· 2013-05-29 · 4.1 ACCIAIO ... 6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI ......

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Progettista:Ing. MARCO D'INNELLA

Ing. DONATO DE GIORGIO

Progettista opere elettriche/elettromeccaniche:P.I. LUIGI DEL POPOLO

Attività geologica:Dott. Geol. ANNAMARIA DIMUNDO

Responsabile del Progetto:

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1

Indice

1 PREMESSA ............................................................................................................................... 2

2 DESCRIZIONE DELLE OPERE ................................................................................................ 3

3 NORMATIVA DI RIFERIMENTO ............................................................................................... 5

4 MATERIALI ............................................................................................................................... 7

4.1 ACCIAIO.............................................................................................................................................. 7

4.2 CALCESTRUZZO.................................................................................................................................. 8

4.3 PRODOTTI IN LATERIZIO .................................................................................................................... 9

4.4 DURABILITA� DEI MATERIALI............................................................................................................ 10

5 ANALISI DEI CARICHI ........................................................................................................... 13

5.1 PESI PROPRI ..................................................................................................................................... 13

5.2 CARICHI PERMANENTI ..................................................................................................................... 13

5.3 CARICHI VARIABILI ........................................................................................................................... 14

5.4 VENTO.............................................................................................................................................. 15

5.5 SPINTA DELLE TERRE........................................................................................................................ 16

5.6 AZIONI SISMICHE ............................................................................................................................. 18

5.7 SPINTE IDRODINAMICHE ................................................................................................................. 24

5.8 COMBINAZIONI DI CARICO .............................................................................................................. 26

6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI ............................................ 28

7 DIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE ......................................................................... 29

7.1 LOCALE SOFFIANTI........................................................................................................................... 30

7.2 VASCA DI DENITRIFICAZIONE OSSIDAZIONE ................................................................................... 40

7.3 SEDIMENTATORE SECONDARIO ...................................................................................................... 45

7.4 VASCA DI EQUALIZZAZIONE............................................................................................................. 49

7.5 VASCA DI PRIMA PIOGGIA ............................................................................................................... 53

7.6 MANUFATTO DI GRIGLIATURA, DISSABBIATURA E DI PARTIZIONE DELLA PORTATA ..................... 57

7.7 VERIFICA AL GALLEGGIAMENTO...................................................................................................... 65

2

1 PREMESSA

Il seguente documento relaziona sul dimensionamento delle strutture previste nell�ambito del progetto

definitivo dei lavori di adeguamento dell�impianto di depurazione di Altamura.

Nel capitolo 2 si riporta l�elenco e una breve descrizione delle opere, il capitolo 3 elenca le Normative

tecniche adottate, il capitolo 4 descrive le caratteristiche dei materiali utilizzati per le strutture, mentre il

capitolo 5 riporta l�analisi dei carichi, sia statici che dinamici, utilizzati nel calcolo.

Il capitolo 6 descrive gli schemi statici assunti a base dei calcoli, nonché le caratteristiche dei software

utilizzati e gli estremi delle licenze, ed infine il capitolo 7 contiene il dimensionamento strutturale delle

varie opere, con una breve sintesi grafica dei risultati del calcolo, mentre si rimanda all�allegato, che

contiene i tabulati di calcolo, per le verifiche complete dei vari elementi.

3

2 DESCRIZIONE DELLE OPERE

Nel progetto sono previsti i seguenti manufatti in c.a., la maggior parte dei quali interrati parzialmente ototalmente:

Stazione di grigliatura

Stazione di equalizzazione

Locale soffianti

Vasca di denitrificazione ossidazione

Sedimentatore II

Vasca di prima pioggia

Tutte le opere prevedono l�utilizzo di c.a. gettato in opera, di classe Rck e di caratteristiche meccaniche efisiche opportune tenuto conto del grado di aggressività dell�ambiente in cui le strutture si troverannodurante la loro vita utile. I manufatti interrati sono costituiti da setti in c.a. di spessore variabile, confondazioni dirette realizzate con platee in c.a.

Le strutture maggiormente interrate necessitano di una zavorra che contrasti la sottospinta dovuta allapresenza della falda superficiale; tale zavorra verrà realizzata con getti di cls magro leggermente armato dispessore opportunamente dimensionato e ancorati alle platee con barre di collegamento.

Il locale soffianti è realizzato con una struttura intelaiata, formata da travi e pilastri, a pianta rettangolare didimensioni 11,00x5.00 m, di altezza 3.90 m; le fondazioni sono dirette e formate da una platea in c.a. dispessore 40 cm, il solaio di copertura, di spessore 25 cm, è realizzato con casseri a perdere di spessore 5cm, alleggerimenti in laterizio e getto di completamento sp. 4 cm armato con rete elettrosaldata.

La stazione di grigliatura prevede sostanzialmente un manufatto fuori terra, con una platea di spessore 30cm e una serie di setti che formano percorsi obbligati per i liquami da depurare; dal punto di vistastrutturale gli elementi che costituiscono la stazione di grigliatura non presentano sollecitazionisignificative, quindi viene predisposta un�armaturaminima prevista dalle Norme in funzione degli spessori.

