Relazione di Calcolo Lusignana - Comune di Bucine...L’oggetto della presente relazione è la...

COMUNE DI BUCINE

PROGETTO ESECUTIVO DEI LAVORI DI DIFESA DAL RISCHIO IDRAULICO DELL'ABITATO DI BADIA A RUOTI (COMUNE DI BUCINE) E DI

RIASSETTO IDRAULICO DEL BORRO LUSIGNANA

RELAZIONE STRUTTURALE

ELABORATO N. 5a

Ottobre 2012

RAGGRUPPAMENTO DEI PROGETTISTI RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO

Ing. Marco Benini (Capo Gruppo)

Via G. Puccini n. 150, Arezzo - Tel. 0575/323668

Ing. Angela Cardini

Ing. Giancarlo Caroli

Geol. Fabio Poggi

Geol. Massimiliano Rossi

Dott. Ing. Luca Niccolai

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I N D I C E

1 PREMESSA................................................................................................... 3 2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO .................................................................... 3 3 MATERIALI DA ADOTTARSI.......................................................................... 4 4 RELAZIONE SULLE FONDAZIONI................................................................. 5 5 ANALISI DEI CARICHI .................................................................................. 6 6 RELAZIONE DI CALCOLO........................................................................... 13

6.1 VERIFICA SOLAIO ALVEOLARE ................................................................ 13 6.2 VERIFICA STRUTTURE IN C.A. BOCCA TARATA ...................................... 18

6.2.1 Verifica della platea e delle ciabatte di fondazione................................ 20 6.2.2 Verifica delle pareti contro terra........................................................... 24 6.2.3 Verifica delle pareti dei diaframmi esterni ............................................ 26 6.2.4 Verifica della parete della bocca tarata................................................. 28 6.2.5 Verifica elementi frangiflusso in c.a. .................................................... 30 6.2.6 Verifica alle azioni locali sugli appoggi ................................................. 31

6.3 PALI IN ACCIAIO COR-TEN STRUTTURA DI TRATTENUTA ...................... 31

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1 PREMESSA

L’oggetto della presente relazione è la verifica delle strutture in c.a. facenti parte

della bocca tarata in oggetto, composte da platea in c.a., pareti in c.a. e da un

attraversamento carrabile realizzato con elementi prefabbricati in c.a.p., del

torrente Lusignana.

In dettaglio si riportano le verifiche:

Bocca tarata composta dai seguenti elementi strutturali

• Solaio alveolare in c.a.p. per realizzazione di un attraversamento

carrabile

• Muri di contenimento in c.a.

• Platea in c.a.

• Diaframmi antifiltrazione in c.a.

• Quinte laterali e cubi frangiflusso in c.a.

• Setto verticale in c.a. costituente la Bocca Tarata

• Elementi frangiflusso in c.a.

• Pali in acciaio “Cor-ten” costituenti la struttura di trattenuta.

2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO

STRUTTURE a) Legge 05/11/1971 n°1086: ”Norma per la disciplina delle opere in

conglomerato cementizio, normale precompresso ed a struttura metallica”.

b) D.M. 14/01/2008: "Norme Tecniche per le costruzioni".

c) D.P.R. 6 giugno 2001, n. 380: “Testo unico delle disposizioni legislative e

regolamentari in materia edilizia.

d) Circolare Consiglio Superiore Lavori Pubblici 02/02/2009: Istruzioni per

l’applicazione delle “Norme Tecniche per le costruzioni" di cui al D.M.

14/01/2008.

CARICHI E SOVRACCARCHI

e) D.M. 14/01/2008: "Norme Tecniche per le costruzioni".

f) Circolare Consiglio Superiore Lavori Pubblici 02/02/2009: Istruzioni per


14/01/2008.

SISMICA

g) Legge 02/02/1974 n°64: ”Provvedimenti per le costruzioni con particolari

prescrizioni per le zone sismiche”

h) D.M. 14/01/2008: "Norme Tecniche per le costruzioni".

