REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA · Oggetto della presente relazione sono le verifiche...

Vanessa

Nuovo timbro

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REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA

PROVINCIA DI UDINE

COMUNE DI PRATO CARNICO

IMPIANTO IDROELETTRICO LIANA

OPERE DI PRESA

SUL RIO LIANA E SUL RIO PICCOLAZ

ED EDIFICIO CENTRALE

PROGETTO DEFINITIVO

RELAZIONE GEOTECNICA

Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia – Provincia di Udine Impianto Idroelettrico Liana – Opere di presa ed edificio centrale

Comune di Prato Carnico Progetto Definitivo

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REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA PROVINCIA DI UDINE

COMUNE DI PRATO CARNICO ------------------------------------------------------------------------------------------------------

Impianto Idroelettrico Liana – Opere di presa sul Rio Liana a sul Rio Piccolaz ed edificio centrale

------------------------------------------------------------------------------------------------------Progetto Definitivo

------------------------------------------------------------------------------------------------------ Relazione geotecnica

------------------------------------------------------------------------------------------------------

INDICE:

1 PREMESSE ............................................................................................................................................. 6

2 RELAZIONE TECNICA ........................................................................................................................... 7

2.1 Inquadramento generale ...................................................................................................................................... 7

2.2 Presa sul Rio Liana .............................................................................................................................................. 8

2.3 Presa sul Rio Piccolaz ....................................................................................................................................... 11

2.4 Edificio centrale .................................................................................................................................................. 14

3 NORMATIVA ......................................................................................................................................... 21

4 RIFERIMENTI E LETTERATURA ......................................................................................................... 21

5 RELAZIONE ILLUSTRATIVA SUI MATERIALI ................................................................................... 22

6 PROGRAMMA DELLE INDAGINI E DELLE PROVE GEOTECNICHE ............................................... 23

7 SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE .............................................................................................. 26

7.1 Generalità .......................................................................................................................................................... 26

7.1.1 Verifiche SLU ............................................................................................................................................................. 26 7.1.2 Verifiche SLE ............................................................................................................................................................. 27

8 CARATTERIZZAZIONE DEI TERRENI ................................................................................................ 28

8.1 Caratterizzazione geologica e litostratigrafica .................................................................................................... 28

8.2 Caratterizzazione fisico-meccanica .................................................................................................................... 28

8.3 Falda .................................................................................................................................................................. 28

9 APPROCCI PROGETTUALI E VALORI CARATTERISTICI DEI PARAMETRI GEOTECNICI ........... 29

9.1 Approcci progettuali ........................................................................................................................................... 29

9.2 Valori di progetto dei parametri geotecnici ......................................................................................................... 29

10 MODELLI GEOTECNICI DI SOTTOSUOLO E METODI DI ANALISI .................................................. 32

11 CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL SUOLO DI FONDAZIONE .................................................... 33

12 RELAZIONE DI CARATTERIZZAZIONE SISMICA .............................................................................. 34

12.1 Opere di presa ................................................................................................................................................... 34

12.1.1 Spettri di risposta elastici ............................................................................................................................................ 34 12.1.2 Tipologia strutturale [ NTC’08 § 7.4.3.1 ] .................................................................................................................... 37 12.1.3 Metodo di analisi sismica [ NTC’08 § 7.4.3.1 ] ............................................................................................................ 37 12.1.4 Coefficiente di struttura .............................................................................................................................................. 37

12.1.4.1 SLV ................................................................................................................................................................. 37 12.1.4.2 SLD................................................................................................................................................................. 37

Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia – Provincia di Udine

Comune di Prato Carnico

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12.1.5 Parametri sismici ........................................................................................................................................................ 37

12.1.6 Coefficienti sismici kh kv [NTC’08 § 7.11.6.2.1] ......................................................................................................... 38 12.1.6.1 SLV ................................................................................................................................................................. 38 12.1.6.2 SLD................................................................................................................................................................. 38

12.2 Edificio cnetrale .................................................................................................................................................. 39

12.2.1 Spettri di risposta elastici ............................................................................................................................................ 39 12.2.2 Tipologia strutturale [ NTC’08 § 7.4.3.1 ] .................................................................................................................... 42 12.2.3 Metodo di analisi sismica [ NTC’08 § 7.4.3.1 ] ............................................................................................................ 42 12.2.4 Coefficiente di struttura .............................................................................................................................................. 42

12.2.4.1 SLV ................................................................................................................................................................. 42

12.2.4.2 SLD................................................................................................................................................................. 42 12.2.5 Parametri sismici ........................................................................................................................................................ 42 12.2.6 Coefficienti sismici kh kv [NTC’08 § 7.11.6.2.1] ......................................................................................................... 43

12.2.6.1 SLV ................................................................................................................................................................. 43 12.2.6.2 SLD................................................................................................................................................................. 43

13 METODI DI CALCOLO E VERIFICA .................................................................................................... 44

13.1 Metodi di calcolo ................................................................................................................................................ 44

13.2 Codici di calcolo utilizzati ................................................................................................................................... 44

13.2.1 Dolmen Win ............................................................................................................................................................... 44 13.2.1.1 Grado di affidabilità del codice ........................................................................................................................ 44

13.2.1.2 Motivazione della scelta del codice ................................................................................................................. 45 13.2.1.3 Tipo di schematizzazione ................................................................................................................................ 45 13.2.1.4 Tipo di analisi .................................................................................................................................................. 45

13.2.2 Trave ad una campata ............................................................................................................................................... 45 13.2.3 VCA SLU ................................................................................................................................................................... 45

14 VERIFICHE SLU E SLE ........................................................................................................................ 46

14.1 SLU STR ............................................................................................................................................................ 46

14.2 SLU GEO ed EQU ............................................................................................................................................. 46

14.2.1 Verifica a capacità portante ........................................................................................................................................ 46 14.2.2 Verifica a scorrimento ................................................................................................................................................ 47 14.2.3 Verifica a ribaltamento ............................................................................................................................................... 47 14.2.4 Verifica a stabilità globale ........................................................................................................................................... 47

14.3 SLU UPL ............................................................................................................................................................ 47

14.4 SLU HYD ........................................................................................................................................................... 48

15 OPERE DI PRESA ................................................................................................................................ 49

15.1 Presa sul Rio Liana ............................................................................................................................................ 50

15.1.1.1 Verifica a capacità portante ............................................................................................................................. 50 15.1.1.2 Verifica a scorrimento ..................................................................................................................................... 52 15.1.1.3 Verifica a ribaltamento .................................................................................................................................... 52

15.1.1.4 Verifica a stabilità globale ................................................................................................................................ 53

15.1.1.5 Verifica a sollevamento ................................................................................................................................... 53

15.1.1.6 Verifica a sifonamento ..................................................................................................................................... 53

15.2 Presa sul Rio Piccolaz ....................................................................................................................................... 54

15.2.1.1 Verifica a capacità portante ............................................................................................................................. 54 15.2.1.2 Verifica a scorrimento ..................................................................................................................................... 56

15.2.1.3 Verifica a ribaltamento .................................................................................................................................... 56 15.2.1.4 Verifica a stabilità globale ................................................................................................................................ 57 15.2.1.5 Verifica a sollevamento ................................................................................................................................... 57

15.2.1.6 Verifica a sifonamento ..................................................................................................................................... 57

Impianto Idroelettrico Liana – Opere di presa ed edificio centrale

Progetto Definitivo

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16 EDIFICIO CENTRALE ........................................................................................................................... 58

16.1.1.1 Verifica a capacità portante ............................................................................................................................. 58 16.1.1.2 Verifica a scorrimento ..................................................................................................................................... 60 16.1.1.3 Verifica a ribaltamento .................................................................................................................................... 60

16.1.1.4 Verifica a stabilità globale ................................................................................................................................ 60 16.1.1.5 Verifica a sollevamento ................................................................................................................................... 60 16.1.1.6 Verifica a sifonamento ..................................................................................................................................... 60



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1 PREMESSE

Oggetto della presente relazione sono le verifiche geotecniche della opere di presa, opera di presa sul Rio Liana e opera di presa sul

Rio Piccolaz, e dell’edificio centrale previsti nell’ambito dei lavori necessari alla realizzazione dell’impianto idroelettrico “Liana”, ubicato

alla confluenza tra il Rio Liana e il Torrente Pesarina, nel comune di Prato Carnico (UD).


Progetto Definitivo

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2 RELAZIONE TECNICA

2.1 INQUADRAMENTO GENERALE

L’impianto idroelettrico che verrà realizzato sarà del tipo ad acqua fluente con prese dal Rio Liana e dal Rio Piccolaz e restituzione al

torrente Pesarina.