La vasca della stazione di equalizzazione è a pianta rettangolare, di dimensioni 23.00x14.00 m, profonda5.50 m. La fondazione è realizzata con una platea di spessore 70 cm, gettata su uno strato di cls magro dipulizia, mentre le pareti contro terra sono costituite da setti di spessore 50 cm.

La vasca di denitrificazione ossidazione ha dimensioni in pianta 64.00x43.00 m circa, e profondità pari a5.00 m. La platea ha spessore di 80 cm, in eccesso rispetto a quanto richiesto dalle verifiche di resistenza,ma necessario per contrastare il sollevamento causato dalla sottospinta della falda, che, nell�area oggettodi intervento, risulta abbastanza superficiale. Le pareti verticali sono formate da setti in c.a. di spessorevariabile tra 30 e 50 cm.

4

Il sedimentatore secondario è un manufatto interrato a pianta circolare, di diametro interno 25.00 m, conplatea di spessore 60 cm e pareti contro terra di spessore 50 cm. La profondità della struttura è variabile da3.05 m a 4.00 m, con la parte più profonda verso il centro della platea.

La vasca di prima pioggia è una struttura in c.a. completamente interrata, con pianta rettangolare 8.80x6.80m, altezza netta interna pari a 3.60 m, e collegata a dei pozzetti secondari, anch�essi in c.a. gettato in opera.La platea è di spessore 60 cm, mentre le pareti sono spesse 40 cm I pozzetti secondari hanno platee dispessore variabile tra 25 e 30 cm, e pareti di spessore 20 cm.

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3 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Le strutture sono state progettate facendo riferimento alle seguenti normative:

D.M. 14/01/2008 � Approvazione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni.�

CIRCOLARE n.617 del 2.2.2009 � Istruzioni per l�applicazione delle Norme tecniche per le

costruzioni di cui al DM.14.01.2008

OPCM n°3274 del 20-03-2003 � �Primi elementi in materia di criteri generali per la

classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona

sismica� e successive modifiche e integrazioni (Parte relativa alle zone sismiche).

Legge 5.11.1971 n. 1086 - Norme per la disciplina delle opere in c.a. normale e precompresso ed

a struttura metallica.

Leggi e decreti successivi. Se applicabili.

Per le caratteristiche dei materiali si fa inoltre riferimento alle seguenti Norme:

UNI ENV 206-1-2006 �

UNI-ENV 197/1 -

UNI 8520 -

UNI 5744 -

UNI EN 10025 - .

ENI EN 10020 - .

Per riferimenti di calcolo o in mancanza di specifiche indicazioni si farà riferimento alle seguenti norme:

UNI EN 1991 Eurocodice 1 � Azioni sulle strutture

UNI ENV 1992 - .

UNI ENV 1993 - .

6

UNI ENV 1998 - .

7

4 MATERIALI

Nell�esecuzione delle opere in oggetto è previsto l�impiego dei seguenti materiali.

4.1 ACCIAIO

4.1.1 ACCIAIO PER C.A.

Per la realizzazione delle opere in conglomerato cementizio armato è previsto l�utilizzo di acciaio

in barre ad aderenza migliorata di tipo B450C rispondenti alle caratteristiche meccaniche e

tecnologiche previste al paragrafo 11.3.2.1 DM 14.01.2008

Per l�accertamento delle proprietà meccaniche si farà riferimento alle prescrizioni della Norma

E.N. 10002, UNI 564 e UNI 6407. Le modalità di accettazione ed i controlli saranno effettuati

secondo quanto indicato nella normativa citata (D.M. 14.01.2008).

4.1.2 ACCIAIO PER C.A.P.

Nei manufatti in cemento armato precompresso verranno utilizzate armature di precompressione

costituite da fili, barre, trecce, trefoli in acciaio ad elevata resistenza con composizione chimica,

caratteristiche meccaniche e tecnologiche garantite dal produttore e controllato secondo quanto

previsto al paragrafo 11.3.3 del D.M. 14.01.2008.

4.1.3 ACCIAIO DA COSTRUZIONE

Per la realizzazione di strutture in carpenteria metallica è previsto l�utilizzo di acciaio in profili

laminati e/o saldati S275JR, secondo quanto stabilito al paragrafo 11.3.4 del D.M. 14.01.2008.

Le caratteristiche meccaniche e tecnologiche dovranno essere conformi alle Norme UNI EN 10025

e UNI EN 10219 1.

Le giunzioni saranno effettuate con saldature o bullonature in conformità alle prescrizioni del

paragrafo 11.3.4 del DM 14.01.2008

Le modalità di accettazione ed i controlli verranno effettuati in accordo con le Normative citate

(D.M. 14.01.2008).

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4.2 CALCESTRUZZO

4.2.1 RESISTENZA CARATTERISTICA

Per l�esecuzione delle opere in c.a. realizzate in cantiere è richiesto l�utilizzo di calcestruzzi con

resistenze caratteristiche a 28 gg (R�ck) non inferiore ai valori seguenti:

Calcestruzzo per sottofondazioni e rinfianchi: C12/15

Calcestruzzo per strutture di fondazione e elevazione: C28/35,

4.2.2 Composizione

Le prescrizioni seguenti, redatte in conformità alla ENV 206 1, sono riferite ai calcestruzzi per

strutture armate gettate in opera; per quanto riguarda le strutture in c.a.p. si farà riferimento alle

specifiche tecniche dei singoli produttori.

