stati limite ultimi .................................................................................................................................... prospetto A.1 Fattori ψ per carichi nei silos e nei serbatoi ...........................................................................

APPENDICE (informativa) B.1 B.2 B.4 B.5 B.6 B.7 B.8 B.9 B.10

B METODI DI PROVA DELLE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IN PARTICELLE Oggetto ...................................................................................................................................................... Campo di applicazione ...................................................................................................................... Simboli ........................................................................................................................................................ Definizioni ................................................................................................................................................. Campionamento e preparazione dei campioni ..................................................................... Attrito di parete....................................................................................................................................... figura B.1 Metodo di prova per la determinazione del coefficiente d'attrito di parete .......................................................................................................................................................... Peso dell’unità di volume in mucchio consolidato, γ ......................................................... figura B.2 Dispositivo per la determinazione di γ ....................................................................................... Rapporto pressione orizzontale su pressione verticale K s,m ....................................... figura B.3 Metodo di prova per determinare K s,m0 ................................................................................... Parametri di resistenza, c , ϕ c e ϕ .............................................................................................. figura B.4 Metodo di prova per determinare gli angoli di attrito interno ϕ e ϕ c e la coesione c al livello di preconsolidazione σ r ......................................................................... prospetto B.1 Prove raccomandate ...........................................................................................................................

APPENDICE (informativa) C.1 C.2 C.3 figura

C.4 figura figura

C AZIONI SISMICHE Azioni sismiche ...................................................................................................................................... Simboli ........................................................................................................................................................ Situazioni di progetto .......................................................................................................................... C.1 Ridistribuzione del materiale in particelle in cima al silo .................................................. Azioni sismiche ...................................................................................................................................... C.2 Azione sismica per sottostruttura .................................................................................................. C.3 Pianta della pressione orizzontale addizionale dovuta ad azioni sismiche sulla parte a pareti verticali di silo con sezione trasversale circolare o rettangolare ...................................................................................................................................................

UNI ENV 1991-4:1997

22 22 22 22 23 23 23 23 23 24 24 25 25 25 26 26 27 27 28 29 29 29 29 29 29 30 30

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Eurocodice 1 PRENORMA EUROPEA

Basi di calcolo ed azioni sulle strutture

ENV 1991-4

Parte 4: Azioni su silos e serbatoi MAGGIO 1995 Eurocode 1 EUROPEAN PRESTANDARD

Basis of design and actions on structures Part 4: Actions in silos and tanks Eurocode 1

PRÉNORME EUROPÉENNE

Bases de calcul et actions sur les structures Partie 4: Actions dans les silos et réservoirs Eurocode 1

EUROPÄISCHE VORNORM

Grundlagen der Tragwerksplannung und Einwirkungen auf Tragwerke Teil 4: Einwirkungen auf Silos und Flüssigkeitsbehälter

DESCRITTORI

Ingegneria civile, struttura, progettazione, costruzione, edilizia, calcolo, carico, silo, contenitore, serbatoio

ICS

91.040.00

La presente norma europea sperimentale (ENV) è stata approvata dal CEN, come norma per applicazione provvisoria, il 30 giugno 1993. Il periodo di validità di questa ENV è limitato inizialmente a 3 anni. I membri del CEN saranno invitati dopo 2 anni a sottoporre i loro commenti, in particolare per quanto riguarda la sua trasformazione da ENV a norma europea (EN). I membri del CEN sono tenuti a rendere nota l’esistenza di questa ENV nello stesso modo utilizzato per una EN e a renderla prontamente disponibile a livello nazionale in una forma appropriata. È possibile mantenere in vigore, contemporaneamente alla ENV, altre norme nazionali contrastanti, fino alla decisione finale sulla possibile conversione da ENV a EN. I membri del CEN sono gli Organismi nazionali di normazione di Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Paesi Bassi, Portogallo, Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera.

CEN COMITATO EUROPEO DI NORMAZIONE European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Segreteria Centrale: rue de Stassart, 36 - B-1050 Bruxelles 

© CEN 1995

I diritti di riproduzione sono riservati ai membri del CEN. UNI ENV 1991-4:1997

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0

PREMESSA

0.1

Obiettivi degli Eurocodici (1) (2) (3)

0.2

Cronistoria del programma Eurocodice (4)

(5)

(6)

0.3

Gli "Eurocodici strutturali" comprendono un gruppo di norme per il progetto strutturale e geotecnico di edifici ed opere di ingegneria civile. Essi gestiscono l'esecuzione e il controllo solo fino al grado che è utile ad indicare la qualità del prodotto di costruzione (construction work), e il tipo di esecuzione necessario a completarlo con le premesse delle regole di progetto. Fino a quando il necessario insieme di norme tecniche unificate per i prodotti e per i metodi di prova sarà disponibile, alcuni degli Eurocodici strutturali comp renderanno alcuni di questi aspetti solo in appendici informative. La Commissione delle Comunità Europee (CCE) ha cominciato a stabilire un insieme di regole tecniche per il progetto di edifici ed altre opere dell'ingegneria civile che, inizialmente, dovrebbero servire da alternativa alle differenti norme vigenti nei vari Paesi membri e che, infine, dovrebbero sostituire. Tali norme tecniche sono diventate note con il nome di Eurocodici strutturali. Nel 1990, dopo aver consultato i rispettivi Paesi membri, la CCE ha trasferito il lavoro riguardante gli ulteriori sviluppi, pubblicazione ed aggiornamento degli Eurocodici strutturali al CEN, ed il segretariato dell'EFTA ha acconsentito ad appoggiare il lavoro del CEN. Il Comitato Tecnico del CEN, CEN/TC 250, è responsabile di tutti gli Eurocodici strutturali.

Programma dell’Eurocodice (7)

(8) (9) (10) (11) (12)

Sono in fase di redazione i seguenti Eurocodici strutturali, ognuno dei quali è diviso in un certo numero di parti: - ENV 1991 = Eurocodice 1 Basi di calcolo ed azioni sulle strutture - ENV 1992 = Eurocodice 2 Progettazione delle strutture di calcestruzzo - ENV 1993 = Eurocodice 3 Progettazione delle strutture di acciaio - ENV 1994 = Eurocodice 4 Progettazione delle strutture composte acciaiocalcestruzzo - ENV 1995 = Eurocodice 5 Progettazione delle strutture di legno - ENV 1996 = Eurocodice 6 Progettazione delle strutture di muratura - ENV 1997 = Eurocodice 7 Progettazione geotecnica - ENV 1998 = Eurocodice 8 Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture - ENV 1999 = Eurocodice 9 Progettazione delle strutture di alluminio Dal CEN/TC 250 sono state formate sottocommissioni distinte per i suddetti Eurocodici. Questa parte dell’Eurocodice 1 viene pubblicata come norma sperimentale europea (ENV) con una validità iniziale di tre anni. La presente norma sperimentale è intesa per applicazioni sperimentali e per la presentazione di commenti. Dopo circa due anni ai membri del CEN sarà richiesto di inviare commenti formali da prendere in considerazione per definire le future azioni. Nel frattempo, suggerimenti e commenti sulla presente norma sperimentale dovrebbero essere inviati alla Segreteria del CEN/TC 250/SC 1 al seguente indirizzo: SIS/BST Box 5630 S-114 86 STOCKHOLM SWEDEN o all’ente normatore nazionale.

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(nota nazionale - per l'Italia: UNI Via Battistotti Sassi, 11b 20133 MILANO (tel. 02/70024.1 - fax. 02/70.106.106)

0.4

Documenti di Applicazione Nazionale (NAD) (13)

(14)

(15) (16) (17)

Considerata la responsabilità delle autorità dei Paesi membri in tema di sicurezza, salute e altri campi interessati dai requisiti essenziali della Direttiva dei Prodotti da Costruzione (CPD), a certi elementi relativi alla sicurezza sono stati assegnati in questa ENV valori indicativi che sono identificati da "valori incasellati" . Le autorità di ciascun Paese membro sono chiamate a rivedere tali valori che possono essere sostituiti valori alternativi definitivi da usare nelle applicazioni nazionali. Alcune delle norme europee ed internazionali di supporto possono non essere disponibili al momento della pubblicazione di questa norma sperimentale. È stato previsto pertanto che ciascun Paese membro, o relativo ente di unificazione, pubblichi un Documento di Applicazione Nazionale (NAD) che fornisca valori sostitutivi per i coefficienti relativi alla sicurezza, con riferimento a norme di supporto compatibili e sia una guida all'applicazione nazionale di questa norma sperimentale. Resta chiaro che questa norma sperimentale viene utilizzata in modo congiunto con il NAD valido nel paese dove l'edificio o le opere di ingegneria civile sono localizzate. L'ambito dell'Eurocodice 1 è definito al punto 1.1.1 e l'ambito di questa parte dell'Eurocodice 1 è definita in 1.1.2. Le parti addizionali dell'Eurocodice 1 che sono in programma sono indicate al punto 1.1.3. Questa parte è completata da un certo numero di appendici informative.