L’ubicazione dell’impianto è riportata di seguito.

Figura 1: Inquadramento territoriale

Le condotte captate dal Piccolaz verranno trasferite alla presa del Liana e quindi, mediante la condotta forzata saranno addotte

all’edificio centrale e quindi scaricate al torrente Pesarina subito a valle della confluenza con il Liana.

Figura 2: schema dell’impianto



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2.2 PRESA SUL RIO LIANA

L’opera di presa dal Rio Liana verrà realizzata in sinistra idrografica mediante la costruzione di una bocca di presa laterale. A partire

dalla bocca di presa, con andamento curvilineo verrà creato un canale di adduzione, a cui seguirà dissabbiatore e la vasca di carico.

All’interno della vasca di carico si innesterà la condotta di adduzione delle acque captate dal Piccolaz; dalla medesima vasca si

dipartirà quindi la condotta forzata. Per consentire la derivazione ed il rilascio della portata di rispetto verrà creata una soglia di

sbarramento sulla quale troveranno ubicazione sghiaiatore, luce di rilascio e di alimentazione della scala di risalita della fauna ittica.

Di seguito si riportano piante e sezioni dell’opera di derivazione completa.

Figura 3: Opera di presa: pianta

Figura 4: Opera di presa: sezione longitudinale


Progetto Definitivo

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Lo sbarramento, di lunghezza complessiva pari a 9,15 m, è costituito da una briglia in c.a. di altezza 3 m e larghezza 1,50 m, affiorante

per circa 1,5 m dall’attuale fondo alveo (quota ciglio sfiorante 797 m s.l.m.m.).

Di seguito si riporta uno schema dello sbarramento, del dispositivo per il rilascio del DMV e della scala di risalita della fauna ittica.

Figura 5: Sbarramento: sezione longitudinale

Figura 6: Sbarramento: sezione trasversale dispositivo rilascio DMV e scala di risalita fauna ittica



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A monte dello sbarramento verrà realizzata la bocca di presa costituita da una soglia posizionata a quota 796.66 m slm, presidiata da

una griglia grossa che impedirà l’ingresso ai manufatti di sedimentazione al materiale galleggiante di grandi dimensioni (tronchi e rami)

trasportato dal torrente Liana.

A valle della soglia si prevede uno scivolo per la sedimentazione della ghiaia eventualmente entrante nella bocca di presa che potrà

essere restituita all’alveo, a valle dello sbarramento, mediante l’apertura della apposita paratoia sghiaiatrice piana.

Le ghiaie in ingresso alla presa verranno bloccate ed indirizzate verso la luce sghiaiatrice mediante la realizzazione di una soglia curva

con ciglio a 796.55 m slm; al di sopra di tale soglia verrà installata la paratoia di intercettazione dell’impianto.

A valle della paratoia di intercettazione vi è il blocco principale dell’opera di derivazione costituito dal dissabbiatore e dalla vasca di

carico.

Il dissabbiatore sarà costituisco da una vasca di sedimentazione, sagomata a tramoggia, di lunghezza 5,40 m e larghezza 2,00 m, al

termine della quale si prevede la realizzazione di un setto di sostegno delle quote idriche.

Figura 7: sezione trasversale dissabbiatore

A valle del dissabbiatore verrà realizzata la vasca di carico avente lunghezza 5,60 m e larghezza 2,00 m, all’interno della quale si

prevede di mantenere una quota idrica costante pari a 796.56 m s.l.m..

Figura 8: sezione trasversale vasca di carico


Progetto Definitivo

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2.3 PRESA SUL RIO PICCOLAZ

L’opera di presa dal Rio Piccolaz verrà realizzata in destra idrografica mediante la costruzione di una bocca di presa laterale. A partire

dalla bocca di presa, con andamento curvilineo verrà creato un canale di adduzione, a cui seguirà dissabbiatore e la vasca di carico.

Dalla vasca di carico si dipartirà la condotta di adduzione in pressone verso la presa dal rio Liana. Per consentire la derivazione ed il

rilascio della portata di rispetto verrà creata una soglia di sbarramento sulla quale troveranno ubicazione sghiaiatore, luce di rilascio e

di alimentazione della scala di risalita della fauna ittica.

Di seguito si riportano piante e sezioni dell’opera di derivazione completa.

Figura 9: Opera di presa: pianta

Figura 10: Opera di presa: sezione longitudinale



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Lo sbarramento, di lunghezza complessiva pari a 8,70 m, è costituito da una briglia in c.a. di altezza 3,30 m e larghezza 1,50 m,

affiorante per circa 1,8 m dall’attuale fondo alveo (quota ciglio sfiorante 804,50 m s.l.m.m.).

Di seguito si riporta uno schema dello sbarramento, del dispositivo per il rilascio del DMV e della scala di risalita della fauna ittica.

Figura 11: Sbarramento: sezione longitudinale

Figura 12: Sbarramento: sezione trasversale dispositivo rilascio DMV e scala di risalita fauna ittica


Progetto Definitivo

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A monte dello sbarramento verrà realizzata la bocca di presa costituita da una soglia posizionata a quota 804,17 m slm, presidiata da

una griglia grossa che impedirà l’ingresso ai manufatti di sedimentazione al materiale galleggiante di grandi dimensioni (tronchi e rami)

trasportato dal torrente Piccolaz.

A valle della soglia si prevede uno scivolo per la sedimentazione della ghiaia eventualmente entrante nella bocca di presa che potrà

essere restituita all’alveo, a valle dello sbarramento, mediante l’apertura della apposita paratoia sghiaiatrice piana.

Le ghiaie in ingresso alla presa verranno bloccate ed indirizzate verso la luce sghiaiatrice mediante la realizzazione di una soglia curva

con ciglio a 803 m slm; al di sopra di tale soglia verrà installata la paratoia di intercettazione dell’impianto.

A valle della paratoia di intercettazione vi è il blocco principale dell’opera di derivazione costituito dal dissabbiatore e dalla vasca di

carico.

Il dissabbiatore sarà costituisco da una vasca di sedimentazione, sagomata a tramoggia, di lunghezza 4,40 m e larghezza 2,00 m, al

termine della quale si prevede la realizzazione di un setto di sostegno delle quote idriche.

Figura 13: sezione trasversale dissabbiatore

A valle del dissabbiatore verrà realizzata la vasca di carico avente lunghezza 3 m e larghezza 2,00 m, all’interno della quale si prevede

di mantenere una quota idrica costante pari a 804.20 m s.l.m..

Figura 14: sezione trasversale vasca di carico



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2.4 EDIFICIO CENTRALE

L’edificio centrale sarà posto in destra orografica del T. Pesarina, subito a valle della confluenza con il Liana, al disotto della zona

produttiva in località Chiampeas.

L’edificio sarà raggiungibile dalla viabilità pubblica a mezzo di una strada appositamente creata a mezza costa e sostenuta da muri in

sasso.

L’edificio sarà costituito da una struttura in calcestruzzo armato a due piani:

- Piano terra, seminterrato, con accesso a quota 630,60 m slm, dove sarà installato il gruppo turbina-generatore

- Piano primo, fuori terra, con accesso a quota 636.30 m slm, dove saranno ubicati i quadri MT e BT, il trasformatore, il sevizio

igienico e i locali di interfaccia Enel.

Il nuovo edificio centrale risulterà ubicato a quota superiore alla massima piena del Pesarina con tempo di ritorno di duecento anni;

ovvero posto in condizioni di sicurezza idraulica.

La struttura è costituita da platea di fondazione in c.a. gettata in opera di spessore 50 cm, setti verticali del vano seminterrato di

spessore 40 cm e setti verticali del locale fuori terra di spessore 30 cm.

La soletta a quota 636.00 ha spessore 30 cm, mentre i setti interni di ripartizione dei localo Enel al primo piano hanno spessore 25 cm.

La copertura è realizzata con capriata metallica e pannelli coibentati.

Il collegamento tra i due piani è realizzato mediante una scala metallica su due rampe costituita da profili portanti in acciaio e gradini e

pianerottoli in grigliato elettrosaldato.

Nel locale seminterrato, per il posizionamento e la manutenzione delle apparecchiature elettromeccaniche si prevede l’installazione di

un carroponte manuale da 6000 kg di portata.

Di seguito si riportano alcune immagini della struttura.