I calcestruzzi per strutture gettate in opera dovranno essere confezionati utilizzando i seguenti

materiali e dosaggi:

B. Calcestruzzo C28/35

cemento Portland UNI 197/1 tipo I; classe di resistenza 42.5

dosaggio di cemento minimo: 350 kg/mc

rapporto acqua/cemento: 0.50

aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 20 mm.

Le caratteristiche dei materiali, le modalità di confezionamento e posa in opera del calcestruzzo

saranno conformi alle Norme UNI ENV 206 1 e a quanto disposto nel par.11.2.9 del DM

14.01.2008. In particolare:

1. Leganti

Devono essere utilizzati esclusivamente i leganti idraulici definiti come cementi dalle disposizioni

vigenti in materia (Legge 26.5.1965, n. 595), con esclusione del cemento alluminoso.

Le caratteristiche chimiche e meccaniche saranno conformi alle Norme UNI 197/1.

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2. Inerti

Gli inerti, naturali o di frantumazione, devono essere costituiti da elementi non gelivi e non friabili,

privi di sostanze organiche, limose ed argillose, di gesso, ecc., in proporzioni nocive all�indurimento

del conglomerato od alla conservazione delle armature.

La ghiaia o il pietrisco devono avere dimensioni massime commisurate alle caratteristiche

geometriche della carpenteria del getto ed all�ingombro delle armature.

3. Acqua

L�acqua per gli impasti deve essere limpida, priva di sali (particolarmente solfati e cloruri) in

percentuali dannose e non essere aggressiva.

4.3 PRODOTTI IN LATERIZIO

Per l�esecuzione delle opere in oggetto si prevede l�utilizzo di blocchi in laterizio con caratteristiche

meccaniche e dimensionali conformi alla Normativa Vigente.

I criteri di accettazione dei laterizi in genere vengono forniti dalla UNI 8942, in particolare per le

seguenti caratteristiche:

aspetto

dimensioni (lunghezze, spessori)

forma e massa volumica (planarità, ortogonalità, percentuale di foro)

resistenza meccanica (valori caratteristici a trazione e compressione)

inclusioni (inclusioni calcaree, efflorescenze)

comportamento igrometrico.

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4.4 DURABILITA� DEI MATERIALI

4.4.1 STRUTTURE IN CALCESTRUZZO

Normativa di riferimento

Le caratteristiche di durabilità dei calcestruzzi da impiegare nelle opere di progetto sono valutate

secondo la Normativa Europea ENV 206 secondo quanto stabilito dal D.M. 14.01.2008.

Per quanto riguarda le prescrizioni minime di spessore di copriferro, si fa riferimento alle

indicazioni correlate contenute nell�Eurocodice 2.

Classificazione ambientale

Le opere in oggetto verranno realizzate in località situata in zona urbanizzata; esse sono in parte

interrate ed in parte esposte agli agenti atmosferici. Secondo le indicazioni contenute nella ENV

206 1, sono classificabili in ambiente XC2 per l�aggressione dovuta alla carbonatazione e XA2 per

l�aggressione dovuta agli attacchi chimici.

Prescrizioni di capitolato

Le prescrizioni di capitolato per ottenere un calcestruzzo durevole possono essere così indicate:

A. Calcestruzzo C28/35

A.1 Composizione indicatica

cemento Portland UNI ENV 197/1; classe 42.5; dosaggio minimo 320 kg/mc, rapporto a/c

max = 0.55

aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 20 mm

A.2 Caratteristiche meccaniche e fisiche

calcestruzzo indurito Rck > 35 Mpa

- classe di consistenza cls fresco S4: slump 16 21 cm

- classe di esposizione XC2 per carbonatazione

- classe di esposizione XA2 per attacco chimico

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A.3 Copriferro

copriferro minimo = 40 mm (ENV 206) � strutture di fondazione edificio

copriferro minimo = 30 mm (ENV 206) � strutture in elevazione edificio

copriferro minimo = 50 mm (ENV 206) � strutture vasche contro terra

A.4 Stagionatura

protezione per almeno 3 gg dal getto con casseratura o provvedimenti alternativi.

C. Calcestruzzo per strutture prefabbricate C40/50 (predalles)

C.1 Composizione

cemento Portland UNI ENV 197/1; classe 52.5; dosaggio minimo 400 kg/mc, rapporto

a/c max < 0.45

aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 16 mm

C.2 Caratteristiche meccaniche e fisiche

calcestruzzo indurito Rck > 40 Mpa

- classe di consistenza cls fresco S5

- classe di esposizione XC3

C.3 Copriferro

copriferro minimo = 25 mm (ENV 206)

C.4 Stagionatura

S stagionatura artificiale accelerata in stabilimento con opportuni cicli al vapore.

4.4.2 Strutture in acciaio

Per le strutture in acciaio laminato sono previsti i seguenti cicli di protezione.

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Verniciatura su acciaio grezzo

preparazione del sottofondo mediante sabbiatura grado ST3;

mano di fondo mediante applicazione di vernice antiruggine a base di zinco inorganico;

mani di copertura (n. 2) mediante applicazione di vernice epossidica o poliuretanica.