1

GENERALITÀ

1.1

Scopo

1.1.1

Scopo della ENV 1991 - Eurocodice 1 P(1) (2) (3) (4) (5)

1.1.2

La ENV 1991 fornisce principi generali e azioni per la progettazione strutturale di edifici ed opere civili includendo alcuni aspetti geotecnici e deve essere usata congiuntamente con le ENV da 1992 a 1999. Essa può essere usata come base per il progetto di strutture non previste nelle ENV da 1992 a 1999 e dove altri materiali e altre azioni di progetto strutturale sono coinvolte. La ENV 1991 ancora riguarda la progettazione strutturale durante l'esecuzione e il progetto strutturale di strutture temporanee. Essa si riferisce a tutte le circostanze in cui si richiede che una struttura fornisca un'adeguata prestazione. La ENV 1991 non è direttamente intesa per la verifica di strutture esistenti, per lo sviluppo del progetto di riparazioni e adeguamenti o per valutati cambi di uso. La ENV 1991 non comprende completamente situazioni di progetto speciali che richiedono inusuali considerazioni di affidabilità come strutture nucleari per cui devono essere usate specifiche procedure di progettazione.

Obiettivi della ENV 1991-4: Azioni su silos e serbatoi P(1)

(2)

Questa parte fornisce i principi generali e le azioni da assumersi nel progetto strutturale di serbatoi e silos, includendo alcuni aspetti geotecnici, e dovrebbe essere usata insieme alla ENV 1991-1 e ad altre parti delle ENV 1991 e delle ENV da 1992 a 1999. Questa parte può anche essere usata come base per il progetto di strutture non considerate nelle ENV da 1992 a 1999 e ove si considerino altri materiali o altre azioni di progetto strutturale.

UNI ENV 1991-4:1997

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(3)

Alle norme di progetto per i silos si applicano le seguenti restrizioni: - la forma della sezione trasversale del silo deve essere compresa fra quelle mostrate nella figura 1.2; - le modalità di riempimento e la natura dei materiali immagazzinati devono essere tali da indurre soltanto effetti di inerzia e carichi di collisione trascurabili; - il diametro massimo delle particelle del materiale immagazzinato non deve essere superiore a 0,3 d c; Ove le particelle siano larghe se confrontate con lo spessore della parete del silo il carico  deve essere applicato come un insieme di forze isolate.

Nota 

-

(4) (5)

1.1.3

il materiale immagazzinato deve essere atto a fluire liberamente; l'eccentricità e i del materiale immagazzinato, dovuta al riempimento, deve essere minore di 0,25 d c (figura 1.2); - l'eccentricità e o del centro dello scarico deve essere minore di 0,25 d c; e nessuna parte dello scarico deve trovarsi ad una distanza maggiore di 0,3 d c dal centro piano nei silos a flusso piano e dalla linea centrale negli altri tipi di silos (figura 1.2); - ove si usino dispositivi di scarico (per esempio: alimentatori o tubi interni di flusso), il flusso del materiale deve essere omogeneo e centrato entro i limiti di eccentricità summenzionati; - la transizione deve avvenire su un singolo piano orizzontale; - devono essere rispettate le seguenti limitazioni geometriche:  / d c < 10 h  h < 100 m d c < 50 m - ogni silo deve essere progettato per un insieme definito di proprietà del materiale in particelle (particulate material). Le norme di progettazione per i serbatoi si riferiscono soltanto a serbatoi contenenti liquidi a pressione atmosferica normale. La ENV 1991-4 deve essere usata insieme con la ENV 1991-1 ed altre parti della ENV 1991.

Parti successive della ENV 1991 (1)

1.2

Le parti successive della ENV 1991 che, al momento, sono in fase di redazione o sono state pianificate sono elencate al punto 1.2.

Riferimenti normativi La presente norma sperimentale rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e vengono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l'ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento. ISO 3898:1987 Basi di calcolo per le strutture - Simboli - Simboli generali Nota 

Le seguenti norme sperimentali europee che sono pubblicate o in preparazione sono citate in ap-  propriati punti del testo e nelle pubblicazioni elencate di seguito: 

ENV 1991-1 ENV 1991-2-1 ENV 1991-2-2 ENV 1991-2-3

UNI ENV 1991-4:1997

Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 1: Basi di calcolo Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-1: Azioni sulle strutture - Massa volumica, pesi propri e carichi imposti Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-2: Azioni sulle strutture - Azioni sulle strutture esposte al fuoco Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-3: Azioni sulle strutture - Carichi da neve

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ENV 1991-2-4 ENV 1991-2-5 ENV 1991-2-6 ENV 1991-2-7 ENV 1991-3 ENV 1991-5 ENV 1992 ENV 1993 ENV 1994 ENV 1995 ENV 1996 ENV 1997 ENV 1998 ENV 1999

1.3

Distinzione tra principi e regole applicative (1) (2)

(3) (4) (5) (6)

1.4

Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-4: Azioni sulle strutture - Azioni del vento Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-5: Azioni sulle strutture - Azioni termiche Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-6: Azioni sulle strutture - Carichi e deformazioni imposte durante l'esecuzione Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 2-7: Azioni sulle strutture - Carichi eccezionali Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 3: Carichi da traffico sui ponti Eurocodice 1 - Basi di calcolo ed azione sulle strutture - Parte 5: Azioni indotte da gru e macchine Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio Eurocodice 4 - Progettazione delle strutture composte acciaio-calcestruzzo Eurocodice 5 - Progettazione delle strutture di legno Eurocodice 6 - Progettazione delle strutture di muratura Eurocodice 7 - Progettazione geotecnica Eurocodice 8 - Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture Eurocodice 9 - Progettazione delle strutture di alluminio

In dipendenza dal carattere delle disposizioni individuali, nella presente parte della ENV 1991 viene fatta distinzione fra principi e regole di applicazione. I principi comprendono: - affermazioni generali e definizioni per cui non ci sono alternative; come pure - requisiti e modelli analitici per cui nessuna alternativa è permessa tranne quando specificatamente dichiarato. I principi sono preceduti dalla lettera P. Le regole applicative sono regole conosciute che seguono i principi e soddisfano le loro richieste. È permesso utilizzare regole alternative differenti da quelle di applicazione date in questo Eurocodice, mostrando che le regole alternative concordano con i principi pertinenti ed hanno come minimo la stessa affidabilità. In questa parte le regole di applicazione sono identificate da un numero tra parentesi come per esempio in questo punto.

Definizioni Per i fini di questa norma sperimentale, una lista base di definizioni è data nella ENV 1991-1 e le definizioni addizionali fornite qui di seguito sono specifiche di questa parte.

1.4.1 1.4.2 1.4.3

superficie equivalente: Superficie orizzontale che determini un volume di materiale imma-

gazzinato uguale a quello relativo alla superficie reale (figura 1.2).

fondo piatto: Fondo piano di un silo o fondo dove l'inclinazione delle pareti, α , è minore di

20°.

modello di flusso: Forma del materiale fluente nel silo quando il flusso sia stabilizzato (fi-

gura 1.1). Il silo deve essere prossimo alla sua condizione di massimo riempimento.

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1.4.4

materiale fluidizzato: Materiale immagazzinato iniettato con aria, che cambia in maniera

significativa il comportamento del materiale.

1.4.5

materiale liberamente fluente: Materiale a bassa coesione.

1.4.6

flusso ad imbuto (o flusso di nucleo) (figura 1.1): Modello di flusso nel quale si determina un

canale di materiale fluente in una zona limitata al di sopra del foro di scarico, ed il materiale adiacente alle pareti rimane stazionario. Il canale di flusso può intersecare la sezione del silo a pareti verticali oppure raggiungere la superficie del materiale immagazzinato.

1.4.7

silo omogeneizzante: Silo contenente un materiale fluidizzato.

1.4.8

tramoggia: Fondo di un silo quando l'inclinazione delle pareti, α , è maggiore di 20°.