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i) Circolare Consiglio Superiore Lavori Pubblici 02/02/2009: Istruzioni per


14/01/2008.

TERRENI E FONDAZIONI

j) D.M. 14/01/2008: "Norme Tecniche per le costruzioni".

k) Circolare Consiglio Superiore Lavori Pubblici 02/02/2009: Istruzioni per


14/01/2008.

PONTI

l) D.M. 14/01/2008: "Norme Tecniche per le costruzioni".

m) Circolare Consiglio Superiore Lavori Pubblici 02/02/2009: Istruzioni per


14/01/2008.

STRADE

n) Decreto Ministeriale 5 Novembre 2001 “Norme Funzionali e geometriche per

le costruzioni di strade”.

3 MATERIALI DA ADOTTARSI

Per la realizzazione dei manufatti descritti si prescrive l’uso dei seguenti materiali:

per le strutture in c.a.o.

- conglomerato cementizio C30/37 (valore minimo nel rispetto del prospetto

F.1 della norma UNI EN 206/01 per Classi di esposizione XC4/XF1)

- magrone C12/15

- acciaio B450C

Per i solai alveolari si utilizzeranno i seguenti materiali:

- Calcestruzzo

- Al taglio dei trefoli Rckj = 350 kg/mq

- A maturazione C45/55 (Rck = 550 kg/mq)

- Acciaio armonico (armatura di precompressione) - Trefoli stabilizzati:

- fptk ≥ 186 kg/mmq

- fp(1)k ≥ 167 kg/mmq

Per i pali della struttura di trattenuta:

- Acciaio tipo “Cor-ten” ad alta resistenza alla corrosione e meccanica

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4 RELAZIONE SULLE FONDAZIONI

Le caratteristiche geotecniche dei terreni relativi all’area in località Badia a Ruoti

(Comune di Bucine), sono basate sulla relazione geologica del Dott. Geol. Fabio

Poggi e del Dott. Geol. Massimiliano Rossi.

Per la caratterizzazione geotecnica dei depositi che verranno interessati dal

progetto di realizzazione del rilevato arginale, sono stati utilizzati i dati derivanti

dalle indagini geognostiche appositamente realizzate e precedentemente

riassunti.

Attraverso tali indagini è stato possibile individuare quindi la presenza di 3

orizzonti stratigrafici significativi:

- ORIZZONTE 0: suolo e terreno vegetale, costituito da sabbia eterogenea di

colore marrone scuro. Tale orizzonte presenta uno spessore variabile da 0.4 m a

0.6 m.

- ORIZZONTE I: costituito da sabbia-limosa di colore ocra-marrone, con

presenza di numerosi ciottoli e ghiaia ben levigati ed arrotondati di natura

prevalentemente arenacea. L’orizzonte appare mediamente addensato e asciutto-

umido nella parte alta, mentre risulta bagnato per la presenza della falda a

partire da circa 2 m di profondità.

- ORIZZONTE II: Ciottoli e ghiaia di natura prevalentemente arenacea immersi

in scarsa matrice limoso-sabbiosa di colore ocra chiaro-marrone. A volte la

matrice è assente. L’orizzonte risulta addensato e bagnato.

CARATTERISTICHE GEOTECNICHE

Attraverso i risultati delle prove geotecniche in sito (penetrometria, SPT e prove

di permeabilità LeFranc), è stato possibile caratterizzare dal punto di vista

geotecnico gli orizzonti descritti in precedenza.

Sono stati quindi individuati i seguenti parametri geotecnici:

ORIZZONTE 0: terreno vegetale/suolo sabbioso.

Le caratteristiche geotecniche di tale materiale risultano generalmente scarse.