Verniciatura su acciaio zincato

preparazione del sottofondo con lavaggio delle superfici di zincatura mediante soluzioni

ammoniacali più detergenti e risciacquo;

mano di copertura (n. 1) mediante applicazione di vernice epossidica.

Verniciatura su acciaio zincato per struttura immerse in acqua

preparazione del sottofondo mediante leggerissima sabbiatura;

mani di copertura (n. 2) mediante applicazione di vernice epossidica con catrame di

carbone fossile.

Zincatura

La zincatura potrà essere effettuata mediante immersione in zinco (zincatura a caldo) oppure con

altri processi (es. zincatura continua sendzimir).

La zincatura a caldo dovrà rispondere alle indicazioni della Norma UNI 5744. Dopo la zincatura, gli

oggetti zincati non dovranno subire trattamento termico se non autorizzato dal Direttore dei

Lavori.

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5 ANALISI DEI CARICHI

5.1 PESI PROPRI Sono stati considerati i pesi propri delle strutture derivanti dai seguenti pesi specifici:

elementi in c.a. 2500 kg/m3

elementi in acciaio 7850 kg/m3

acqua 1000 kg/m3

terreno 2000 kg/m3

5.2 CARICHI PERMANENTI Si considerano appartenenti a questa categoria tutti i carichi non rimovibili durante il normale

esercizio delle costruzioni, compresi i pesi propri dei solai, in particolare:

peso proprio solaio H=25 cm 350 kg/m2

sovraccarico permanente copertura 400 kg/m2

cordolo 150 kg/m

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5.3 CARICHI VARIABILI

Si considerano appartenenti a questa categoria i carichi legati alla destinazione d�uso delle opere.

In particolare per le opere in oggetto, si considerano i seguenti carichi variabili di esercizio:

sovraccarico variabile copertura (locale soffianti) neve

sovraccarico variabile a tergo setti (manufatti interrati) 1000 kg/m2

(quest�ultimo simula il passaggio di un carico mobile a tergo della parete interrata)

Il sito in esame è ubicato ad una quota di circa 400 m s.l.m. Per le coperture non praticabili, si

considera il carico relativo alla neve come da Normativa (cfr P 3.4 del DM 14.01.2008).

15

A favore di sicurezza, per tenere in conto anche la presenza di eventuali accumuli, si considera un

carico dovuto alla neve pari a: qs = 150 kg/m2

5.4 VENTO

Si omette il calcolo dell�azione del vento in quanto non dimensionante per le strutture in oggetto

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5.5 SPINTA DELLE TERRE

Si valuta attraverso la teoria della meccanica del terreno. Per tener conto dell�incremento di

spinta dovuto al sisma si fa riferimento al metodo di Mononobe Okabe :

2

2

2

)sin()sin()sin()sin(1)sin(sincos

)(sinK

dove

inclinazione del paramento rispetto all�orizzontale

inclinazione della scarpata rispetto all�orizzontale

angolo di attrito del terreno

angolo di attrito terra muro

= arctg)1( v

h

kk

kh e kv sono rispettivamente i coefficienti sismici orizzontali

Kh = S x (ag /g)

Kv = 0.5 x Kh

Si calcola la spinta S� in funzione di . Detta S la spinta calcolata in condizioni statiche, l�incremento

di spinta da applicare è pari a: S = S� S

Oltre a questo incremento bisogna tener conto delle forze di inerzia orizzontali e verticali che si

destano per effetto del sisma. Tali forze vengono valutate nel modo seguente:

F0 = Kh x W Fv = Kv x W

Dove W è il peso della struttura e dei sovraccarichi permanenti, applicata nel baricentro dei pesi.

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Spinta statica dovuta ai sovraccarichi mobili a tergo del muro

Si considera in generale un sovraccarico equivalente a tergo del muro pari a q = 1000 kg/m2;

pss = q x Ka = 1000 x 0.490= 490 kg/m2

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5.6 AZIONI SISMICHE

Si seguono le prescrizioni del D.M. 14.01.2008 �Norme tecniche per le costruzioni� integrato con la

Circolare 02.02.2009 n°617/C.S.LL.PP.

Conformemente al punto 3.2 del D.M. 14.01.2008, tenuto conto della destinazione d�uso

dell�edificio, si descrive l�azione sismica mediante spettri di risposta, considerando i seguenti stati

limite:

stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV)

stato limite di danno (SLD)

Ai fini della valutazione delle azioni sismiche si assumono i parametri che definiscono la

pericolosità sismica di base del sito, dedotti dall�Allegato alle predette Norme, in funzione dei

seguenti dati (punto 2.4 del DM 14.01.2008):

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Le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento PvR nel periodo di

riferimento, a partire dai seguenti valori dei parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:

ag accelerazione orizzontale massima al sito

F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizz.

T*c Periodo di inizio del tratto di velocità costante dello spettro di accelerazione orizz.

dove PVR funzione del periodo di riferimento VR e dello stato limite considerato secondo i valori

riportati in tabella 3.2.I

20

Nel caso in oggetto si adottano i seguenti parametri:

Vita nominale VN 100

Classe d�uso III

Coefficiente d�uso Cu 1.5

Periodo di riferimento per l�azione sismica VR = 100x1.5 =150 anni

Ai fini della definizione completa dell�azione sismica di progetto, si fa riferimento all�approccio che

si basa sulla individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento.