Progetto Definitivo

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Figura 15: pianta edificio centrale piano seminterrato



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Figura 16: pianta edificio centrale piano fuori terra


Progetto Definitivo

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Figura 17: sezione in asse scala

Figura 18: sezione in asse turbina



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Figura 19: sezione trasversale

Figura 20: sezione trasversale asse generatore


Progetto Definitivo

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Dal punto di vista architettonico, per un corretto inserimento dell’opera nell’ambiente montano, in analogia a quanto già sviluppato nel

progetto del 2014 approvato dal comune di Prato Carnico si prevede:

- L’utilizzo di massi naturali per il sostegno delle scarpate della strada di accesso; gli interstizi tra i sassi verranno intasati in terra

vegetale e lì verranno messe in opera talee per il rinverdimento dell’opera

- Il seminterremento della struttura

- Il rivestimento in sasso delle pareti a vista nel piano seminterrato e nel piano fuori terra fino all’imposta della copertura

- La realizzazione di tamponamento dei timpani in tavolato di larice

- La posa di serramenti verniciati in alluminio

- La realizzazione del tetto a doppia falda con manto di copertura in pannelli di alluminio verniciati in analogia agli edifici presenti

nelle vicinanze

- Il mascheramento in legno degli sporti delle travi in acciaio della struttura del tetto

- La ricomposizione morfologica del sito con riporti di terreno vegetale ed inerbimenti delle aree interessate dalle lavorazioni

- La posa di staccionate in legno anziché parapetti in acciaio

- La realizzazione della strada di accesso con finitura in misto cementato.

Figura 21: prospetto nord-est

Figura 22: prospetto sud-est



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Figura 23: prospetto nord-ovest

Figura 24: prospetto sud-ovest


Progetto Definitivo

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3 NORMATIVA

D.M. Infrastrutture 14/01/2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni”

CIRC.M. n°617 del 02/02/2009 “Istruzioni per l’applicazione delle «Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni» di cui al D.M.

14/01/2008”

Legge n. 1086 del 05/11/1971 “Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e

precompresso ed a struttura metallica”

D.M. LL. PP. 09/01/1996 “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale

e precompresso e delle strutture metalliche”

UNI EN 1990 “EC0 – Criteri generali di progettazione strutturale”

UNI EN 1991 “EC1 – Azioni sulle strutture”

UNI EN 1992 “EC2 – Progettazione delle strutture in calcestruzzo”

UNI EN 1993 “EC3 – Progettazione delle strutture in acciaio”

UNI EN 1997 “EC7 – Progettazione geotecnica”

UNI EN 1998 “EC8 – Progettazione delle strutture per la resistenza sismica”

UNI EN 206:2014 “Calcestruzzo: Specificazione, prestazione, produzione e conformità”

ISO 11104:2004 “Calcestruzzo – Specificazione, prestazione, produzione e conformità – Istruzioni complementari per

l’applicazione della EN 206-1”

UNI 11417: “Durabilità delle opere di calcestruzzo e degli elementi prefabbricati di calcestruzzo”

4 RIFERIMENTI E LETTERATURA

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: elaborati grafici di progetto;

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: 15031RE001D0 “Relazione generale illustrativa”;

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: 15031RE003D0 “Relazione idraulica”;

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: 15031RE004D0 “Relazione geologica”;

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: 15031RE009D0 “Relazione di calcolo delle strutture – opere di presa”;

Impianto Idroelettrico Liana, progetto definitivo: 15031RE010D0 “Relazione di calcolo delle strutture – edificio centrale”.



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5 RELAZIONE ILLUSTRATIVA SUI MATERIALI

Per l’esecuzione dell’opera saranno utilizzati i materiali come previsto dal Regolamento Italiano per la progettazione con il metodo

semiprobabilistico agli stati limite, secondo D.M. 14/01/2008.

Per la relazione illustrativa sui materiali si rimanda alle rispettive relazioni calcolo delle strutture.


Progetto Definitivo

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6 PROGRAMMA DELLE INDAGINI E DELLE PROVE GEOTECNICHE

Per più approfondite valutazioni di carattere geologico si rimanda alla “Relazione geologica” redatta dal Dott. Geol. Andrea Mocchiuti

facente parte integrante del presente progetto definitivo.

Sono state eseguite le seguenti indagini in sito:

sopralluoghi per la rilevamento geologico e caratterizzazione terreni;

n. 3 indagini sismiche a rifrazione in onde P;

n. 4 indagini di sismica passiva secondo la tecnica HVSR.

Piano indagini geognostiche Presa sul Rio Piccolaz



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Piano indagini geognostiche Presa sul Rio Liana


Progetto Definitivo

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Piano indagini geognostiche Presa Edificio centrale



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7 SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE

7.1 GENERALITÀ

Secondo le vigenti NTC’08 il rispetto dei vari stati limite viene considerato conseguito quando:

nei confronti di tutti gli stati limite ultimi (SLU) siano soddisfatte le verifiche relative al solo stato limite di salvaguardia della vita

(SLV);

nei confronti di tutti gli stati limite di esercizio (SLE) siano soddisfatte le verifiche relative al solo stato limite di danno (SLD).

7.1.1 VERIFICHE SLU

Le verifiche agli SLU previste dalle vigenti NTC’08 sono (Cap. 6.2):

EQU perdita di equilibrio della struttura, del terreno o dell’insieme terreno-struttura, considerati come corpi rigidi;

STR raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, compresi gli elementi di fondazione;

GEO raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di

collasso dell’insieme terreno-struttura;

UPL perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua (galleggiamento);

HYD erosione e sifonamento del terreno dovuto a gradienti idraulici.

Per ciascun stato limite deve essere rispettata la condizione (§ 6.2.3.1 NTC’08):

Ed Rd

dove:

d

M

kkFd a;

X;FEE = valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione;

d

M

kkF

Rd a;

X;FR

1R = valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico;

Fk = azioni caratteristiche agenti sul sistema;

F*Fk = azioni di progetto agenti sul sistema;

F = coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni (NTC’08 Tab.6.2.I § 6.2.3.1.1, Tab.6.2.III § 6.2.3.2, Tab.6.2.IV §

6.2.3.3);

Xk = parametri geotecnici caratteristici del terreno;

Xk/M = parametri geotecnici di progetto del terreno;

M = coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno (NTC’08 Tab.6.2.II § 6.2.3.1.2);

ad = geometria di progetto del sistema;

R = coefficienti parziali sulla resistenza del sistema.

Tab.6.2.I § 6.2.3.1.1 NTC’08 / Tab.6.2.III § 6.2.3.2 NTC’08 / Tab.6.2.IV § 6.2.3.3 NTC’08: Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni

Carichi Effetto

Coeff. parziale

F o E

EQU

Tab.6.2.I

STR

A1

Tab.6.2.I

GEO

A2

Tab.6.2.I

UPL

Sollevamento

Tab.6.2.III

HYD

Sifonamento

Tab.6.2.IV

Permanenti

Favorevole

G1

0,9 1,0 1,0 0,9 0,9

Sfavorevole 1,1 1,3 1,0 1,1 1,3

Permanenti non strutturali

Favorevole

G2

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 1,5 1,5

Variabili

Favorevole

Qi

0,0 0,0, 0,0 0,0 0,0

Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 1,5 1,5


Progetto Definitivo

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Tab. 6.2.II § 6.2.3.1.2 NTC’08 – Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno

Parametro Grandezza alla quale applicare il

coeffi. parziale Coeff. parziale M M1 M2

Tangente all’angolo di resistenza al taglio tan ’k ’ 1,0 1,25

Coesione efficace c’k c’ 1,0 1,25

Resistenza non drenata cuk cu 1,0 1,4

Peso dell’unità di volume 1,0 1,0

La verifica della condizione Ed Rd deve essere effettuata impiegando diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali,

rispettivamente definiti per le azioni (gruppo A1 e gruppo A2), per i parametri geotecnici (gruppo M1 e gruppo M2) e per le resistenze

(gruppo R1, gruppo R2 e gruppo R3).

L’applicazione di uno o dell’altro gruppo di coefficienti parziali è funzione dello stato limite da verificare (EQU, STR, GEO…), della

tipologia di opera in oggetto (fondazioni superficiali, fondazioni su pali, muri di sostegno, paratie, tiranti…) e del tipo di Approccio

progettuale scelto dal progettista.

Le NTC’08 infatti permettono al progettista libera scelta tra due approcci progettuali distinti ed alternativi:

Approccio 1: sono previste due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti. La combinazione 1 è generalmente più severa nei

confronti del dimensionamento strutturale delle opere a contatto con il terreno, la Combinazione 2 è generalmente

più severa nei riguardi del dimensionamento geotecnico.

Approccio 2: è prevista un’unica combinazione di gruppi di coefficienti, da adottarsi sia nelle verifiche strutturali che

geotecniche.

7.1.2 VERIFICHE SLE

Le vigenti NTC’08 (§ 6.2.3.3) impongono di verificare che per le opere ed i sistemi geotecnici non vengano raggiunti valori critici di

spostamenti e rotazioni tali da comprometterne la funzionalità.