ORIZZONTE I: sabbia limosa con abbondanti inclusi litici; a tale orizzonte

possiamo attribuire i seguenti parametri geotecnici medi:

γ (peso di volume saturo) = 1.90 t/mc

γ’ (peso di volume efficace) = 0.90 t/mc

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Φ (angolo di attrito) = 28°-30°

Mo (modulo edometrico) = 100 – 150 kg/cm2

ORIZZONTE II: ciottoli e ghiaia arenacea in matrice limoso-sabbiosa; a tale

orizzonte possiamo attribuire i seguenti parametri geotecnici medi:

γ (peso di volume) = 2.00 t/mc

γ’ (peso di volume efficace) = 1.00 t/mc

Φ (angolo di attrito) = 32°-34°

Mo (modulo edometrico) = 200 – 250 kg/cm2

Per quanto riguarda la verifica della capacità portante delle fondazioni a platea

si rimanda al Fascicolo dei Calcoli del programma agli elementi finiti Modest.

5 ANALISI DEI CARICHI

CARICHI DOVUTI ALLA SPINTA DELLE TERRE

• Azioni statiche su pareti contro terra

Per quanto riguarda la spinta delle terre si considera la seguente schematizzazione in cui:

φ−⋅+

φ−⋅⋅γ=⋅+⋅⋅γ=σ2

45tanq2

45tanzkqkz 22aat

dove si indica con mqkgq /1000= il sovraccarico che si considera presente sopra il

cuneo di spinta, z l’altezza del cuneo di spinta e °= 30φ angolo di attrito interno da

cui γ=1900 Kg/mc , Ka =0.33 (spinta di tipo idrostatico).

• Azioni sismiche terreno su pareti contro terra

Calcolate secondo i criteri del paragrafo 7.11.6.2.1 del D.M. 14/01/2008.

Per il calcolo è necessario considerare anche la sovra-spinta sismica legata alla massa del

terreno del cuneo di spinta sulle spalle del ponte e al sovraccarico presente sopra il cuneo

stesso. Si dovrà quindi calcolare:

- la spinta dovuta al peso del cuneo di terreno: BHSW γ2

1=

- la spinta dovuta al sovraccarico: BqSC =

L’azione sismica è rappresentata da una forza statica equivalente pari al prodotto delle forze

di gravità per un opportuno coefficiente sismico. Nelle verifiche allo stato limite ultimo, i

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valori dei coefficienti sismici orizzontale e verticale possono essere valutati mediante le

espressioni:

- g

ak mh

maxβ=

- hv kk ⋅±= 5.0

dove maxa è l’accelerazione massima attesa al sito e g è l’accelerazione di gravità.

Il coefficiente mβ assume valori diversi a seconda della categoria di suolo e del valore

dell’accelerazione massima.

In assenza di studi specifici, si deve assumere che l’incremento dovuto alla sovra-spinta

sismica sia applicato a metà altezza della spalla del ponte.

AZIONI SU IMPALCATO CARRABILE (VARIABILI DA TRAFFICO)

peso solaio: 460 Kg/mq

peso soletta collaborate : 375 Kg/mq

carichi permanenti non strutturali: 250 Kg/mq

I carichi variabili da traffico sono definiti da Schemi di Carico disposti su corsie

convenzionali.

Per la verifica si è considerato lo schema di carico seguente:

0,5

0,5

20,

5

0,4

1,24

Carico mobile Q1k = 300 KN

Carico distribuito q1k = 9 KN/mq

L’attraversamento carrabile è classificato come ponte di Prima Categoria.

La forza di frenamento o di accelerazione è funzione del carico verticale totale agente sulla

corsia convenzionale n.1 e, nei ponti di prima categoria, è uguale a:

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( ) kNLwqQqkN kk 90010.026.0180 113 ≤⋅⋅+=≤

La forza applicata a livello della pavimentazione ed agente lungo l’asse della corsia, è assunta

uniformemente distribuita sulla lunghezza caricata e include gli effetti di interazione.