Sulla base dei risultati delle indagini geologiche e geotecniche, il terreno di sedime viene

considerato appartenente alla Categoria di suolo C.

Per la definizione dei parametri della pericolosità sismica di base si è scelto un punto pressoché

baricentro all�area e rappresentativo dei parametri dell�intera superficie:

21

Per i diversi stati limite risultano i seguenti parametri:

22

Lo spettro di risposta elastico in accelerazione per le componenti orizzontali è definito dalle

seguenti espressioni analitiche:

Si riportano di seguito i grafici degli spettri di risposta risultanti:

Ai sensi del pto 7.2.1 del DM2008 non si considera la componente verticale, ed i relativi effetti,

dell�azione sismica.

24

5.7 SPINTE IDRODINAMICHE

Per il calcolo della spinta idrodinamica del liquido in fase di sisma si fa riferimento all�UNI ENV 1998 EC8,

parte 4

26

5.8 COMBINAZIONI DI CARICO

Conformemente alla Normativa vigente, si considerano le seguenti combinazioni di carico.

Detti:

G1: peso proprio degli elementi strutturali

G2: peso proprio degli elementi non strutturali

P: pretensione e precompressione (per memoria)

Q: carichi di esercizio

combinazioni statiche (SLU)

combinazioni statiche SLE (F)

combinazioni statiche SLE (QP)

combinazioni sismiche SLV e SLD

dove E = azioni sismiche=

Per valutare la risposta massima complessiva di E, conseguente alla sovrapposizione dei modi, si utilizza la

tecnica di combinazione probabilistica definita CQC (Complete Quadratic Combination Combinazione

Quadratica Completa):

njijiij EEE

,1,

con:

27

2222

23

2

141

18

ijijij

ijijij

j

iij

dove:

n è il numero di modi di vibrazione considerati;

è il coefficiente di smorzamento viscoso equivalente espresso in percentuale;

è il rapporto tra le frequenze di ciascuna coppia i j di modi di vibrazione.

Gli effetti sulla struttura delle azioni sismiche (sollecitazioni, deformazioni, spostamenti, ecc.) sono

combinati successivamente, applicando la seguente espressione:

yx EE 30.000.1

con rotazione dei coefficienti moltiplicativi e conseguente individuazione degli effetti più gravosi.

I coefficienti e sono dedotti rispettivamente dalle seguenti tabelle (DM 14.01.2008):

28

6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI

Le strutture sono state dimensionate in base alla Normativa Italiana vigente, considerando il D.M.

14.01.2008 e relativa Circolare applicativa. Dal punto di vista amministrativo, il Comune di Altamura risulta

censito tra le zone in categoria sismica 3.

Il dimensionamento è stato eseguito con schemi di calcolo adeguati alle effettive condizioni di esercizio

delle opere, nel rispetto della effettiva distribuzione spaziale delle masse, delle rigidezze e delle resistenze.

Il calcolo strutturale è stato effettuato mediante codici di calcolo ad elementi finiti di comprovata

affidabilità (MASTERSAP v.2012).

Lo schema di calcolo adottato prevede la modellazione delle strutture con modelli tridimensionali

effettuando analisi statica e dinamica (modale con spettro di risposta), in campo elastico lineare. Nel caso

in esame sono stati messi a punto dei modelli di calcolo spaziali definiti dalla linea (o dal piano) d�asse degli

elementi strutturali.

Travi e pilastri, ovvero componenti in cui una dimensione prevale sulle altre due, vengono modellati con

elementi �beam�, il cui comportamento è opportunamente perfezionato attraverso alcune opzioni quali

quelle in grado di definire le modalità di connessione all�estremità.

Le pareti, le piastre, le platee ovvero in generale i componenti strutturali bidimensionali, con due

dimensioni prevalenti sulla terza (lo spessore), sono modellati con elementi �shell� a comportamento

flessionale.

Il comportamento del terreno è rappresentato tramite una schematizzazione lineare alla Winkler,

caratterizzabile attraverso una opportuna costante di sottofondo dedotta dalle caratteristiche geotecniche

del terreno di sedime (si veda la relazione geologica e geotecnica).

La presenza di diaframmi orizzontali rigidi nel piano, costituiti da solai bidirezionali ed eventuali solette

piene, viene gestita attraverso l�impostazione di un�apposita relazione fra i nodi strutturali coinvolti, che ne

condiziona il movimento relativo (relazione di piano rigido).

Per il dimensionamento del locale soffianti gli effetti dell�azioni sismica vengono determinati attraverso

analisi dinamica modale con spettro di risposta definito come al par. 5.5 della presente relazione; per il

calcolo dei manufatti interrati viene effettuata l�analisi statica equivalente.

29

7 DIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE

Le strutture sono state dimensionate in base alla Normativa Italiana vigente, considerando il D.M.

14.01.2008 e relativa Circolare applicativa.