E’ pertanto necessario valutare per ciascun stato limite di esercizio che gli spostamenti e le rotazioni ricavati utilizzando i valori

caratteristici delle azioni e delle resistenze dei materiali siano inferiori ai valori critici stabiliti, cioè che:

Ed Cd

dove:

Ed = valore di progetto dell’effetto delle azioni;

Cd = prescritto valore limite dell’effetto delle azioni.



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8 CARATTERIZZAZIONE DEI TERRENI

8.1 CARATTERIZZAZIONE GEOLOGICA E LITOSTRATIGRAFICA

La “Relazione Geologica” indica che stratigraficamente il sito è costituito da una litologia prevalente:

Depositi glaciali costituiti da blocchi e ciottoli, prevalentemente calcareo dolomitici, di dimensioni variabili, immersi in una matrice

abbastanza omogenea, classificabile coma una ghiaia con blocchi in matrice sabbioso limosa;

Depositi alluvionali più recenti costituiti di ciottoli, ghiaie, sabbie e limi.

Sono inoltre presenti rocce affioranti delle seguenti formazioni:

- formazione a Bellerophon, costituita da litotipi gessosi, marnosi e calcareo dolomitici, e suddivisa in due orizzonti: uno inferiore

costituito da rocce gessose dolomitiche e uno superiore costituito prevalentemente da dolomie cariate, dolomie gessose e

calcari grigi e grigio scuri con frequenti intercalazioni di calcari marnosi;

- formazione di Werfen, costituita da marne, marne argillose grigio-rossastre, arenarie finissime, siliti prevalentemente rosso-

violacee e calcari marnosi compatti.

8.2 CARATTERIZZAZIONE FISICO-MECCANICA

Di seguito la caratterizzazione fisico meccanica di riferimento per il terreno.

STRATIGRAFIA

Depositi alluvionali sciolti: ghiaie sabbiose e limose

con ciottoli e massi

t= 35°

v=2000 daN/m3

c = 0,00 daN/cm2

cu = 0,00 daN/cm2

Depositi morenici: ghiaie, sabbie e ciottoli in matrice

limosa

t= 35°

v=2100 daN/m3

c = 0,40 daN/cm2

cu = 0,00 daN/cm2

Roccia

t= 32-35°

v=2500 daN/m3

c = 1,00 daN/cm2

E = 13260 daN/cm2

ν = 0,20

σc = 26 daN/cm2

8.3 FALDA

L’idrografia della zona è dominata dal torrente Pesarina. Nell’area non è presente una vera e propria falda freatica, l’acqua nel terreno

è legata alle fluttuazioni dei corsi d’acqua principali.

Le permeabilità dei depositi quaternari sono in genere elevate.

Si assume pertanto assenza di falda.


Progetto Definitivo

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9 APPROCCI PROGETTUALI E VALORI CARATTERISTICI DEI PARAMETRI GEOTECNICI

9.1 APPROCCI PROGETTUALI

Si applica il seguente approccio progettuale secondo le NTC’08 di cui al DM 14/01/2008:

Approccio Progettuale 2 (A1-M1-R3).

Per la verifica a Stabilità Globale la normativa impone ad ogni modo di applicare il seguente approccio progettuale:

Approccio Progettuale 1, Combinazione 2 (A2-M2-R2).

9.2 VALORI DI PROGETTO DEI PARAMETRI GEOTECNICI

Di seguito si riportano i valori caratteristici dei parametri meccanici del terreno assunti per i differenti manufatti.

Presa Rio Piccolaz

L’opera di presa sul Rio Piccolaz è situata in corrispondenza di un tratto rettilineo del torrente caratterizzato da elevata pendenza, il

rilevamento geologico indica la presenza di depositi sciolti costituiti da ghiaie e sabbie con presenza di grossi massi sul fondo in destra

orografica, mentre in sinistra orografica affiora il deposito morenico addensato. In prossimità dell’opera non è presente roccia

affiorante.

Le indagini sismiche indicano la presenza del deposito morenico addensato anche sul fondo del torrente a qualche metro di profondità

al di sotto delle alluvioni.

Data l’eterogeneità verticale e orizzontale dei depositi, a favore di sicurezza, si assume per le verifiche un terreno omogeneo avente le

seguenti caratteristiche:

STRATIGRAFIA

Terreno omogeneo granulare

t= 35°

v=2100 daN/m3

c = 0,00 daN/cm2

cu = 0,00 daN/cm2

FALDA

assente

COEFFICIENTE Kw VERTICALE DI WINKLER

5,00 daN/cm2



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Presa Rio Liana

L’opera di presa sul Rio Liana è situata sulla curva del torrente in un tratto caratterizzato da elevata pendenza, il rilevamento geologico

indica la presenza di depositi sciolti costituiti da ghiaie e sabbie con presenza di grossi massi su tutto il tratto interessato dall’opera.

In sinistra verso valle si osservano pareti rocciose costituite da affioramenti di dolomia cariata a costituire pareti subverticali a tratti

aggettanti.

Il fondovalle è sovralluvionato con abbondante presenza di depositi grossolani, costituiti per lo più da ghiaie e ciottoli con sabbie e

massi.

Le indagini sismiche evidenziano la presenza di una coltre detritica, cui sottostanno depositi quaternari addensati e roccia fratturata.

Data l’eterogeneità verticale e orizzontale dei depositi, a favore di sicurezza, si assume per le verifiche un terreno omogeneo avente le

seguenti caratteristiche:

STRATIGRAFIA


t= 35°

v=2100 daN/m3

c = 0,00 daN/cm2

cu = 0,00 daN/cm2

FALDA

assente


5,00 daN/cm2


Progetto Definitivo

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Edificio Centrale

Le indagini geofisiche hanno evidenziato la presenza nel sottosuolo di formazioni ghiaiose quaternarie con massi, ben addensate e

sovrastanti un substrato roccioso posto a circa 5-7 m di profondità.

A favore di sicurezza si assume per le verifiche un terreno omogeneo avente le seguenti caratteristiche:

STRATIGRAFIA


t= 35°

v=2100 daN/m3

c = 0,00 daN/cm2

cu = 0,00 daN/cm2

FALDA

assente


5,00 daN/cm2



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10 MODELLI GEOTECNICI DI SOTTOSUOLO E METODI DI ANALISI

Il terreno viene assimilato ad un letto di molle elastiche indipendenti (modello alla Winkler) con costante verticale elastica di sottofondo

Kw (coefficiente di Winkler verticale) definita al precedente capitolo della presente relazione.

Nel modello strutturale di calcolo agli elementi finiti tale schematizzazione viene applicata tramite elementi finiti specifici costituiti da

travi (elementi monodimensionali) o platee (elementi bidimensionali) aventi intrinsecamente una resistenza elastica alle azioni verticali.


Progetto Definitivo

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11 CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL SUOLO DI FONDAZIONE

Secondo quanto riportato nella Relazione Geologica citata in letteratura, la classificazione, secondo le NTC’08, del suolo di fondazione

delle strutture risulta:

Categoria sottosuolo: compresa tra A e B;

Categoria topografica: T1.

I terreni di fondazione ghiaiosi ricadono nella categoria di sottosuolo B, mentre il substrato roccioso nella categoria A. A favore di

sicurezza si assume come categoria di sottosuolo la categoria B.



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12 RELAZIONE DI CARATTERIZZAZIONE SISMICA

12.1 OPERE DI PRESA

12.1.1 SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI

Secondo quanto previsto dalle NTC’08, si definiscono di seguito i parametri di pericolosità sismica del sito a partire dall’accelerazione

sismica massima attesa. Viene utilizzato il foglio di calcolo “Spettri di risposta” ver.1.03 messo a disposizione dal C.S.LL.PP.

Gli stessi parametri ricalcolati nelle fasi successive in automatico dai programmi di calcolo FEM utilizzati potranno risultare leggermente

diversi a causa delle approssimazioni utilizzate per determinare tali parametri per punti non appartenenti al reticolo di riferimento. Tali

differenze risultano comunque minime e trascurabili.