1.4.9

flusso interno (figura 1.1): Schema di flusso ad imbuto nel quale il canale di flusso si esten-

de sino alla superficie di colmo del materiale immagazzinato.

1.4.10

contraccolpo: Carico locale che si manifesta alla transizione durante lo scarico.

1.4.11

bassa coesione: Campione di materiale a bassa coesione se la coesione è minore di

1.4.12 1.4.13

4 kPa quando il materiale sia stato consolidato a 100 kPa (un metodo per determinare la coesione è fornito nell'appendice B).

flusso di massa (figura 1.1): Modello di flusso nel quale tutte le particelle immagazzinate si

mobilizzano durante lo scarico.

carico a scacchiera: Carico locale che si assume insista sopra una zona specificata di una

qualunque parte della parete di un silo.

1.4.14

flusso piano: Profilo di flusso in un silo a sezione trasversale rettangolare o quadrata con scarico a fessura. La fessura deve essere parallela a due delle pareti del silo e la sua lunghezza deve essere uguale a quella di queste pareti.

1.4.15

silo: Struttura di contenimento usata per immagazzinare materiali in particelle (per esem-

pio: depositi di combustibile, contenitori e silos).

1.4.15.1

silo snello: Silo dove h  / d c ≥ 1,5.

1.4.15.2

silo tozzo: Silo dove h  / d c < 1,5.

1.4.15.3

silo circolare a pareti sottili: Silo con sezione traversale circolare, senza irrigidimenti e do-

1.4.16

serbatoi: Strutture di contenimento usate per immagazzinare liquidi.

1.4.17

transizione: Intersezione della tramoggia con la sezione a pareti verticali.

1.4.18

sezione a pareti verticali: Parte del silo o del serbatoio con pareti verticali.

ve d c / t > 200.

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figura

1.1

1.5

Modelli di flusso

Simboli (1)

Nell’ambito di questa norma sperimentale, si utilizzano i seguenti simboli. La simbologia usata si basa sulla ISO 3839:1987.

Nota 

(2)

Una lista essenziale di simboli è fornita nella ENV 1991-1 e i simboli addizionali di seguito riportati sono specifici di questa parte. Lettere latine maiuscole  A C  C 0 C b C h C w C z F p K s K s,m P w U 

area della sezione trasversale della parte a pareti verticali coefficiente di amplificazione del carico di parete coefficiente di massima amplificazione del carico di parete coefficiente di amplificazione del carico di fondo coefficiente di amplificazione del carico orizzontale coefficiente di amplificazione dell'aderenza per attrito della parete coefficiente di Janssen forza orizzontale totale dovuta ad un carico a scacchiera su un silo circolare a pareti sottili valore di progetto del rapporto pressione orizzontale/pressione verticale valore medio del rapporto pressione orizzontale/pressione verticale carico verticale risultante per unità di perimetro della parte a pareti verticali perimetro interno della parte a pareti verticali

Lettere latine minuscole  d c e  e i e o h  h 1,h 2 l h p 

dimensioni della sezione trasversale caratteristica (figura 1.2) la maggiore fra e i ed e o eccentricità dovuta al riempimento (figura 1.2) eccentricità del centro dello scarico (figura 1.2) distanza dallo scarico alla superficie equivalente (figura 1.2) parametri usati per la determinazione delle pressioni verticali in silos tozzi lunghezza della parete della tramoggia (figura 5.3) pressione idrostatica

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pressione orizzontale dovuta al materiale immagazzinato pressione orizzontale durante lo scarico (figura 1.2) p he pressione orizzontale durante lo scarico calcolato con il metodo semplifip he,s cato pressione orizzontale dopo il riempimento p hf pressione orizzontale dopo il riempimento calcolato con il metodo semplip hf,s ficato pressione orizzontale dopo il riempimento alla base della parte a pareti p ho verticali p n, p ni pressione normale alle pareti inclinate della tramoggia, ove i  = 1, 2, 3 pressione a scacchiera (pressure load) p p pressione a scacchiera (pressure load) in silos tozzi p p,sq p ps pressione a scacchiera (pressure load) (silos circolari a pareti sottili) pressione di contraccolpo p s aderenza per attrito nella tramoggia (figura 1.2) p t pressione verticale dovuta al materiale immagazzinato (figura 1.2) p v pressione verticale durante lo scarico p ve componenti della pressione verticale usati per determinare la pressione p vi verticale in silos tozzi, i  = 1, 2, 3 pressione verticale dopo il riempimento p vf p vf,sq pressione verticale dopo il riempimento in silos tozzi pressione verticale dopo il riempimento alla base della parte a pareti vertip vo cali pressione di parete dovuta all'attrito nella parte verticale (figura 1.2) p w pressione di parete dovuta all'attrito durante lo scarico p we p we,s pressione di parete dovuta all'attrito durante lo scarico, calcolata con il metodo semplificato pressione di parete dovuta all'attrito dopo il riempimento p wf p wf,s pressione di parete dovuta all'attrito dopo il riempimento, calcolata con il metodo semplificato dimensione della zona interessata dal carico a scacchiera (s  = 0,2 d c) s  spessore della parete (figura 1.2) t  w  larghezza di un silo rettangolare parametro usato per calcolare i carichi di tramoggia x  profondità misurata dalla superficie equivalente al massimo riempimento z  parametro usato per calcolare i carichi z o p h

Lettere greche minuscole  α  β  γ  γ 1 θ  µ  µ m ϕ  ϕ w

angolo medio di inclinazione della parete della tramoggia, misurato rispetto all'orizzontale (figura 1.2) coefficiente di amplificazione del carico a scacchiera peso dell’unità di volume (density) dei liquidi o dei materiali immagazzinati peso dell’unità di volume (density) dei materiali fluidizzati immagazzinati coordinata angolare circonferenziale valore di progetto del coefficiente di attrito di parete per il calcolo della pressione valore medio di progetto del coefficiente di attrito di parete per il calcolo della pressione angolo effettivo di attrito interno angolo di attrito della parete della tramoggia per la valutazione del flusso

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figura

1.2

Forme di silos con indicazione delle dimensioni e della simbologia relativa alla pressione Legenda 1  _  2  _  3  _  4  _  5  _  6  _  7  _ 

2

Superficie equivalente Sezione trasversale della parete verticale Linea centrale Transizione Tramoggia Asse verticale Piani verticali passanti per il centro

CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI P(1) P(2)

I carichi dovuti ai materiali immagazzinati sono classificati come azioni variabili, vedere ENV 1991-1. I carichi nei serbatoi sono classificati come azioni variabili, vedere ENV 1991-1.

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P(3) P(4)

3

I carichi localizzati durante il processo di riempimento e quello di scarico dei silos sono classificati come azioni libere. I carichi dovuti a esplosioni di polvere devono essere classificati come un'azione eccezionale.

SITUAZIONI DI PROGETTO P(1)

Si possono applicare i principi generali forniti nella ENV 1991-1 per le procedure di progetto. Ciò non significa che le indicazioni ed i valori specificati per gli edifici nella ENV 1991-1 pos-  sano essere applicati ai silos ed ai serbatoi.

Nota 

P(2) P(3) (4) P(5) (6) (7) (8)

(9) (10)

(11) (12)

(13) (14)

Devono essere considerate situazioni particolari di progetto e devono essere identificati i casi di carico critico. Per ciascun caso di carico critico devono essere identificati i valori di progetto degli effetti delle azioni combinate. Le leggi di combinazione dipendono dalla verifica considerata e devono essere identificate in accordo con la ENV 1991-1 e con l'appendice A. La composizione delle azioni sui silos e sui serbatoi per casi di carico in una particolare situazione di progetto è indicata di seguito. I silos prefabbricati devono essere progettati per azioni dovute al movimento in cantiere, al trasporto ed alla posa in opera. Devono essere considerati i carichi risultanti dal massimo livello possibile di riempimento. Con riguardo agli stati limite ultimi e di servizio possono usarsi modelli di carico per la fase di riempimento e per quella di scarico. Devono essere considerate, ove opportuno, le seguenti azioni e situazioni eccezionali: - azioni dovute ad esplosioni; - azioni dovute all'impatto di veicoli; - azioni sismiche; - situazioni di progetto al fuoco. Serbatoi e silos possono essere usati per contenere liquidi o materiali in particelle che possono causare esplosioni. Nel prospetto 7.1 sono elencati alcuni dei materiali che possono portare ad esplosioni di polvere. Il danno potenzialmente derivante da esplosioni di polvere deve essere limitato od evitato con la scelta appropriata di uno o più fra i seguenti suggerimenti: - costituire un'area sufficiente per assorbire la pressione in eccesso; - progettare strutture in grado di resistere alla pressione conseguente all'esplosione. La pressione di esplosione in un silo senza un'area di assorbimento adeguata non deve superare 1 N/mm2. Durante il progetto deve essere presa in considerazione la prevenzione delle esplosioni di polvere con la scelta appropriata di uno o più fra i seguenti provvedimenti: - prescrivendo adatte procedure di manutenzione e pulizia; - evitando l'ignizione con la scelta oculata di strumentazione elettronica; - l'uso attento degli apparecchi di saldatura. Quando si progettano silos per l'immagazzinamento di materiali sensibili all'acqua deve essere limitata la fessurazione nello stato limite di servizio (serviceability limit state) al fine di prevenire la penetrazione di acqua. Per i silos ed i serbatoi che siano soggetti in media a più di un ciclo di carico giornaliero deve essere considerato l'effetto della fatica. Un ciclo di carico corrisponde ad un singolo riempimento e svuotamento. Gli effetti di fatica devono pure essere considerati in silos interessati da macchine vibranti.