Le verifiche di resistenza sono svolte con il metodo degli Stati Limite, considerando il livello di

comportamento dissipativo corrispondente alla Classe di Duttilità CD�B� (bassa duttilità). Di

conseguenza, in conformità al pto 7.2.1 delle NTC, per assicurare alle strutture un comportamento

dissipativo e duttile evitando rotture fragili, nelle verifiche strutturali si è fatto ricorso ai

procedimenti tipici della gerarchia delle resistenze e al controllo del rispetto dei dettagli

costruttivi, sia in termini di limitazioni geometriche che di limitazioni di armatura.

In questo paragrafo si riporta una sintesi grafica dei risultati dell�analisi svolta su ciascun

manufatto, sia nei riguardi degli spostamenti e deformazioni, con particolare attenzione agli effetti

sismici, sia in termini di sollecitazioni sui vari elementi strutturali. Lo scopo è quello di avere,

tramite diagrammi e mappature a colori, una valutazione immediata sui risultati del calcolo, oltre

che di controllo sulla affidabilità della modellazione effettuata. Per le verifiche complete e per

maggiori dettagli si rimanda ai tabulati di calcolo allegati.

30

7.1 LOCALE SOFFIANTI

Modello di calcolo tridimensionale

Modello di calcolo unifilare e numerazione nodi

31

Carichi applicati [kg/cm]

Primo modo di vibrare

32

Secondo modo di vibrare

Inviluppo spostamenti sismici lungo X [cm]

33

Inviluppo spostamenti sismici lungo Y [cm]

Inviluppo pressioni sul terreno

34

Inviluppo sforzo normale Fx [kg]

Inviluppo sforzo di taglio Fy [kg]

35

Inviluppo sforzo di taglio Fz [kg]

Inviluppo momento flettente My [kgxcm]

36

Inviluppo momento flettente My [kgxcm]

Inviluppo momento flettente Mxx [kgxcm]

37

Inviluppo momento flettente Myy [kgxcm]

Armatura necessaria in elevazione[cm2]

38

Armatura necessaria in fondazione[cm2/20cm]


39



Per le verifiche analitiche si rimanda ai tabulati di calcolo.

40

7.2 VASCA DI DENITRIFICAZIONE-OSSIDAZIONE


Carichi applicati � fig.1

41


Spostamento massimo (sisma Y) � [cm]

42


Inviluppo sollecitazione Sxx

43

Inviluppo sollecitazione Syy

Inviluppo sollecitazione Mxx

44

Inviluppo sollecitazione Myy

Per le verifiche di resistenza si rimanda ai tabulati di calcolo.

45

7.3 SEDIMENTATORE SECONDARIO


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7.4 VASCA DI EQUALIZZAZIONE



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7.5 VASCA DI PRIMA PIOGGIA



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57

7.6 MANUFATTO DI GRIGLIATURA, DISSABBIATURA, MISURAZIONE E PARTIZIONE DELLAPORTATA

Il manufatto di grigliatura e dissabbiatura è costituito da un canale di altezza pari a 1.40 m che in

corrispondenza del trattamento di grigliatura si dirama su tre canali contigui. Il pozzetto ripartitore

rappresenta l�ultima sezione del manufatto che in corrispondenza di esso si approfondisce

aumentando la propria altezza. Nella seguente figura è rappresentata pianta e sezione

longitudinale del manufatto.

Di seguito si riportano i risultati del calcolo effettuato mediante l�utilizzo del programma di calcolo

SCAT 10.0 della Aztec Informatica s.r.l.. Le sezioni prese in considerazione sono due:

Sezione in corrispondenza del canale di grigliatura

58

Sezione in corrispondenza del partitore di portata

La sezione è stata così schematizzata per tenere conto del fatto che il manufatto è solo

parzialmente interrato. Ai piedritti sono state poi applicate una forza normale pari al peso del

piedritto mancante e una forza orizzontale pari alla spinta idrostatica presente all�interno della

vasca nell�ipotesi cautelativa di livello dell�acqua posto a quota pari alla sommità del manufatto.

7.6.1 Canale grigliatura

Descrizione: Scatolare tipo vascaAltezza esterna 1.70 [m]Larghezza esterna 2.20 [m]Lunghezza mensola di fondazione sinistra 0.00 [m]Lunghezza mensola di fondazione destra 0.00 [m]Spessore piedritto sinistro 0.30 [m]Spessore piedritto destro 0.30 [m]Spessore fondazione 0.30 [m]

Caratteristiche strati terreno

Strato di rinfiancoDescrizione Terreno di rinfiancoPeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 0.00 [kg/cmq/cm]

Strato di baseDescrizione Terreno di basePeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]

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Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 5.00 [kg/cmq/cm]Tensione ammissibile 2.00 [kg/cmq]

Falda Quota falda (rispetto al piano di posa) 0.00 [m] Caratteristiche materiali utilizzati Materiale calcestruzzoRck calcestruzzo 300.00 [kg/cmq]Peso specifico calcestruzzo 24.5170 [kN/mc]Modulo elastico E 314471.61 [kg/cmq]Tensione ammissibile acciaio 2600.00 [kg/cmq]Tensione ammissibile cls ( amm) 97.50 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c0) 6.00 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c1) 18.29 [kg/cmq]Coeff. omogeneizzazione cls teso/compresso (n') 0.50Coeff. omogeneizzazione acciaio/cls (n) 15.00Coefficiente dilatazione termica 0.0000120