Azione di frenamento q3 = 390 KN

Ai fini della determinazione dei valori caratteristici delle azioni dovute al traffico, si dovranno

considerare le combinazioni riportate in tabella 2:

La tabella 3 fornisce i valori dei coefficienti parziali delle azioni da assumere nell’analisi per

la determinazione degli effetti delle azioni nelle verifiche agli SLU, il significato dei simboli è

il seguente:

γG1 coefficiente parziale del peso proprio della struttura;

γG2 coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturali;

γQ coefficiente parziale delle azioni variabili da traffico;

γQi coefficiente parziale delle azioni variabili;

γP coefficiente parziale della precompressione si assume pari a 1.

Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. carichi permanenti portati) siano

compiutamente definiti si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni

permanenti.

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I valori dei coefficienti ψ0 sono riportati nella tabella 4:

I valori dei coefficienti ψ1 e ψ2 sono riportati nella tabella 5:

SOVRACCARICO ACQUA DI PIENA SU PLATEA

Qacc = 3000 Kg/mq (corrispondente ad un’altezza massima h=3.00 m)

SPINTA DINAMICA ACQUA SU SETTO BOCCA TARATA

Qdin = 5400 Kg/mq (spinta statica orizzontale equivalente)

AZIONI SISMICHE

Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite

considerati, si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base” del sito di costruzione.

La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa in

condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale,

nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente,

con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza nel periodo di riferimento. Le forme

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

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

- accelerazione orizzontale massima al sito;

- valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;

- periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.

Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l’effetto

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della risposta sismica locale individuando la categoria di suolo di riferimento e le

caratteristiche della superficie topografica.

Infine, per la determinazione degli effetti delle azioni sismiche si fa riferimento alle masse

corrispondenti ai pesi propri e ai sovraccarichi permanenti, considerando nullo il valore delle

masse corrispondenti ai carichi da traffico (Ψ2 =0).

Data la classificazione vigente, la relazione geologica e la destinazione d’uso dell’opera, sono

stati assunti alla base dei calcoli dell’analisi dinamica modale i seguenti parametri: - Zona sismica: zona 3 - Sito di costruzione: Badia a Ruoti (Comune di Buc ine) LON. 11.60750 LAT. 43.39610 Contenuto tra ID reticolo: 21618 21840 21617 218 39 Simbologia TCC = Tipo di combinazione di carico SLU = Stato limite ultimo SLU S = Stato limite ultimo (azione sismica) SLE R = Stato limite d'esercizio, combinazione ra ra SLE F = Stato limite d'esercizio, combinazione fr equente SLE Q = Stato limite d'esercizio, combinazione qu asi permanente SLD = Stato limite di danno SLV = Stato limite di salvaguardia della vita SLC = Stato limite di prevenzione del collasso SLO = Stato limite di operatività SLU I = Stato limite di resistenza al fuoco TR = Periodo di ritorno Ag = Accelerazione orizzontale massima al sito FO = Valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale TC* = Periodo di inizio del tratto a velocità costante de llo spettro in accelerazione orizzontale TCC TR Ag FO TC* SLD 75 0.0625 2.63 0.27 SLV 712 0.1472 2.43 0.29 - Tipo di opera: Opera ordinaria - Vita nominale V N: 50.00 - Classe d'uso: Classe III - SL Esercizio: SLO-Pvr no, SLD-Pvr 63.00 - SL Ultimi: SLV-Pvr 10.00, SLC-Pvr no - Classe di duttilità: Classe B - Quota di riferimento: 0.00 <m> - Altezza della struttura: 7.30 <m> - Numero piani edificio: 1 - Coefficiente θ: 0.00 - Edificio regolare in altezza: no - Edificio regolare in pianta: no - Forze orizzontali convenzionali per stati limite non sismici: 1.00% - Genera stati limite per verifiche di resistenza a l fuoco: no Dati di calcolo - Categoria del suolo di fondazione: E - Tipologia edificio: c.a. o prefabbricato a telaio a più piani e più campate Coeff. C 1 0.075 Periodo T 1 0.33308 Coeff. λ SLD 1.00