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P(15) Devono essere considerate le azioni di strutture adiacenti.

4

RAPPRESENTAZIONE DELLE AZIONI P(1) P(2)

(3)

(4) (5)

La forma della struttura del silo deve essere scelta in modo da fornire una bassa sensibilità alle deviazioni di carico. I carichi dovuti a materiali in particelle devono essere calcolati per il riempimento e per lo scarico. La grandezza e la distribuzione dei carichi di progetto dipendono dalla struttura del silo, dalle proprietà dei materiali immagazzinati e dallo schema di flusso che si genera durante il processo di svuotamento. L'intrinseca variabilità dei materiali immagazzinati e le semplificazioni nei modelli di carico conduce a differenze fra i carichi realmente agenti sul silos ed i carichi derivanti dall'applicazione delle norme di progetto fornite nel punto 5. Per esempio, la distribuzione delle pressioni allo scarico varia lungo le pareti come una funzione del tempo e quindi in questa fase è possibile che la previsione della pr essione media o della sua variazione non risulti accurata. Per il calcolo delle azioni sui silos, si possono usare procedure semplificate di previsione dei modelli di flusso (figura 5.1). Le suddette procedure semplificate (figura 5.1) non devono essere usate quando si progettino silos per flusso.

5

CARICHI SUI SILOS DOVUTI A MATERIALI IN PARTICELLE

5.1

Generalità (1)

(2) (3)

(4)

(5)

I carichi dovuti ai materiali in particelle dipendono: - dall’intervallo di variazione delle proprietà del materiale in particelle (particulate material); - dalla variazione delle condizioni di attrito superficiale; - dalla geometria del silo; - dai metodi di riempimento e svuotamento. Lo schema di flusso (flusso di massa o flusso ad imbuto) deve essere determinato dalla figura 5.1. Per la determinazione dello schema di flusso, l'angolo d'attrito di parete può essere ottenuto o mediante l'esecuzione di prove, come descritto in 5.5.2, od usando i coefficienti approssimati d'attrito di parete forniti nel prospetto 7.1 e deve essere calcolato come nel seguito:   [5.1] ϕ w = arctan µ m Per i seguenti tipi di silos si prescrivono valori caratteristici per i carichi di riempimento e di svuotamento: - silos snelli; - silos tozzi; - silos omogeneizzanti e silos con alta velocità di riempimento. Qualsiasi supporto fornito dalla rigidezza del materiale in particelle (particulate material) alle pareti del silo deve essere ignorato nel calcolo dei carichi. Ciò significa che l'interazione fra deformazione dell'involucro ed il carico dovuto al materiale immagazzinato può essere ignorata.

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5.1

Limiti tra flusso di massa e flusso ad imbuto per tramogge coniche od a forma di cuneo Legenda 1 Flusso di massa o tunnel, flusso che può avvenire entro questi limiti  _  X Angolo α  di inclinazione della parete della tramoggia Y Angolo di attrito ϕ w della parete della tramoggia

5.2

Silos snelli (1) P(2)

5.2.1

In 5.2.1 sono riportate le procedure dettagliate per il calcolo dei carichi di riempimento ed in 5.2.2 quelle per i carichi allo svuotamento. Nel punto 5.2.3 sono riportate le procedure semplificate per il calcolo dei suddetti carichi. Nel punto 5.2.1 si indicano le equazioni generali per il calcolo dei carichi di parete di un silo. Esse devono essere usate come base per il calcolo dei seguenti carichi di progetto: - carichi di riempimento sulla parte a pareti verticali (5.2.1); - carichi di riempimento sui fondi piatti (5.2.1); - carichi di riempimento sulle tramogge (5.2.1); - carichi di svuotamento sulla parte a pareti verticali (5.2.2); - carichi di svuotamento sui fondi piatti e sulle tramogge (5.2.2).

Carichi nella fase di riempimento P(1)

Dopo il riempimento, i valori della pressione di parete dovuta all'attrito p wf, della pressione orizzontale p hf e della pressione verticale p v per ogni valore della profondità devono essere dati da: A γ  ---- C z ( z ) U 

[5.2]

γ  A C  ( z ) µ  U  z

[5.3]

γ  A C  ( z ) K s µ  U  z

[5.4]

p wf ( z )

=

p hf ( z )

= ----------

p v ( z )

= ---------------------

dove: C z ( z ) z 0

=

( – z  ⁄ z o )

1 – e 

A K s µ  U 

= -------------------

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[5.5] [5.6]

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dove: è il peso dell'unità di volume; è il coefficiente d'attrito di parete; è il rapporto pressione orizzontale/pressione verticale; è la profondità; è il perimetro interno. La forza verticale risultante nella parete p w (z ) per unità di lunghezza del perimetro, per ogni valore, z , della profondità vale:

γ  µ  K s z  U 

P(2)

z

p w ( z )

=

∫ p wf ( z ) dz  0

(3)

5.2.1.1

=

A γ  ---- [ z U 

–

z 0 C z ( z ) ]

[5.7]

Nel punto 5.7 si illustrano i metodi per la determinazione delle proprietà del materiale in particelle (particulate material), del peso specifico, dell'attrito di parete e del rapporto di pressione.

Sezione a pareti verticali (1) P(2) (3)

Il carico di riempimento è composto da un carico fisso e da uno mobile, chiamato carico a scacchiera. Il carico fisso deve essere calcolato tramite le espressioni [5.2] e [5.3]. Si deve supporre che la pressione di tassello p p agisca su ogni parte della parete del silo. Essa è data da: p p

=

0, 2 β  p hf

[5.8]

1 + 4 e i ⁄ d c

[5.9]

con β  =

(4)

(5)

(6)

(7)

dove: e i e d c sono riportati nella figura 1.2. Nel caso di silo di calcestruzzo, silo con irrigidimenti e silo con sezione trasversale non circolare, si deve supporre che la pressione a scacchiera agisca su due aree quadrate opposte di lato s (figura 5.2), pari a:  [5.10] s  = 0,2 d c In molti silos si può usare un approccio semplificato per applicare il carico a scacchiera. La disposizione più sfavorevole dei carichi può essere realizzata applicando il carico a scacchiera a mezza altezza del silo ed usando un incremento percentuale degli sforzi di parete a quel livello per incrementare gli sforzi di parete in tutto il silo. Nel caso di silo a parete sottile si può ipotizzare che la pressione localizzata (pressure load) agisca per un'altezza s , ma che si estenda da un massimo di pressione p p diretta verso l'esterno su un lato ad un massimo di pressione p p diretta verso l'interno sul lato opposto (figura 5.2). Si deve supporre che la variazione sia data da: p ps = p p cosθ  [5.11] dove: è dato in figura 5.2. θ  La forza orizzontale totale F p dovuta al carico a scacchiera in silos di acciaio non irrigiditi è data da:

(8)

π 

[5.12] s  d c p p 2 Si può usare un metodo semplificato per applicare il carico a scacchiera a silo a parete circolare sottile. Il carico a scacchiera si può supporre agisca alla profondità z 0 misurata dalla superficie equivalente, o a mezza altezza della parte a pareti verticali, qualunque cosa fornisca la posizione più alta per il carico. F p

= --

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figura

5.2.1.2

5.2

Prospetto e pianta del carico a scacchiera

Fondi piatti (1)