Impostazioni di progetto Verifica materiali:Stato Limite Ultimo

Coefficiente di sicurezza calcestruzzo c 1.60Fattore riduzione da resistenza cubica a cilindrica 0.83Fattore di riduzione per carichi di lungo periodo 0.85Coefficiente di sicurezza acciaio 1.15Coefficiente di sicurezza per la sezione 1.00

Verifica Taglio Metodo dell'inclinazione variabile del traliccio

VRd=[0.18*k*(100.0* l*fck)1/3/ c+0.15* cp]*bw*d>(vmin+0.15* cp)*bw*d

VRsd=0.9*d*Asw/s*fyd*(ctg +ctg )*sinVRcd=0.9*d*bw* c*fcd'*(ctg( )+ctg( )/(1.0+ctg 2)con:d altezza utile sezione [mm]bw larghezza minima sezione [mm]cp tensione media di compressione [N/mmq]l rapporto geometrico di armatura

Asw area armatuta trasversale [mmq]s interasse tra due armature trasversali consecutive [mm]c coefficiente maggiorativo, funzione di fcd e cp

fcd'=0.5*fcd

60

k=1+(200/d)1/2

vmin=0.035*k3/2*fck1/2

Verifiche secondo :

Norme Tecniche 2008 Approccio 2Copriferro sezioni 3.00 [cm]

Andamento inviluppo Momento flettente

Andamento inviluppo Taglio

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Andamento inviluppo Sforzo Normale

7.6.2 Pozzetto partitore

Descrizione: Scatolare tipo vasca

Altezza esterna 1.00 [m]Larghezza esterna 6.40 [m]Lunghezza mensola di fondazione sinistra 0.00 [m]Lunghezza mensola di fondazione destra 0.00 [m]Spessore piedritto sinistro 0.30 [m]Spessore piedritto destro 0.30 [m]Spessore fondazione 0.30 [m]

Caratteristiche strati terreno

Strato di rinfiancoDescrizione Terreno di rinfiancoPeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 14.67 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 0.00 [kg/cmq/cm]

Strato di baseDescrizione Terreno di basePeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]

62

Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 5.00 [kg/cmq/cm]Tensione ammissibile 2.00 [kg/cmq]

Falda

Quota falda (rispetto al piano di posa) 0.00 [m]

Caratteristiche materiali utilizzati

Materiale calcestruzzoRck calcestruzzo 300.00 [kg/cmq]Peso specifico calcestruzzo 24.5170 [kN/mc]Modulo elastico E 284604.99 [kg/cmq]Tensione ammissibile acciaio 2600.00 [kg/cmq]Tensione ammissibile cls ( amm) 97.50 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c0) 6.00 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c1) 18.29 [kg/cmq]Coeff. omogeneizzazione cls teso/compresso (n') 0.50Coeff. omogeneizzazione acciaio/cls (n) 15.00Coefficiente dilatazione termica 0.0000120

Condizioni di carico

Convenzioni adottateOrigine in corrispondenza dello spigolo inferiore sinistro della strutturaCarichi verticali positivi se diretti verso il bassoCarichi orizzontali positivi se diretti verso destraCoppie concentrate positive se antiorarieAscisse X (espresse in m) positive verso destraOrdinate Y (espresse in m) positive verso l'altoCarichi concentrati espressi in kNCoppie concentrate espressi in kNmCarichi distribuiti espressi in kN/m

Simbologia adottata e unità di misuraForze concentrateX ascissa del punto di applicazione dei carichi verticali concentratiY ordinata del punto di applicazione dei carichi orizzontali concentratiFy componente Y del carico concentratoFx componente X del carico concentratoM momentoForze distribuiteXi, Xf ascisse del punto iniziale e finale per carichi distribuiti verticaliYi, Yf ordinate del punto iniziale e finale per carichi distribuiti orizzontali

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Vni componente normale del carico distribuito nel punto inizialeVnf componente normale del carico distribuito nel punto finaleVti componente tangenziale del carico distribuito nel punto inizialeVtf componente tangenziale del carico distribuito nel punto finaleDte variazione termica lembo esterno espressa in gradi centigradiDti variazione termica lembo interno espressa in gradi centigradi

Condizione di carico n°1 (Peso Proprio)

Condizione di carico n°2 (Spinta terreno sinistra)

Condizione di carico n°3 (Spinta terreno destra)

Condizione di carico n°4 (Sisma da sinistra)

Condizione di carico n°5 (Sisma da destra)

Condizione di carico n°6 (Spinta falda)

Condizione di carico n° 7 (Condizione 1)Conc Pied_S Y= 1.00 Fy= 18.40 Fx= 59.50 M= 0.00Conc Pied_D Y= 1.00 Fy= 18.40 Fx= 59.50 M= 0.00

Impostazioni di progetto

Verifica materiali:Stato Limite Ultimo

Coefficiente di sicurezza calcestruzzo c 1.60Fattore riduzione da resistenza cubica a cilindrica 0.83Fattore di riduzione per carichi di lungo periodo 0.85Coefficiente di sicurezza acciaio 1.15Coefficiente di sicurezza per la sezione 1.00