Comune: Prato Carnico

Provincia: Udine (UD)

Zona Sismica: 3

Coordinate: latitudine 46.5212°

longitudine 12.8035°

Altitudine: 780 m s.l.m.m

Con i dati di cui sopra si ricavano i valori dei parametri ag,F0 e Tc* per i periodi di ritorno TR di riferimento:

TR [anni] Ag [g] F0 [-] Tc* [s]

30 0.045 2.481 0.233

50 0.058 2.472 0.258

72 0.070 2.444 0.274

101 0.082 2.435 0.286

140 0.095 2.445 0.296

201 0.113 2.433 0.316

475 0.161 2.472 0.336

975 0.214 2.512 0.348

2475 0.305 2.523 0.366

Per una vita nominale della costruzione VN e un coefficiente d’uso Cu come di seguito impostati si ottengono i valori degli stessi

parametri ag,F0 e Tc* per i periodi di ritorno TR associati a ciascun SL:

STRUTTURA VITA NOMINALE VN

(Tab. 2.4.I § 2.4.1 NTC’08) CLASSE D’USO

(Tab. 2.4.II § 2.4.3 NTC’08) COEFFICIENTE D’USO CU (Tab. 2.4.II § 2.4.3 NTC’08)

Opera di derivazione 100 anni II 1,0

STATO LIMITE


SLO 60 0.064 2.458 0.266

SLD 101 0.082 2.435 0.286

SLV 949 0.212 2.511 0.348

SLC 1950 0.278 2.520 0.361

A seguire si riporta la versione grafica degli spettri di risposta elastici per i diversi SL.


Progetto Definitivo

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Figura 25: Spettri di risposta elastici per i periodi di ritorno TR di riferimento



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Figura 26: Variabilità dei parametri ag, F0, TC in funzione dei periodi di ritorno TR di riferimento


Progetto Definitivo

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12.1.2 TIPOLOGIA STRUTTURALE [ NTC’08 § 7.4.3.1 ]

L’opera è di fatto una struttura interrata le cui pareti verticali risultano vincolate alla traslazione orizzontale sia al piede che in testa.

Non risulta necessaria effettuare alcuna analisi pseudo statica o dinamica della struttura in quanto l’effetto dell’azione del sisma verrà

debitamente tenuto in conto tramite la dinamizzazione dei pesi sismici associati ai carichi verticali (peso proprio della struttura e carichi

permanenti ed accidentali agenti principalmente sulla soletta di copertura) e l’applicazione delle sovra spinte dinamiche delle terre

agenti orizzontalmente sulle pareti verticali.

La struttura non è regolare in pianta.

La struttura non è regolare in altezza.

La struttura è deformabile torsionalmente.

12.1.3 METODO DI ANALISI SISMICA [ NTC’08 § 7.4.3.1 ]

Si esegue un’analisi statica lineare, imponendo lo zero sismico la quota del terreno di riporto, e valutando le spinte delle terre e

dell’acqua come azioni pseudo-statiche.

12.1.4 COEFFICIENTE DI STRUTTURA

12.1.4.1 SLV

Per le verifiche agli SLV il coefficiente di struttura q è definito come:

q = q0*KR*KW

dove:

q0 = valore massimo del fattore di struttura (NTC’08 § 7.4.3.2 per costruzioni in ca);

KR = fattore riduttivo dipendente dalla regolarità in altezza della struttura [NTC’08 § 7.3.1];

KW = fattore riduttivo a prevenzione del collasso per rottura delle pareti [NTC’08 § 7.4.3.2].

Nel caso in oggetto, tuttavia, si è deciso di progettare la struttura come non duttile: pertanto il valore del fattore di struttura da

considerare per la determinazione dello spettro di risposta di progetto (spettro inelastico) è pari a 1 (struttura non dissipativa).

Tale assunzione di riflesso permette di progettare e verificare le opere di fondazione direttamente secondo le combinazioni di carico

definite per le strutture in elevazione (§ 7.2.5 NTC’08).

12.1.4.2 SLD

Per le verifiche agli SLD la normativa impone di considerare lo spettro elastico di esercizio q=1 (§ 3.2.3.4 NTC’08).

Per costruzioni di Classe III e IV tale spettro elastico viene modificato attraverso il coefficiente di smorzamento viscoso posto pari a:

=17,5%.

In tal caso si ottiene =2/3; che equivale a ridurre lo spettro elastico attraverso un fattore di struttura q=1,50.

12.1.5 PARAMETRI SISMICI

Di seguito gli ulteriori parametri sismici da definire a cura del progettista e i relativi parametri dipendenti.

PARAMETRO VALORE

RIFERIMENTO NORMATIVO

SLV SLD

Categoria sottosuolo B [Tab. 3.2.II §3.2.2 NTC’08]

Coefficiente di amplificazione stratigrafica SS 1,187 1,200 [Tab. 3.2.V §3.2.3.2.1 NTC’08]

Coefficiente della categoria di sottosuolo CC 1,359 1,413 [Tab. 3.2.V §3.2.3.2.1 NTC’08]

Categoria topografica T1 [Tab. 3.2.IV §3.2.2 NTC’08]

Coefficiente di amplificazione topografica ST 1,000 1,000 [Tab. 3.2.VI §3.2.3.2.1 NTC’08]

S=(SS*ST) 1,187 1,200 [3.2.5 §3.2.3.2.1 NTC’08]

Coeff. di smorzamento viscoso 5% 5%

=[10/(5+)]0,50,55 1,000 1,000 [3.2.6 §3.2.3.2.1 NTC’08]

TB=Tc/3 0,158 s 0,135 s [3.2.7 §3.2.3.2.1 NTC’08]

Tc= Cc Tc* 0,473 s 0,404 s [3.2.8 §3.2.3.2.1 NTC’08]

TD=[4,0*(ag/g)]+1,6 2,448 s 1,928 s [3.2.9 §3.2.3.2.1 NTC’08]



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12.1.6 COEFFICIENTI SISMICI KH KV [NTC’08 § 7.11.6.2.1]

kh = m*amax/g

kv = ± 0.5*kh

dove:

m = coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito;

amax = accelerazione orizzontale massima attesa al sito = S*ag = SS*ST*ag;

g = accelerazione di gravità;

S = SS*ST;

ag = accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido.

12.1.6.1 SLV

Nel caso in questione si ha:

m = 1 (muri che non siano in grado di subire spostamenti relativi rispetto al terreno).

I restanti parametri sono già stati individuati nei paragrafi precedenti anche in funzione dello stato limite in esame.

SS = 1,187;

ST = 1,000;

ag = 0,212*g = 0,212*9,81 m/s2 = 2,079 m/s2.

Pertanto:

kh = m*amax/g = m*[(SS*ST*ag)/g] = 0,252;

kv = ± 0.5*kh = ± 0,126.

12.1.6.2 SLD




SS = 1,20;

ST = 1,00;

ag = 0,082*g = 0,082*9,81 m/s2 = 0,804 m/s2;

Pertanto:


kv = ± 0.5*kh = ± 0,049.


Progetto Definitivo

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12.2 EDIFICIO CNETRALE

12.2.1 SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI

Secondo quanto previsto dalle NTC’08, si definiscono di seguito i parametri di pericolosità sismica del sito a partire dall’accelerazione

sismica massima attesa. Viene utilizzato il foglio di calcolo “Spettri di risposta” ver.1.03 messo a disposizione dal C.S.LL.PP.

Gli stessi parametri ricalcolati nelle fasi successive in automatico dai programmi di calcolo FEM utilizzati potranno risultare leggermente

diversi a causa delle approssimazioni utilizzate per determinare tali parametri per punti non appartenenti al reticolo di riferimento. Tali

differenze risultano comunque minime e trascurabili.

Comune: Prato Carnico

Provincia: Udine (UD)

Zona Sismica: 3

Coordinate: latitudine 46.5212°

longitudine 12.8035°

Altitudine: 620 m s.l.m.m

Con i dati di cui sopra si ricavano i valori dei parametri ag,F0 e Tc* per i periodi di ritorno TR di riferimento:


30 0.045 2.481 0.233

50 0.058 2.472 0.258

72 0.070 2.444 0.274

101 0.082 2.435 0.286

140 0.095 2.445 0.296

201 0.113 2.433 0.316

475 0.161 2.472 0.336

975 0.214 2.512 0.348

2475 0.305 2.523 0.366

Per una vita nominale della costruzione VN e un coefficiente d’uso Cu come di seguito impostati si ottengono i valori degli stessi

parametri ag,F0 e Tc* per i periodi di ritorno TR associati a ciascun SL:

STRUTTURA VITA NOMINALE VN

(Tab. 2.4.I § 2.4.1 NTC’08) CLASSE D’USO

(Tab. 2.4.II § 2.4.3 NTC’08) COEFFICIENTE D’USO CU (Tab. 2.4.II § 2.4.3 NTC’08)

Edificio centrale 100 anni III 1,5

STATO LIMITE


SLO 90 0.078 2.438 0.282

SLD 151 0.099 2.443 0.300

SLV 1424 0.247 2.517 0.355

SLC 2475 0.305 2.523 0.366

A seguire si riporta la versione grafica degli spettri di risposta elastici per i diversi SL.