I carichi verticali agenti su un fondo piatto o poco profondo (inclinazioni α ≤ 20°) di un silo devono essere calcolati come di seguito: [5.13] p vf = C b p v dove: è calcolato per mezzo dell'espressione [5.4]; è un coefficiente di amplificazione del carico di fondo che serve a tener conto dell'irregolarità nella distribuzione del carico e si calcola come di seguito: [5.14] C b = 1,2

p v C b

5.2.1.3

Tramogge P(1)

Quando α  > 20° (vedere la figura 5.3) la pressione normale alle pareti inclinate della tramoggia, p n, è calcolato come segue: p n

=

p n3

+

p n2

+

x  l h

[5.15] [5.16]

( p n1 – p n2 ) ---2

2

p n1

=

p v0 ( C b  cos α + sen α )

p n2

=

C b p v0  cos α 

[5.17]

p n3

=

γ  K  3, 0 -A--- ------------s  sen 2 α 

[5.18]

2

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U 

µ 

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dove: è una lunghezza compresa tra 0 e l h (vedere la figura 5.3); x  p n1 e p n2 sono le pressioni dovute al riempimento della tramoggia; è la pressione legata alla pressione verticale nel materiale immagazzinap n3

P(2)

to subito al di sopra della transizione; è il coefficiente di amplificazione del carico di fondo dato dalla [5.14]; C b p v0 è la pressione verticale agente alla transizione calcolata usando l'espressione [5.4]. Il valore della pressione di parete dovuta all'attrito p t, è dato da: [5.19] p t = p n µ  dove: p n

figura

5.3

è data dall'espressione [5.15].

Carichi di tramoggia e forza di trazione lungo il perimetro superiore della tramoggia

(3)

Per il progetto dei silos può essere necessario conoscere la componente verticale della forza di trazione agente lungo il perimetro superiore della tramoggia (per esempio: quando si debbano progettare i supporti del silo o una trave ad anello posta al livello della transizione). Questa componente verticale deve essere determinata da un equilibrio di forze comprendente il sovraccarico (imposed load ) verticale C b p v0 calcolato al livello della transizione e il peso del contenuto d ella tramoggia (figura 5.3).

5.2.2

Carichi nella fase di svuotamento

5.2.2.1

Parte a pareti verticali P(1) (2)

I carichi nella fase di svuotamento sono costituiti da una parte fissa e una mobile, chiamata carico localizzato (patch load). I carichi fissi p we, p he si ottengono come di seguito: [5.20] p we = C w p wf p he = C h p hf

[5.21]

dove: C w e C h sono amplificatori di carico conformi alle espressioni [5.22] e [5.23]. Per silos che vengano svuotati dall'alto (nessun flusso): [5.22] C w = C h = 1,0

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(3)

In altri silos snelli l'amplificatore della pressione di parete e quella del carico orizzontale valgono rispettivamente: [5.23] C w = 1,1 e C h = C 0 (vedere 7.1) L'entità della pressione localizzata (pressure load) p p nella fase di svuotamento è data da: p p = 0,2β p he [5.24] dove: p he β 

(4)

5.2.2.2

è calcolata per mezzo dell'espressione [5.21]; dipende dalla grandezza dell'eccentricità di carico e svuotamento e vale:  / dc  [5.25] β  = 1 + 4 e 

Il calcolo dei carichi a scacchiera nella fase di scarico può essere ottenuto sulla falsa riga delle indicazioni fornite per il calcolo del carico a scacchiera durante il riempimento [5.2.1.1(4) fino a (8)].

Fondi piatti e tramogge (1) (2)

Nel caso di silo con flusso ad imbuto, i carichi sul fondo o sulla tramoggia nella fase di scarico si possono calcolare secondo la procedura usata per i carichi in fase di riempimento (5.2.1.2 e 5.2.1.3). Nel caso di silos a flusso di massa si applica una pressione addizionale normale fissata, la pressione di contraccolpo p s (vedere la figura 5.3), su una distanza inclinata lungo le pareti della tramoggia pari a 0,2 d c e lungo il perimetro. [5.26] p s = 2 p h0 dove: p h0

5.2.2.3

è la pressione di riempimento orizzontale a livello della transizione.

Metodi semplificati per il riempimento e lo scarico (1)

(2)

Per silo ove d c è minore di 5 m può essere applicato un metod o semplificato per tener conto dei processi di riempimento e di svuotamento. In questa procedura i carichi localizzati, conformi a 5.2.1 e 5.2.2, possono essere adattati incrementando le pressioni orizzontali. Per silo di calcestruzzo, silo con irrigidimenti e silo con sezione trasversale non circolare le pressioni orizzontali incrementate per il riempimento (p hf,s) e allo scarico (p he,s) sono: [5.27] p hf,s = p hf (1 + 0,2β  ) p he,s = p he (1 + 0,2β  )

[5.28]

dove:

è calcolata dall'espressione [5.3]; è calcolata dall'espressione [5.21]; è calcolato dalle espressioni [5.9] o [5.25]. Per silos circolari a parete sottile, le pressioni orizzontali incrementate per il riempimento (p hf,s) e allo scarico (p he,s) e le pressioni verticali incrementate per il riempimento (p wf,s) e allo scarico (p we,s) sono: [5.29] p hf,s = p hf (1 + 0,1β  ) p hf p he β 

(3)

p he,s = p he (1 + 0,1β  ) p wf,s = p wf (1 + 0,2β  )

[5.30] [5.31]

p we,s = p we (1 + 0,2β  )

[5.32]

dove: p hf,s p he p wf,s p we

è calcolata dall'espressione [5.3]; è calcolata dall'espressione [5.21]; è calcolata dall'espressione [5.2]; è calcolata dall'espressione [5.20];

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β 

5.3

è calcolato dalle espressioni [5.9] o [5.25].

Silos tozzi (1)

(2)

I carichi di parete nei silos tozzi dovrebbero essere calcolati come nel caso dei silos snelli (vedere 5.2) apportando delle modifiche agli amplificatori di carico, alla pressione localizzata (pressure load), alle pressioni orizzontali e ai carichi di fondo. Le modificazioni riguardanti gli amplificatori di carico C h e C w e la pressione localizzata (pressure load) sono: per silos dove:  / dc  ≤ 1,0 h  [5.33] C w = C h = 1,0 e p p,sq = O  per silos dove: 1,0 < h  / dc   < 1,5  / dc   C w = 1,0 + 0,2 (h 

1,0)

[5.34]

e:  / dc   C h = 1,0 + 2 (C o - 1,0) (h 

1,0)

[5.35]

e:  / dc   - 1,0) p p,sq = 2p p (h 

[5.36]

dove: è determinata da 5.2.1.1 e 5.2.2.1. Le modificazioni relative alla pressione laterale sono mostrate nella figura 5.4. La pressione laterale p h  in corrispondenza al punto ove la superficie superiore del materiale immagazzinato incontra le pareti del silo può essere posta uguale a zero. Al di sotto di questo punto si può assumere una variazione lineare di pressione (figura 4.4), calcolata assumendo K s = 1,0, fino a che questa pressione lineare incontri la pressione determinata con l’equazione [5.3] o con l'equazione [5.21] ove pertinente. La pressione verticale p vf,sq agente sul fondo piatto durante il riempimento o lo scarico è pari a: [5.37] p vf,sq = C b (p v1 + (p v2 - p v3) (1,5 D  - h )/(1,5 D  - h 1))

p p

(3)

(4)

dove: è ottenuta con l'espressione [5.4] con z  = h ; è ottenuta con p v2 = γ h 2; è ottenuta con l'espressione [5.4] con z  = h 1 (vedere figura 5.4) corrispondente al punto più in basso della parete non in contatto con il materiale immagazzinato (figura 5.4); C b è calcolata con l'espressione [5.14]. I carichi sulla tramoggia durante la fase di riempimento devono essere calcolati usando l'espressione [5.15]. I carichi sulla tramoggia durante la fase di scarico devono essere calcolati usando le direttive date al punto 5.2.2.2 per fondi piatti e tramogge. p v1 p v2 p v3

(5) (6)

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figura

5.4

5.4

Carichi di parete e carichi su fondo piatto per silos tozzi

Silos omogeneizzanti e silos con alta velocità di riempimento P(1)

I silos omogeneizzanti e i silos con alta velocità di riempimento devono essere progettati per i seguenti casi di carico: - il materiale immagazzinato è fluidizzato; - il materiale immagazzinato non è fluidizzato. P(2) In silo per l'immagazzinamento di polveri, dove l'altezza del livello superiore del materiale immagazzinato cresce con una velocità superiore ai 10 m/h, si assume che il materiale sia fluidizzato. P(3) La pressione del materiale fluidizzato sulle pareti del silo deve essere calcolata come di seguito: p  = γ 1 z  [5.38] dove: è il peso dell'unità di volume fluidizzata. γ 1 (4) Il peso dell'unità di volume fluidizzata γ 1 delle polveri si può porre uguale a:  [5.39] γ 1 = 0,8 γ  dove: è il peso dell'unità di volume in mucchio della polvere determinato nel punto 7. I carichi di progetto, quando il materiale non sia fluidizzato, devono essere calcolati per i silos snelli in accordo al punto 5.2 ed al punto 5.3 per i silos tozzi.