Coeff. λ SLV 1.00

Rapporto di sovraresistenza ( αu/ α1) 1.00 Valore di riferimento del fattore di struttura (q 0) 1.00 Fattore riduttivo (K w) 1.00 Fattore di struttura (q) 1.00 - Categoria topografica: T1 - Superficie pianeggian te, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i<=15° - Coeff. amplificazione topografica: 1.00 - Fattore di struttura per sisma verticale (qv): 1. 50 - Modi da calcolare: 90 - Modi da considerare: tali da movimentare una perc entuale di massa pari a 85.00% - Trascura modi con massa movimentata minore di: no - Smorzamento spettro: 5.00

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0 . 500 1 . 000 1 . 500 2 . 000 2 . 500 3 . 000 3 . 500 4 . 000

0 . 050

0 . 100

0 . 150

0 . 200

0 . 250

0 . 300 Spe t t r o Or i z zon t a l e

TB

TB ( 0 . 18 ) = 0 . 263

TC

TC( 0 . 53 ) = 0 . 263

TD

TD( 1 . 85 ) = 0 . 075

Spe t t r o Ve r t i ca l e

TB

TB ( 0 . 05 ) = 0 . 056

TC

TC( 0 . 15 ) = 0 . 056

TD

TD( 1 . 00 ) = 0 . 008

T [ s ]

a/

g

Figura numero 3: Spettro allo SLD

0 . 500 1 . 000 1 . 500 2 . 000 2 . 500 3 . 000 3 . 500 4 . 000

0 . 050

0 . 100

0 . 150

0 . 200

0 . 250

0 . 300

0 . 350

0 . 400

0 . 450

0 . 500

0 . 550

0 . 600 Spe t t r o Or i zzo n t a l e

TB

TB( 0 . 18 ) = 0 . 572

TC

TC( 0 . 55 ) = 0 . 572

TD

TD( 2 . 19 ) = 0 . 143

Spe t t r o Ve r t i ca l e

TB

TB( 0 . 05 ) = 0 . 124

TC

TC( 0 . 15 ) = 0 . 124

TD

TD( 1 . 00 ) = 0 . 029

T [ s ]

a/

g

Figura numero 4: Spettro allo SLV

- Angolo di ingresso del sisma: 0.00 <grad>

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AZIONE SUI PARAPETTI

In questo caso, per la mancanza di marciapiedi laterali, la barriera laterale del ponte deve

essere provvista di un elemento di ritenuta con funzione di parapetto di altezza non inferiore a

1,10 m. Data la particolare conformazione della struttura non si ritiene necessaria una

ulteriore particolare verifica per azione di urto di veicolo in svio.

La tipologia di dispositivi da adottare è stata individuata secondo quanto previsto dal D.M. 18

feb. 1992, n.223 e s.m.i.. In particolare si è fatto riferimento all’ultimo aggiornamento del 21

giu 2004 e partendo dai criteri di scelta dei dispositivi in esso contenuti, si sono individuate le

tipologie da adottare. Si è altresì tenuto conto delle norme EN 1317 recepite dallo stesso D.M.

21 giu 2004, per definire le caratteristiche prestazionali delle barriere.

Il traffico di riferimento, TGM nei due sensi, è sicuramente < 1000, il tipo di traffico è

pertanto, ai sensi dell’art.6 del citato D.M., di “tipo I”.