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Figura 27: Spettri di risposta elastici per i periodi di ritorno TR di riferimento


Progetto Definitivo

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Figura 28: Variabilità dei parametri ag, F0, TC in funzione dei periodi di ritorno TR di riferimento



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12.2.2 TIPOLOGIA STRUTTURALE [ NTC’08 § 7.4.3.1 ]

L’opera è di fatto una struttura interrata le cui pareti verticali risultano vincolate alla traslazione orizzontale sia al piede che in testa.

La struttura non è regolare in pianta.

La struttura non è regolare in altezza.

La struttura è deformabile torsionalmente.

12.2.3 METODO DI ANALISI SISMICA [ NTC’08 § 7.4.3.1 ]

Si esegue un’analisi statica lineare, imponendo lo zero sismico alla quota del piano di fondazione, e valutando le spinte delle terre e

dell’acqua come azioni pseudo-statiche.

12.2.4 COEFFICIENTE DI STRUTTURA

12.2.4.1 SLV

Per le verifiche agli SLV il coefficiente di struttura q è definito come:

q = q0*KR*KW

dove:

q0 = valore massimo del fattore di struttura (NTC’08 § 7.4.3.2 per costruzioni in ca);

KR = fattore riduttivo dipendente dalla regolarità in altezza della struttura [NTC’08 § 7.3.1];

KW = fattore riduttivo a prevenzione del collasso per rottura delle pareti [NTC’08 § 7.4.3.2].

Nel caso in oggetto, tuttavia, si è deciso di progettare la struttura come non duttile: pertanto il valore del fattore di struttura da

considerare per la determinazione dello spettro di risposta di progetto (spettro inelastico) è pari a 1 (struttura non dissipativa).

Tale assunzione di riflesso permette di progettare e verificare le opere di fondazione direttamente secondo le combinazioni di carico

definite per le strutture in elevazione (§ 7.2.5 NTC’08).

12.2.4.2 SLD

Per le verifiche agli SLD la normativa impone di considerare lo spettro elastico di esercizio q=1 (§ 3.2.3.4 NTC’08).

Per costruzioni di Classe III e IV tale spettro elastico viene modificato attraverso il coefficiente di smorzamento viscoso posto pari a:

=17,5%.

In tal caso si ottiene =2/3; che equivale a ridurre lo spettro elastico attraverso un fattore di struttura q=1,50.

12.2.5 PARAMETRI SISMICI

Di seguito gli ulteriori parametri sismici da definire a cura del progettista e i relativi parametri dipendenti.

PARAMETRO VALORE

RIFERIMENTO NORMATIVO

SLV SLD

Categoria sottosuolo B [Tab. 3.2.II §3.2.2 NTC’08]

Coefficiente di amplificazione stratigrafica SS 1,151 1,200 [Tab. 3.2.V §3.2.3.2.1 NTC’08]

Coefficiente della categoria di sottosuolo CC 1,353 1,399 [Tab. 3.2.V §3.2.3.2.1 NTC’08]

Categoria topografica T1 [Tab. 3.2.IV §3.2.2 NTC’08]

Coefficiente di amplificazione topografica ST 1,000 1,000 [Tab. 3.2.VI §3.2.3.2.1 NTC’08]

S=(SS*ST) 1,151 1,200 [3.2.5 §3.2.3.2.1 NTC’08]

Coeff. di smorzamento viscoso 5% 5%

=[10/(5+)]0,50,55 1,000 1,000 [3.2.6 §3.2.3.2.1 NTC’08]

TB=Tc/3 0,160 s 0,140 s [3.2.7 §3.2.3.2.1 NTC’08]

Tc= Cc Tc* 0,481 s 0,420 s [3.2.8 §3.2.3.2.1 NTC’08]

TD=[4,0*(ag/g)]+1,6 2,589 s 1,995 s [3.2.9 §3.2.3.2.1 NTC’08]


Progetto Definitivo

Pag. 43 di 60

12.2.6 COEFFICIENTI SISMICI KH KV [NTC’08 § 7.11.6.2.1]

kh = m*amax/g

kv = ± 0.5*kh

dove:

m = coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito;

amax = accelerazione orizzontale massima attesa al sito = S*ag = SS*ST*ag;

g = accelerazione di gravità;

S = SS*ST;

ag = accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido.

12.2.6.1 SLV




SS = 1,187;

ST = 1,000;

ag = 0,247*g = 2,423 m/s2.

Pertanto:


kv = ± 0.5*kh = ± 0,142.

12.2.6.2 SLD




SS = 1,20;

ST = 1,00;

ag = 0,099*g = 0,971 m/s2;

Pertanto:


kv = ± 0.5*kh = ± 0,059.



Pag. 44 di 60

13 METODI DI CALCOLO E VERIFICA

13.1 METODI DI CALCOLO

L’analisi della struttura è stata compiuta cogli usuali schemi propri della scienza e della tecnica delle costruzioni, nel rispetto del vigente

regolamento italiano.

Si è fatto inoltre uso di codici di calcolo eventualmente agli elementi finiti.

Si riportano di seguito i dati dell’elaboratore utilizzato.

ORIGINE E CARATTERISTICHE DELL’ELABORATORE

Processore Pentium® IV con frequenza di clock di 3.20 GHz

Sistema operativo: Microsoft® Windows XP Professional® Versione 2002 Service Pack 2

Capacità di memoria: 1.49 GB di RAM.

Cifre significative: 14 (floating point a 64 bit)

Unità di memoria di massa: hard disk da 74.5 GB

13.2 CODICI DI CALCOLO UTILIZZATI

Di seguito vengono riportati i programmi di calcolo utilizzati nel progetto e nella verifica delle strutture in oggetto.

- Muri perimetrali: Trave ad una campata, VCA SLU;

- Soletta di copertura: Dolmen Win;

- Edificio centrale: Dolmen Win.

Sono stati inoltre utilizzati fogli di calcolo autoprodotti la cui affidabilità è stata precedentemente debitamente verificata

13.2.1 DOLMEN WIN

ORIGINE E CARATTERISTICHE DEL CODICE DI CALCOLO

Titolo: Dolmen Win®, modulo DW1, Analisi Strutturale

Versione: Release 15

Produttore-Distributore: CDM DOLMEN srl, via Drovetti 9F, Torino

Dati utente finale: Ing. 2P & Associati s.r.l.

Codice Utente: -

Codice Licenza: Y08ILE8VFc6Y

Questa procedura è sviluppata in ambiente Windows, ed è stata scritta utilizzando i linguaggi Fortran e C. DOLMEN WIN permette

l’analisi elastica lineare di strutture tridimensionali con nodi a sei gradi di libertà utilizzando un solutore ad elementi finiti. Gli elementi

considerati sono la trave, con eventuali svincoli interni o rotazione attorno al proprio asse, ed il guscio, sia rettangolare che triangolare,

avente comportamento di membrana e di piastra. I carichi possono essere applicati sia ai nodi, come forze o coppie concentrate, sia

sulle travi, come forze distribuite, trapezie, concentrate, come coppie e come distorsioni termiche. I vincoli sono forniti tramite le sei

costanti di rigidezza elastica.

A supporto del programma è fornito un ampio manuale d’uso contenente fra l’altro una vasta serie di test di validazione sia su esempi

classici di Scienza delle Costruzioni, sia su strutture particolarmente impegnative e reperibili nella bibliografia specializzata.

13.2.1.1 Grado di affidabilità del codice

L’affidabilità del codice di calcolo è garantita dall’esistenza di un ampia documentazione di supporto, come indicato nel paragrafo

precedente. La presenza di un modulo CAD per l’introduzione di dati permette la visualizzazione dettagliata degli elementi introdotti. È

possibile inoltre ottenere rappresentazioni grafiche di deformate e sollecitazioni della struttura. Al termine dell’elaborazione viene inoltre

valutata la qualità della soluzione, in base all’uguaglianza del lavoro esterno e dell’energia di deformazione.


Progetto Definitivo

Pag. 45 di 60

13.2.1.2 Motivazione della scelta del codice

DOLMEN WIN permette in campo elastico lineare un’analisi dettagliata del comportamento dell’intera struttura, tenendo conto del

comportamento irrigidente di setti anche complessi e solai considerati con la loro effettiva rigidezza. È possibile inoltre scegliere il

grado di affinamento dell’analisi di elementi complessi utilizzando mesh via via più dettagliate.

13.2.1.3 Tipo di schematizzazione

Si schematizza la struttura con il metodo degli elementi finiti, applicato a sistemi tridimensionali. Essa è considerata come un insieme di

elementi monodimensionali (trave con eventuali sconnessioni interne) e bidimensionali piani (denominati genericamente gusci nelle

uscite del programma, e così nominati pure in seguito), che verranno studiati dal programma tanto in base alla resistenza membranale,

quanto in base alla resistenza flessionale, essendo le sollecitazioni agenti di entrambi i tipi.