γ 

P(5)

UNI ENV 1991-4:1997

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6

CARICHI NEI SERBATOI DOVUTI A LIQUIDI

6.1

Generalità (1)

(2)

I carichi dovuti ai liquidi devono esser calcolati in base ai seguenti dati: - un insieme definito di liquidi da immagazzinare nel serbatoio; - la geometria del serbatoio; - la profondità massima del liquido nel serbatoio. Il valore caratteristico della pressione p  è: [6.1] p (z ) = γ  z  dove: z  γ 

6.2

è la profondità; è il peso dell'unità di volume del liquido.

Proprietà del liquido (1)

I pesi dell'unità di volume sono dati nella ENV 1992-2-1.

7

PROPRIETÀ DEI MATERIALI

7.1

Proprietà dei materiali in particelle (1)

7.2

Le proprietà dei materiali in particelle (particulate materials) devono essere determinate o usando l'approccio semplificato presentato nel punto 7.2 o tramite prove, come descritto nel punto 7.3. Il coefficiente di amplificazione di ma ssimo carico C 0 è dato nel prospetto 7.1 o può essere stabilito tramite 7.4.

Approccio semplificato (1) (2)

Nota 

Le proprietà dei materiali sono definite nel prospetto 7.1. I valori di γ  sono limiti superiori mentre i valori di µ m e K s,m sono valori medi. Per tener conto della variabilità intrinseca delle proprietà del materiale in particelle (particulate material) e per ottenere valori che rappresentano gli estremi delle proprietà del materiale, i valori di µ m e K s,m devono essere modificati tramite i fattori di conversione 0,9 ed 1,15. Così per calcolare i carichi massimi si usano le seguenti combinazioni: Max. p h per K s = 1,15 K s,m e µ  = 0,9 µ m  [7.1] Max. p v 

per K s = 0,9 K s,m

e

µ  = 0,9 µ m 

[7.2]

Max. p w

per K s = 1,15 K s,m

e

µ  = 1,15 µ m 

[7.3]

Per le strutture a guscio i carichi minimi (di sostegno) possono essere i carichi sfavorevoli.

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prospetto 7.1

Proprietà dei materiali in particelle

Materiale in particelle

Peso dell’unità di volume3) γ [kN/m3]

Rapporto fra le pressioni (K s,m)

Coefficiente d’attrito di parete, µ m acciaio4)

calcestruzzo

orzo1)

8,5

0,55

0,35

0,45

1,35

cemento

16,0

0,50

0,40

0,50

1,40

clinker di cemento

18,0

0,45

0,45

0,55

1,40

sabbia asciutta2)

16,0

0,45

0,40

0,50

1,40

farina1)

7,0

0,40

0,30

0,40

1,45

ceneri volanti2)

14,0

0,45

0,45

0,55

1,45

mais1)

8,5

0,50

0,30

0,40

1,40

zucchero1)

9,5

0,50

0,45

0,55

1,40

frumento1)

9,0

0,55

0,30

0,40

1,30

carbone1), 2)

10,0

0,50

0,45

0,55

1,45

Massimo coefficiente di amplificazione del carico C 0

Nota 1 -  Questo materiale può essere soggetto ad esplosioni di polvere. Nota 2 -  Bisogna prestare attenzione alla possibile variabilità nelle proprietà del materiale. Nota 3 -  I pesi dell’unità di volume sono forniti per il calcolo dei carichi e non devono essere usati per determi- 

nare i volumi. I pesi dell’unità di volume forniti nella ENV 1991-2-1 possono essere usati per i calcoli  di volume. Nota 4 -  Non applicabile nel caso di pareti rugose.

7.3

Prove sui materiali in particelle P(1)

P(2)

P(3)

7.3.1

Peso dell’unità di volume in mucchio γ  (1) (2) (3)

7.3.2

Le prove devono essere condotte su campioni rappresentativi del materiale in particelle (particulate material). Il valore medio di ciascuna proprietà del materiale deve essere determinato considerando opportunamente i parametri secondari quali la composizione, la classificazione, il contenuto di umidità, la temperatura, l'età, la carica elettrica dovuta alla manipolazione ed i metodi di produzione. I valori medi ottenuti dalle prove devono essere adattati per mezzo di fattori di conversione per ottenere i valori estremi. I fattori di conversione devono essere scelti per tener conto della variabilità delle proprietà dei materiali lungo il ciclo di vita del silo e degli errori nel campionamento. I fattori di conversione per le proprietà dei materiali devono essere adattati se l'effetto di uno dei parametri secondari influisce pe r più del 75% sui margini per le proprietà del materiale introdotti dai fattori di conversione. Il peso dell'unità di volume in mucchio deve essere determinato ad un livello di sforzo corrispondente alla massima pressione verticale nel silo. La pressione verticale p vf nel silo può essere determinata usando l'espressione [5.4]. Un metodo di prova per la determinazione del peso dell'unità di volume in mucchio è descritto nell'appendice B. Il fattore di conversione deve essere non minore di 1,15.

Coefficiente d'attrito di parete µ m (1)

Si devono misurare due valori di µ m. Uno deve essere usato per la determinazione degli schemi di flusso e l'altro per il calcolo dei carichi di parete.

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(2) (3) (4) (5)

7.3.3

Rapporto pressione orizzontale/pressione verticale, K s,m (1)

(2) (3) (4)

7.4

Le prove per determinare µ m allo scopo di valutare i modelli di flusso devono eseguirsi a basso livello di sforzo, corrispondente al livello di sforzo trovato durante il flusso nella parte più bassa della tramoggia. Le prove per determinare µ m per il calcolo dei carichi devono essere eseguite in corrispondenza della massima pressione orizzontale p hf nella parte del silo a pareti verticali. p hf può essere determinata usando l'espressione [5.3]. I metodi di prova per la misura dei due valori di µ m sono descritti nell'appendice B. I fattori di conversione non devono essere minori di 1,15 per il limite superiore e non più grandi di 0,9 per il valore limite inferiore. Il rapporto pressione orizzontale/pressione verticale, K s,m si deve determinare al livello di sforzo verticale corrispondente alla massima pressione verticale nel silo. Il campione di prova deve essere confinato lateralmen te. La pressione verticale può essere determinata usando l'espressione [5.4]. Un metodo di prova è descritto nell'appendice B. Si descrive pure un metodo di prova alternativo basato sulla misura dell'angolo interno d'attrito. I fattori di conversione non devono essere minori di 1,15 per il limite superiore e non più grandi di 0,9 per il valore limite inferiore.

Coefficiente di amplificazione di carico massimo P(1) (2)

(3)

(4) (5)

L'amplificatore di carico C  tiene conto di un certo numero di fenomeni che si verificano durante lo svuotamento del silo. L'entità dell'amplificatore cresce con la resistenza del materiale. Non è stato ancora definito un appropriato metodo di prova di laboratorio per la determinazione del parametro C . Gli amplificatori di carico si basano sull'esperienza e si applicano a silo con sistemi di carico e scarico convenzionali e costruiti con tolleranze ingegneristiche usuali. Per i materiali non elencati nel prospetto 7.1, si può ottenere il massimo coefficiente di amplificazione per il carico di parete usando: per ϕ ≤ 30° C = 1,35 e per ϕ  > 30° C  = 1,35 + 0,02 (ϕ  - 30°) [7.4] dove: è misurato in gradi sessagesimali. ϕ  Un metodo di prova per la misura di ϕ  è descritto nell'appendice B. Si possono stimare amplificatori di carico appropriati per silos specifici contenenti materiali specifici basandosi su prove a grande scala effettuate su tali silos.