Verifica Taglio Metodo dell'inclinazione variabile del traliccio

VRd=[0.18*k*(100.0* l*fck)1/3/ c+0.15* cp]*bw*d>(vmin+0.15* cp)*bw*d

VRsd=0.9*d*Asw/s*fyd*(ctg +ctg )*sinVRcd=0.9*d*bw* c*fcd'*(ctg( )+ctg( )/(1.0+ctg 2)con:d altezza utile sezione [mm]bw larghezza minima sezione [mm]cp tensione media di compressione [N/mmq]l rapporto geometrico di armatura

Asw area armatuta trasversale [mmq]

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s interasse tra due armature trasversali consecutive [mm]c coefficiente maggiorativo, funzione di fcd e cp

fcd'=0.5*fcdk=1+(200/d)1/2

vmin=0.035*k3/2*fck1/2

Verifiche secondo :

Norme Tecniche 2008 Approccio 2

Copriferro sezioni 3.00 [cm]

Andamento inviluppo Momento Flettente

Andamento inviluppo Taglio

Andamento inviluppo Sforzo Normale

65

7.7 VERIFICA AL GALLEGGIAMENTO L�equilibrio statico della struttura di fronte alle azioni di sollevamento dovute alla presenza della

falda è garantito dall�inserimento di una zavorra in cls debolmente armato di peso idoneo a

contrastare in sicurezza la spinta di galleggiamento.

Nella verifica dell'equilibrio della sezione alla traslazione verticale, la forza destabilizzante è la

pressione idrostatica e quelle equilibranti sono i pesi propri delle strutture definitive e le

resistenze di attrito lungo le pareti laterali. A favore di sicurezza si trascurano invece tutti i pesi

permanenti portati e gli accidentali. In particolare, si trascura il peso proprio degli elementi di

copertura, laddove presenti.

La verifica al galleggiamento è stata condotta con riferimento allo stato limite di sollevamento

(UPL) ed in relazione al battente idraulico della �falda di progetto�, ipotizzata a 1.70 m rispetto

alla quota del piano campagna.

Relativamente alla verifica a sollevamento UPL, la condizione di verifica d dE R si esplicita in:

, , , ,inst d inst d inst d stab d dV G Q G T

dove:

,inst dG= forza instabilizzante permanente di progetto (spinta d�Archimede sulla soletta di fondo e

sul piede dei diaframmi);

,inst dQ= forza instabilizzante variabile di progetto;

,stab dG= forza stabilizzante permanente di progetto (peso proprio soletta di fondo, peso proprio

pareti di rifodero, peso proprio diaframmi, eventuale carico strutturale permanente);

Nel lungo termine si considera cautelativamente ai fini della verifica in esame che il terreno

mobiliti la spinta attiva in luogo di quella a riposo.

Di seguito si riportano la verifiche a galleggiamento eseguite per le sezioni di progetto

precedentemente individuate.

66

G,inst 1.10 coefficiente parziale azioni instabilizzanti

G,stab 0.90 coefficiente parziale azioni stabilizzanti

sat 20 kN/m3 peso di volume saturo del terreno

w 10 kN/m3 peso di volume dell'acqua

cls 25 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo

' 20 ° angolo attrito terreno

10 ° angolo attrito terreno parete

qta terreno monte 389 m slm

qta falda 387.3 m slm

qta fondo scavo 384 m slm

D 0.8+0.7 m spessore complessivo solette

B 41.5 m larghezza soletta

L 64 m lunghezza soletta

Htot,parete 5 m

gk 0 kPa carico strutturale

s2 0.5 m spessore pareti

Ed 96413 kN sottospinta di progetto dell'acqua

G1stb,k 99600 kN/m peso solette

G3stb,k 13188 kN/m peso pareti

G4stb,k 0 kN/m sovraccarico strutturale permanente

Gstb,k 112788 kN/m somma carichi stabilizzanti

'v0 33 kPa tensione verticale effettiva media

Ka 0.49 coefficiente di spinta attiva

Tk 29 kN/m resistenza di attrito muro terreno

Rd 101535 kN resistenza di progetto

Verifica al galleggiamento vasca di denitrificazione ossidazione

67






cls magro 24 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo magro



qta terreno monte 389.2 m slm



D 0.6 m spessore complessivo solette

D1 0.3 m spessore zavorra

B 25 m larghezza soletta

L 19.625 m lunghezza soletta

Htot,parete 3 m




G1stb,k 10891.88 kN peso solette








Verifica al galleggiamento vasca di sedimentazione secondaria

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D1 0.2 m spessore zavorra

B 23 m larghezza soletta

L 14 m lunghezza soletta

Htot,parete 5.5 m












Verifica al galleggiamento vasca di equalizzazione

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D1 0 m spessore zavorra in cls magro

B 6.8 m larghezza soletta

L 8.8 m lunghezza soletta

Htot,parete 3.9 m












Verifica al galleggiamento vasca di prima pioggia

70

Dalle verifiche condotte si evince che solo nel caso della vasca di denitrificazione ossidazione e del

sedimentatore secondario è necessario ricorrere ad un appesantimento della struttura mediante

zavorra di spessore pari rispettivamente a 0.7 e 0.8 m.

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