I vincoli sono considerati puntuali ed inseriti tramite le sei costanti di rigidezza elastica; dei gusci si conoscono le sollecitazioni nel

baricentro dell’elemento stesso.

I materiali costituenti la struttura sono considerati elastici e con comportamento lineare. Le loro caratteristiche sono specificate nella

stampa dei dati di input.

Il sistema di riferimento globale ha l’asse Z posto in verticale, l’asse X parallelo al lato lungo e quello Y al alto corto, a costituire una

terna destrorsa.

13.2.1.4 Tipo di analisi

Le analisi strutturali condotte sono statiche in regime lineare. La verifica delle membrature in cemento armato viene eseguita

considerando tutte le caratteristiche di sollecitazione.

13.2.2 TRAVE AD UNA CAMPATA


Titolo: Trave ad 1 campata

Versione: Versione 5.4 del 24/09/2006

Produttore-Distributore: Prof. Ing. Pietro Gelfi


Codice Utente: -

Codice Licenza: Licenza free

13.2.3 VCA SLU


Titolo: VCA SLU, Sezione generica in CA e CAP, Verifiche a Presso-flessione

Versione: Versione 7.6 del 25/06/2010

Produttore-Distributore: Prof. Ing. Pietro Gelfi


Codice Utente: -

Codice Licenza: Licenza free



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14 VERIFICHE SLU E SLE

14.1 SLU STR

Le verifiche di resistenza degli elementi strutturali sono riportate nelle rispettive “Relazioni di calcolo delle strutture” facente parte

integrante del presente progetto definitivo.

14.2 SLU GEO ED EQU

Le verifiche SLU di tipo geotecnico (GEO) e di equilibrio di corpo rigido (EQU) previste sulle opere di sostegno sono (§ 6.5.3.1

NTC’08):

Verifica a capacità portante del terreno di fondazione (Collasso dell’insieme terreno-fondazioni);

Verifica a scorrimento sul piano di posa;

Verifica a ribaltamento;

Verifica a stabilità globale (in caso di fondazioni posizionate su o nelle vicinanze di pendii naturali o artificiali).

Per le verifiche a capacità portante del terreno di fondazione e a scorrimento sul piano di posa deve essere seguito almeno uno dei

due approcci:

Approccio 1 →Combinazione 1: A1+M1+R1;

→Combinazione 2: A2+M2+R2;

Approccio 2 → A1+M1+R3.

La verifica a stabilità globale deve essere effettuata secondo l’Approccio 1, Combinazione 2:

Approccio 1 →Combinazione 2: A2+M2+R2.

La verifica a ribaltamento non prevede la mobilitazione della resistenza del terreno di fondazione e viene pertanto trattata come uno

stato limite di equilibrio come corpo rigido (EQU), utilizzando come approccio:

Approccio EQU →Combinazione: EQU+M2+R2.

I coefficienti parziali R sulla resistenza del sistema sono così definiti:

Tab. 6.5.I § 6.5.3.1 NTC’08 – Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati limite ultimi di muri di sostegno

Verifica Coefficiente parziale R1 Coefficiente parziale R2 Coefficiente parziale R3

Capacità portante R = 1,0 R = 1,0 R = 1,4

Scorrimento R = 1,0 R = 1,0 R = 1,1

Resistenza del terreno a valle

R = 1,0 R = 1,0 R = 1,4

14.2.1 VERIFICA A CAPACITÀ PORTANTE

Per il calcolo della capacità portante del terre è utilizzato il metodo di Terzaghi:

qlim = R

N2

B

L

B*4.01qNDtg*

L

B1cNuc

cN

qN*

L

B1

R

dq

;

avendo tenuto conto della forma della fondazione tramite i coefficienti c, q e , che per fondazioni rettangolari, circolari o quadrate

valgono:

c = cN

qN

L

B1 ;

q = tgL

B1 ;

= L

B4.01 .


Progetto Definitivo

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14.2.2 VERIFICA A SCORRIMENTO

La verifica a scorrimento sul piano di posa consiste nell’imporre l’equilibrio alla traslazione orizzontale tra tutte le forze in stabilizzanti e

resistenti che intervengono nel problema.

Il piano su cui scorre l’opera di sostegno è rappresentato dalla base della fondazione.

Le forze resistenti sono rappresentate dalla reazione che, per attrito, si desta all’interfaccia tra la base del muro e il terreno di

fondazione, dalla reazione fornita dal terreno di fondazione e da quella fornita dal terreno antistante il muro, che si oppone alla

traslazione.

La resistenza allo scorrimento è data dalla relazione:

R = ∑ Fstab * tg δ + Fc * A * C

Dove δ è l’angolo di attrito terreno-fondazione e Fc * A * C è il contributo dato dalla coesione del terreno.

Si assume come valore dell’angolo di attrito tra terreno e fondazione () i due terzi dell’angolo di attrito del terreno, come indicato dalla

normativa. A favore di sicurezza si trascura la coesione presente nel terreno.

Le azioni instabilizzanti ai fini delle verifiche sono le azioni orizzontali dovute alle spinte del terreno, che vengono considerati, come

carichi permanenti strutturali (G1) compiutamente definiti e le spinte del terreno dovute ai sovraccarichi valutate carico variabile (Qk).

Sono considerate invece azioni stabilizzanti i pesi propri degli elementi in c.a. e considerati come carichi permanenti strutturali (G1), la

pressione del terreno sulla platea di fondazione, come carico permanente strutturale (G1) compiutamente definito e la spinta passiva

del terreno

Ai fini delle verifiche tutte le azione connesse con la presenza dell’acqua e delle terre vengono valutate come azioni sfavorevoli, così

come le azioni dovute ai sovraccarichi. Le uniche azioni favorevoli sono le azioni gravitazionali dovute ai pesi propri degli elementi.

A favore di sicurezza le spinte in stabilizzanti esercitate dalle terre vengono valutate con il coefficiente di spinta a riposo K0.

Per quanto riguarda il contributo della spinta passiva, la normativa ( § 6.5.3.1.1 NTC’08) prevede di tenerne in considerazione solo

un’aliquota variabile tra il 30% e il 50%.

14.2.3 VERIFICA A RIBALTAMENTO

La verifica a ribaltamento consiste nell’imporre la verifica alla rotazione intorno al punto più a valle dell’opera di sostegno, valutando le

azioni ribaltanti e quelle stabilizzanti. Si ipotizza che un eventuale ribaltamento dell’opera possa avvenire per una rotazione attorno al

punto esterno inferiore della fondazione.

In generale la spinta che il terrapieno esercita sul muro e le spinte indotte dai sovraccarichi sono forze ribaltanti, mentre la forza

stabilizzante è rappresentata dal peso del muro ed eventualmente dal peso del terreno sovrastante la fondazione.

14.2.4 VERIFICA A STABILITÀ GLOBALE

La verifica di stabilità globale è fondamentale nel caso in cui i terreni interessati siano instabili, oppure se il sovraccarico agente sul

terrapieno è molto elevato. Con tale verifica, infatti, si determina il grado di sicurezza sia del manufatto, sia del terreno, nei confronti di

possibili scorrimenti lungo superfici di rottura passanti sotto il piano di posa.

La verifica, effettuata secondo i metodi di stabilità dei pendii, consiste nel ricercare la superficie di rottura tra tutte quelle possibili che

presenta il coefficiente di sicurezza più basso, e di confrontare lungo tale superficie le resistenze e le azione sollecitanti.

I metodi presenti in letteratura che possono essere utilizzati sono vari (Fellenius, Bishop; Bell; Jambu; Morgenstern-Price).

14.3 SLU UPL

La presenza di falda determina l’insorgere di fenomeni di instabilità dovuti alla pressione dell’acqua.

La verifica a sollevamento consiste nel verificare che le azioni stabilizzanti siano maggiori delle azioni instabilizzanti. Tra le azioni che

si oppongono al sollevamento vi sono: il peso proprio della struttura, i carichi permanenti e i carichi verticali dovuti alla presenza di

terreno di riporto o acqua libera. A stabilizzare la struttura contribuisce anche la resistenza di attrito lungo le pareti, che a favore di

sicurezza viene però trascurata.

L’azione instabilizzante dell’acqua è trattata come azione permanente (γG,instab = 1,1), e si calcola

come: HSV winstabinstabGinstab 1,1, , dove H è l’altezza totale dell’acqua che genera la sottospinta.

L’azione stabilizzante data dal peso proprio e dal carico strutturale viene valutata al 90% (γG,stab = 0,9).