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APPENDICE (informativa)

A CRITERI GENERALI DELLA PROGETTAZIONE - ISTRUZIONI SUPPLEMENTARI PER LA ENV 1991-1 PER SILOS E SERBATOI Nota 

A.1

Questa appendice verrà, in seguito, inglobata nella ENV 1991-1.

Generalità (1)

(2) (3)

(4)

In linea di principio si può applicare il formato generale previsto nella ENV 1991-1 per le procedure di progettazione. Tuttavia i silos ed i serbatoi differiscono dalla gran parte delle altre strutture perché essi possono essere sottoposti ai carichi di progetto completi derivanti da materiali in particelle o da liquidi per gran parte del loro ciclo di vita. Questa appendice fornisce delle istruzioni supplementari per i silos ed i serbatoi riguardanti i fattori parziali sulle azioni (fattori γ  ) e sulle combinazioni con altre azioni e fattori ψ  pertinenti. Le azioni termiche includono sia gli effetti climatici sia gli effetti di materiali caldi. Le situazioni di progetto che si devono considerare includono: - materiali caldi versati in un silo od in un serbatoio parzialmente riempiti (devono essere considerati gli effetti dell'aria riscaldata sopra il materiale immagazzinato); - la resistenza opposta dal materiale immagazzinato alla contrazione delle pareti del silo durante il raffreddamento. La determinazione degli effetti di assestamenti parziali di batterie di silos o serbatoi dovrebbero basarsi sulla combinazione più negativa di elementi pieni e vuoti.

A.2

Stati limite ultimi

A.2.1

Fattori parziali (1)

A.2.2

I valori forniti nel prospetto 9.2 della ENV 1991-1 possono essere usati per la progettazione di silos e serbatoi. Se la profondità massima del liquido e il peso dell'unità di volume del liquido più pesante sono ben definiti, il valore del coefficiente parziale γ  può essere ridotto da 1,50 ad 1,35.

Fattori ψ  (1) prospetto A.1

I fattori di combinazione ψ  per i carichi nei silos e nei serbatoi e dei fattori di combinazione con altre azioni sono elencati nel prospetto A.1.

Fattori ψ  per carichi nei silos e nei serbatoi Azione

ψ 0

ψ 1

ψ 2

Carichi nei sili dovuti a materiali in particelle

1,0

0,9

0,8

Carichi nei serbatoi dovuti ai liquidi

1,0

0,9

0,8

Sovraccarichi e deformazioni imposte

0,7

0,5

0,3

Carichi da neve

0,61)

0,21)

0

Carichi da vento

0,61)

0,51)

0

Temperatura

0,61)

0,51)

0

Nota 1 -  Valori applicabili eccetto che per alcune regioni geografiche dove possono essere richieste alcune 

modifiche.

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APPENDICE (informativa)

B METODI DI PROVA DELLE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IN PARTICELLE

B.1

Oggetto Questa appendice descrive i metodi di prova per la determinazione dei parametri dei materiali immagazzinati introdotti nella ENV 1991-4.

B.2

Campo di applicazione (1)

(2)

I metodi di prova possono essere usati per un progetto specifico di un silo dove i materiali immagazzinati non rientrano fra quelli elencati nel prospetto 7.1 o come alternativa ai valori semplificati forniti dallo stesso prospetto 7.1. Gli sforzi di riferimento nelle prove sono o verticali od orizzontali ed essi devono essere rappresentativi degli sforzi nel materiale immagazzinato a livello della tra nsizione del silo e a riempimento completato. I metodi di prova possono usarsi per la definizione di valori generali delle caratteristiche dei materiali. Le prove per la determinazione di valori generali possono essere condotte, dove appropriato, ai seguenti livelli di riferimento dello sforzo: - 100 kPa per rappresentare la pressione verticale nel silo (B.8, B.9 e B.10); - 50 kPa per rappresentare la pressione orizzontale nel silo (B.7.2).

B.3 Nota nazionale 

B.4

Il punto risulta omesso nel testo originale.

Simboli Per gli scopi di questa appendice si applica la simbologia seguente: coesione c   F 1 forza di taglio (figura B.1) K s,m0 rapporto pressione orizzontale/verticale quando le pareti siano lisce sforzo di riferimento σ r angolo di attrito interno misurato su un campione di prova consolidato ϕ c sforzo di taglio massimo misurato in un campione per prove di taglio, i  = 1,2 τ fi

B.5

Definizioni Per gli scopi di questa appendice si applicano le definizioni seguenti.

B.5.1

parametro secondario: Parametri che possono influenzare le caratteristiche dei materiali.

I parametri secondari includono la composizione del materiale, la classificazione, il contenuto di umidità, la temperatura, l'età, la carica elettrica dovuta alla manipolazione e i metodi di produzione. Per la determinazione di valori generali legati a sforzi di riferimento come detto in B.2, le variazioni di questi livelli di sforzo vanno considerate una caratteristica secondaria.

B.5.2

campionamento: Selezione di campioni del materiale immagazzinato o del materiale costituente la parete del silo.

B.5.3

sforzo di riferimento: Livelli di sforzo in corrispondenza ai quali vengono eseguite le misure

delle caratteristiche dei materiali immagazzinati. Lo sforzo di riferimento viene scelto per corrispondere al livello di sforzo nel silo dopo il riempimento.

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B.6

Campionamento e preparazione dei campioni (1)

(2)

(3)

(4)

B.7

Le prove devono essere condotte su campioni rappresentativi del materiale in particelle (particulate material). Il valore medio di ciascuna caratteristica del materiale deve essere determinato tenendo in debito conto la variazione dei parametri secondari. Il seguente metodo di preparazione del campione deve essere usato per le prove descritte in B.7.2, B.8, B.9.1 e B.10. - Il campione deve essere versato nella cella di prova, senza vibrazioni o altre forze che possano compattarlo, poi deve applicarsi lo sforzo di riferimento σ r. Un piatto terminale deve essere ruotato avanti ed indietro tre volte coprendo un angolo di 10° per consolidare il campione (figura B.1). I valori medi risultanti dalle prove devono essere adattati a mezzo dei fattori di conversione per ottenere i valori estremi. I fattori di conversione devono essere scelti per tener conto dell'influenza dei parametri secondari, della variabilità delle proprietà dei materiali nell'arco di vita del silo, e delle inaccuratezze nel campionamento. I fattori di conversione per una caratteristica del materiale devono essere adattati se l'effetto di un parametro secondario influisce per più del 75% sulla variabilità di una caratteristica del materiale introdotto dal fattore di conversione.

Attrito di parete Si devono usare due parametri: - l'angolo d'attrito di parete ϕ w per la valutazione del flusso; - il coefficiente d'attrito di parete µ m per la determinazione delle pressioni.

B.7.1

Angolo d'attrito di parete ϕ w per la valutazione del flusso

B.7.1.1

Principio della prova Un campione di materiale in particelle (particulate material) è fatto scorrere lungo una superficie che rappresenta la parete della tramoggia, e si misura la forza d'attrito sulla superficie di scorrimento. La pressione di riferimento viene mantenuta bassa per simulare le basse pressioni che si manifestano durante lo svuotamento nei pre ssi dello scarico del silo.

B.7.1.2

Apparecchio e procedura di prova La prova può essere condotta usando l'apparecchio descritto in B.7.2 e in accordo con la procedura fornita da "International Standard Shear Testing Technique", comunicazione della European Federation of Chemical Engineering, EFCE, Working Party on the Mechanics of Particulate Solids, The Institution of Chemical Engineers, 1989 (o revisioni).

B.7.2

Coefficiente d'attrito di parete µ m per la determinazione delle pressioni

B.7.2.1

Principio della prova Un campione di materiale in particelle (particulate material) è fatto scorrere lungo una superficie che rappresenta la parete del silo (un campione con corrugazione nel caso di silo d'acciaio corrugato) e si misura la forza d'attrito agente lungo la superficie di taglio.

B.7.2.2

Apparecchio di prova L'apparecchio di prova è rappresentato nella figura B.1. Il diametro della cella deve essere almeno 40 volte la dimensione massima delle particelle del materiale e l'altezza compattata H  del campione deve essere compresa tra 0,15 D  e 0,20 D . Nel caso di campioni di parete con irregolarità, quali corrugamenti, la dimensione della cella deve essere scelta di conseguenza.

B.7.2.3

Procedura (1)

Lo sforzo di riferimento deve eguagliare la pressione orizzontale nel silo.