L’eventuale resistenza laterale per attrito si calcola come kvk KhR tan2 '

0 ,

dove:



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- σ’v è la tensione verticale efficace;

- K0 è il coefficiente di spinta, valutato a favore di sicurezza in condizioni di riposo;

- δk è l’angolo di attrito relativo parete-terreno, pari a 2/3 dell’angolo di attrito caratteristico del terreno.

14.4 SLU HYD

La presenza di gradienti idraulici determina l’insorgere di fenomeni di instabilità dovuti ad erosione o sifonamento.

I manufatti di progetto sono stati verificati rispetto al rischio di sifonamento; la verifica è stata condotta applicando la metodologia

proposta da Bligh e Lane.

Tale metodologia consiste nel calcolare il gradiente idraulico esistente tra monte e valle dell’opera in esame e confrontarlo con un

coefficiente di sicurezza che dipende dalle caratteristiche del terreno su cui è realizzata l’opera; la condizione limite per la verifica

dell’opera a sifonamento è data dalla relazione

h

LC

dove

C è il coefficiente di sicurezza;

h è il carico d’acqua agente sulla struttura

L è la lunghezza del tragitto più breve che l’acqua dovrebbe percorrere per andare da monte a valle dell’opera.

Figura 29: Schema per l’applicazione del metodo di Bligh-Lane per la verifica al sifonamento

Per tenere conto del fatto che l’acqua incontra una maggiore resistenza lungo i percorsi verticali che lungo quelli orizzonta li, il calcolo

della lunghezza del percorso viene effettuato in modo ponderato, come segue:

vo LLL 3

1

con

Lo lunghezza dei tratti orizzontali del percorso;

Lv lunghezza dei tratti verticali del percorso.

Nella tabella seguente sono riportati i valori assunti dal coefficiente C, per diversi tipi di terreno.

TERRENO C

sabbia molto fine o limo 8.5

sabbia fine 7.0

sabbia media 6.0

sabbia grossa 5.0

ghiaia fine 4.0

ghiaia media 3.5

ghiaia grossa con ciottoli 3.0

massi con ciottoli e ghiaia 2.5

argilla molle 3.0

argilla media 2.0

argilla compatta 1.8

argilla molto compatta 1.6

Valori del coefficiente di Bligh-Lane per la verifica a sifonamento


Progetto Definitivo

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15 OPERE DI PRESA

Di seguito si riportano le verifiche geotecniche e sulle fondazioni eseguite per le due opere di presa. Di fatto si evince che le strutture

nel complesso sono massicce e quindi difficilmente si avranno fenomeni di scorrimento o ribaltamento; inoltre l’assenza di falda e

gradienti idraulici significativi esclude instabilità dovute a spinte idrauliche o flussi che si possono innestare nel terreno.

Per le strutture risulta pertanto significativa la sola verifica a capacità portante, anche se la profondità delle fondazioni e le

caratteristiche del terreno assicurano valori di resistenza elevati.

I problemi principali di natura geotecnica si potrebbero avere a livello degli sbarramenti in condizioni di piena, di cui si riporta uno

schema di seguito.

Figura 30: Briglia sul Rio Liana

Figura 31: Briglia sul Rio Piccolaz

Nel proseguo della relazione si vedrà, infatti, come le verifiche risultino soddisfatte anche per questi elementi, ma con fattori di

sicurezza minori rispetto all’intera opera.



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15.1 PRESA SUL RIO LIANA

15.1.1.1 Verifica a capacità portante

Si applica l’Approccio 2, considerando a favore di sicurezza la massima sollecitazione calcolata come agente su un’impronta ridotta

della fondazione, avente un’area pari ad 1m2.

La massima tensione qEd agente sul terreno dovuta ai carichi di progetto (peso proprio elementi in calcestruzzo e peso del battente

idraulico di 1,60 m) è:

qEd = 0,47 daN/cm2.

La tensione ammissibile, ipotizzando a favore di sicurezza il piano di posa della fondazione -50 cm dal piano campagna, e effettuando

la verifica in condizioni drenate, è:

qlim = 3,34 daN/cm2.


Progetto Definitivo

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La verifica a capacità portante effettuata su una porzione di fondazione risulta quindi soddisfatta.



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15.1.1.2 Verifica a scorrimento

Essendo la struttura massiccia e completamente interrata non si evidenzia la possibilità del verificarsi di fenomeni di scorrimento

La presenza di un taglione rende superflua la verifica a scorrimento sul piano di posa in quanto lo stesso si oppone al moto.

L’unico elemento che potrebbe presentare problemi in tal senso è la briglia lungo lo sbarramento.

La verifica è stata condotta considerando tra le azioni stabilizzanti il peso della struttura in calcestruzzo, il peso del terreno sul

ringrosso e il peso dell’acqua al di sopra, considerando un’altezza di 1m. Per quanto riguarda la spinta passiva si è considerato un

contributo del 30%.

Di seguito si riportano gli output dei fogli di calcolo.

La verifica risulta soddisfatta.

15.1.1.3 Verifica a ribaltamento

Essendo la struttura massiccia e interrata su tre lati non si evidenzia la possibilità dell’insorgere di fenomeni di perdita dell’equilibrio,

inoltre la presenza di un taglione sull’unico lato non interrato, garantisce stabilità.



ringrosso e il peso dell’acqua al di sopra, considerando un’altezza di 1m. Non è stato considerato il contributo della spinta passiva.



Progetto Definitivo

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15.1.1.4 Verifica a stabilità globale

Essendo la struttura massiccia e completamente interrata e l’entità dei sovraccarichi agenti sul terreno circostante di intensità

moderata, non si evidenzia la possibilità di generazione di superfici passanti al di sotto del piano di posa della fondazione che possano

compromettere la stabilità del gruppo struttura – terreno.

15.1.1.5 Verifica a sollevamento

L’assenza di falda elimina la possibilità di fenomeni di sollevamento della struttura causati da sottospinte idrauliche.

15.1.1.6 Verifica a sifonamento

La profondità di posa delle fondazioni, il livello massimo della falda, la forma e le dimensioni delle strutture e la presenza le di gradienti

idraulici ridotti non permettono il generarsi di fenomeni di instabilità dovuti ad erosione o sifonamento.

Inoltre la realizzazione di un taglione in micropali con funzione antisifonamento riduce il rischio del verificarsi di fenomeni di

sifonamento.



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15.2 PRESA SUL RIO PICCOLAZ




La massima tensione qEd agente sul terreno dovuta ai carichi di progetto (peso proprio elementi in calcestruzzo e peso del battente

idraulico di 1,50 m) è:

qEd = 0,455 daN/cm2.





Progetto Definitivo

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Essendo la struttura massiccia e completamente interrata non si evidenzia la possibilità del verificarsi di fenomeni di scorrimento

La presenza di un taglione rende superflua la verifica a scorrimento sul piano di posa in quanto lo stesso si oppone al moto.



ringrosso e il peso dell’acqua al di sopra, considerando un’altezza di 1m. Per quanto riguarda la spinta passiva si è considerato un

contributo del 30%.




Essendo la struttura massiccia e interrata su tre lati non si evidenzia la possibilità dell’insorgere di fenomeni di perdita dell’equilibrio,

inoltre la presenza di un taglione sull’unico lato non interrato, garantisce stabilità.



ringrosso e il peso dell’acqua al di sopra, considerando un’altezza di 1m. Non è stato considerato il contributo della spinta passiva.



Progetto Definitivo

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La profondità di posa delle fondazioni, il livello massimo della falda, la forma e le dimensioni delle strutture e la presenza le di gradienti

idraulici ridotti non permettono il generarsi di fenomeni di instabilità dovuti ad erosione o sifonamento.

Inoltre la realizzazione di un immorsato nella formazione rocciosa verticale laterale riduce il rischio del verificarsi di fenomeni di

sifonamento.



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16 EDIFICIO CENTRALE




La massima tensione qEd agente sul terreno dovuta ai carichi di progetto è:

qEd = 3,01 daN/cm2.




Figura 32: Inviluppo pressioni SLV agenti [daN/cm2]


Progetto Definitivo

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Essendo la struttura massiccia e interrata non si evidenzia la possibilità del verificarsi di fenomeni di scorrimento


Essendo la struttura massiccia e interrata su tre lati non si evidenzia la possibilità dell’insorgere di fenomeni di perdita dell’equilibrio.








La profondità di posa delle fondazioni, il livello massimo della falda, la forma e le dimensioni delle strutture e l’assenza pressoché totale

di gradienti idraulici non permettono il generarsi di fenomeni di instabilità dovuti ad erosione o sifonamento.

REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA · Oggetto della presente relazione sono le verifiche...

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