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(2) (3) (4) figura

B.1

La preparazione del campione deve essere eseguita secondo le direttive date in B.6. Il campione deve essere fatto scorrere ad una velocità costante pari a 0,04 mm/s circa. La forza d'attrito F 1 ottenuta per grandi deformazioni deve essere usata nel calcolo del coefficiente d'attrito (figura B.1).

Metodo di prova per la determinazione del coefficiente d'attrito di parete Legenda 1 Campione di parete  _ 

B.8

Peso dell’unità di volume in mucchio consolidato, γ 

B.8.1

Principio della prova Il peso dell'unità di volume in mucchio, γ , si determina su un campione consolidato del materiale in particelle (particulate material).

B.8.2

Apparecchio di prova La cella rappresentata nella figura B.2 deve essere usata per misurare il peso ed il volume del campione di materiale. Il diametro D  della cella deve essere almeno 40 volte la dimensione massima delle particelle del materiale e l'altezza compattata H   del campione deve essere compresa tra 0,3D  e 0,4D . figura

B.2

Dispositivo per la determinazione di γ  Legenda 1 Piatto girervole normalizzato  _ 

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B.8.3

Procedura (1) (2)

Gli sforzi di riferimento devono essere uguali alla pressione verticale nel silo. La preparazione del campione deve essere eseguita secondo le direttive date in B.6. Il peso dell'unità di volume in mucchio si determina dividendo il peso del campione consolidato di materiale in particelle (particulate material) per il volume in mucchio.

B.9

Rapporto pressione orizzontale su pressione verticale K s,m

B.9.1

Misura diretta

B.9.1.1

Principio della prova Si applica una pressione verticale sul campione, la cui deformazione orizzontale è impedita. Gli sforzi orizzontali e verticali che ne risultano sono misurati e si determina il coefficiente K s,m0. Nota 

B.9.1.2

L'entità del coefficiente K s,m0  è influenzata dalla direzione degli sforzi principali nel campione di pro-  va. Gli sforzi orizzontali e verticali nel campione sono approssimativamente sforzi principali ove po-  tranno non esserlo nel silo.

Apparecchiatura La geometria dell'apparecchio di prova è simile a quella dell'apparecchio descritto in B.8 per la misura del peso dell'unità di volume in mucchio, γ  (figura B.3). Per misurare gli sforzi orizzontali è necessario che il piatto di fondo sia separato. figura

B.9.1.3

B.3

Metodo di prova per determinare K s,m0

Procedura (1) (2)

Lo sforzo di riferimento deve essere uguale alla pressione verticale nel silo. La preparazione del campione deve essere eseguita secondo le direttive date in B.6. La relazione che passa fra gli incrementi di carico orizzontali e verticali, attraverso la quale si calcola K s,m0, è determinata nel modo indicato nella figura B.3. K s,m deve essere preso come K s,m = 1,1 K s,m0

(3)

B.9.2

Misura indiretta Un valore k s,m appropriato per le condizioni che si verificano durante il riempimento ed il magazzinaggio è: K s, m

=

1,1 ( 1 – sen ϕ )  

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[B.1]

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dove: ϕ 

è l'angolo misurato di attrito interno che può essere determinato con ambo i metodi descritti in B.10 o con un apparecchio di prova triassiale.

B.10

Parametri di resistenza, c , ϕ c e ϕ 

B.10.1

Principio della prova La resistenza del campione del materiale immagazzinato può essere determinata con una prova eseguita con la cella di taglio. I tre parametri c , ϕ c e ϕ  sono usati per definire la resistenza del materiale immagazzinato dopo il riempimento del silo.

B.10.2

Apparecchio di prova L'apparecchio di prova consiste in una cella di taglio cilindrica, come quella rappresenta ta nella figura B.4. Il diametro D  della cella deve essere almeno 40 volte la dimensione massima delle particelle del materiale e l'altezza H   del campione deve essere compresa tra 0,3 D  e 0,4 D . figura

B.10.3

B.4

Metodo di prova per determinare gli angoli di attrito interno ϕ  e ϕ c e la coesione c  al livello di preconsolidazione σ r

Procedura (1) (2) (3)

Lo sforzo di riferimento σ r deve essere uguale alla pressione verticale nel silo. La preparazione del campione deve essere eseguita secondo le istruzioni date in B.6. Per calcolare i parametri di resistenza del materiale deve essere usato lo sforzo massimo di taglio,τ f, sviluppato prima che sia raggiunto uno spostamento orizzontale w  = 0,05D . Si devono eseguire almeno due prove (prospetto B.1 e figura B.4). Un campione deve essere fatto scorrere sottoponendolo contemporaneamente allo sforzo di riferimento, l'altro deve essere fatto scorrere sottoponendolo contemporaneamente a metà dello sforzo di riferimento dopo averlo precaricato fino allo sforzo di riferimento. Gli sforzi determinati dalle due prove sono indicati nel prospetto B.1.

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prospetto B.1

Prove raccomandate Prova

Precarico

Carico di prova

Risultato

N° 1

σr

σr

τf1

N° 2

σr

0,5 σr

τf2

I parametri di resistenza del materiale immagazzinato c , ϕ c e  ϕ  sono calcolati nel modo seguente: ϕ  = ϕ c

=

arctan ( τ f1  ⁄ σ r ) arctan ( τ f1 – τ f2  ⁄ 0, 5 σ r )

c  = σ r ( tan ϕ –

(4) Nota 

tan ϕ c )

[B.2] [B.3] [B.4]

La resistenza di materiali privi di coesione (c  = 0) è descritta da un parametro, l’angolo di attrito interno ϕ , (che in questo caso è uguale a ϕ c). Anziché la prova appena descritta può essere effettuata una prova triassiale normata.

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APPENDICE (informativa)

C AZIONI SISMICHE Nota 

C.1

Questa appendice verrà soppressa quando questo argomento sarà compreso nella ENV 1998.

Azioni sismiche (1)

(2)

C.2

Questa appendice fornisce una direttiva generale per il progetto di silos soggetti ad azioni sismiche. Le norme di progetto integrano le norme generali per il calcolo delle azioni sismiche sulle strutture fornite nella ENV 1998 e potranno essere inglobate nella ENV 1998 in una fase successiva. Il valore dell'accelerazione sismica per la struttura del silo è calcolato secondo la ENV 1998. Il silo ed il materiale in particelle (particulate material) può essere considerato come una singola massa rigida.

Simboli a  p hs

C.3

accelerazione orizzontale dovuta al terremoto pressione orizzontale dovuta alle azioni sismiche

Situazioni di progetto (1)

figura

C.1

Devono essere considerate le seguenti situazioni di progetto: - accelerazione orizzontale e risultante verticale dei carichi sui sostegni del silo e sulle fondazioni (C.4.1); - carichi addizionali sulle pareti del silo (C.4.2); - una ridistribuzione del materiale in particelle nella parte superiore del silo. L'azione sismica può indurre nel materiale immagazzinato la formazione di piani di scorrimento tali da compromettere la copertura e le pareti nella parte più alta del silo (vedere la figura C.1).

Ridistribuzione del materiale in particelle in cima al silo Legenda 1 Piano di scivolamento durante le azioni sismiche  _  2 Superficie dopo le azioni sismiche  _ 

C.4

Azioni sismiche In C.4.1 si danno istruzioni per il calcolo delle azioni sismiche sulle strutture di sostegno e sulle fondazioni di un silo. In C.4.2 si danno le istruzioni riguardanti le pareti del silo.

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C.4.1

Sostegni e fondazioni del silo Le azioni sismiche dovute al peso del silo e di materiali in particelle in esso contenuti possono essere considerati come una singola forza agente sul centro di gravità della combinazione struttura-materiale in particelle (particulate material) (figura C.2). figura

C.2

C.4.2

Azione sismica per sottostruttura

Pareti del silo Alle pareti del silo si deve applicare una forza orizzontale. La forza è equivalente alla ma ssa del materiale in particelle (particulate material) moltiplicata per il valore dell'accelerazione sismica. La distribuzione orizzontale della pressione dovuta alle azioni sismiche per silo a sezione trasversale circolare e rettangolare è data nella figura C.3. La pressione orizzontale è costante lungo l'altezza del silo eccetto che nei pressi della cima del silo dove la risultante della pressione sismica e della pressione di riempimento o di scarico non deve essere minore di zero. figura

C.3

Pianta della pressione orizzontale addizionale dovuta ad azioni sismiche sulla parte a pareti verticali di silo con sezione trasversale circolare o rettangolare

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