A questo tipo di traffico per una strada extraurbana locale (tipo F) corrisponde l’impiego delle

seguenti classi minime di Livello di Contenimento in funzione della destinazione:

- essendo un ponte con lunghezza <10m si assimilano bordo ponte e bordo laterale

- Dispositivi per Bordo laterale: N1

Partendo da questo valori minimi, si sono adottate, per il ponte le tipologie di seguito

descritte:

Barriera destinazione Bordo Ponte:

- Livello di contenimento: N1

- Tipo di Vincolo: ancorata su soletta in c.a. di altezza 15 cm

- Materiale: Acciaio

- Massimo ingombro trasversale (compreso piastrame di ancoraggio): 50 cm

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6 RELAZIONE DI CALCOLO 6.1 VERIFICA SOLAIO ALVEOLARE

La luce massima del solaio è di 710 cm

Si considera un solaio di altezza 35 cm più una soletta collaborante armata di 15 cm.

ANALISI DEI CARICHI:

peso solaio: 467 Kg/mq

soletta collaborate : 375 Kg/mq

permanenti non strutturali: 250 Kg/mq

Il software di verifica delle lastre di solaio alveolare accetta come input solo carichi di tipo

uniformemente distribuito. Ai fini della determinazione dei carichi variabili sulla lastra di

solaio quindi verranno determinati i carichi distribuiti equivalenti ai carichi variabili mobili da

traffico. In pratica si dovrà trovare il carico distribuito che provochi sulla lastra lo stesso

momento flettente massimo e lo stesso taglio massimo sulla lastra.

Si riporta di seguito lo schema statico con la disposizione dei carichi mobili che massimizza il

momento flettente in mezzeria:

Il momento massimo in mezzeria è pari a:

Mmax = 5105535 Kg·cm

Il carico uniformemente distribuito equivalente è pari a:

qMeq = 6752 Kg/m2

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Si riporta di seguito lo schema statico con la disposizione dei carichi mobili che massimizza il

taglio agli appoggi:

Il taglio massimo agli appoggi è pari a:

Vmax = 31300 Kg

Il carico uniformemente distribuito equivalente è pari a:

qVeq = 7348 Kg/m2

Si riporta di seguito la verifica della lastra di solaio alveolare:

VERIFICA DI UN SOLAIO ALVEOLARE IN C.A.P. AI SENSI DEL D.M.14/01/2008 - REV. DEL 01/02/10 --------------------------------------------------- -------------- DESCRIZIONE: SOLAIO ALVEOLARE H35 - IMPALCATO LUSIG NANA --------------------------------------------------- --------------

--------------------------- larghezza 120cm, spess. 35cm, | | | solaio slittato a 4 fori REI 120, | |35 semplicemente appoggiato, ----------------- ---------- + carico uniformemente distribuito +-------------120 -----------+ --------------------------------------------------- -------------- CALCESTRUZZO: Rckj= 350 kg/cmq, Rck28= 550 kg/cmq fck= 456.50 fctm= 38.32 fcd= 277.16 kg/cmq EC= 364161.1 kg/cmq C45/55 CALCESTRUZZO IN OPERA, Rck28= 300 kg/cmq ACCIAIO precompr.: fptk= 186 kg/mmq EA= 1960000 kg/cmq C.OMOG.= 5.38 GAMMA= 1.15

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ACCIAIO ordinario: B450C EA= 2100000 kg/cmq C.OMOG.= 15.00 GAMMA= 1.15 --- CARATT. GEOMETRICHE -- SEZ.CLS.--SEZ.OMOG.--SEZ .COMP.- AREA SEZ. PRECOMP.(cmq)= 2242.50 2338.39 4034 .15 ORDINATA BARIC.RO (cm)= 17.55 17.10 28 .20 COMPL. ORDIN. BAR. (cm)= 18.45 18.90 22 .80 MOM.INERZ. BARIC.(cm^4)= 354550.00 365388.531079356 .13 MOD. RES. SUP.RE (cm^3)= 19216.80 19337.65 47340 .33 MOD. RES. INF.RE (cm^3)= 20202.28 21361.73 38274 .94 BASE VERIF. TAGLIO (cm)= 33.2 ALTEZZA SOL.COL.TE (cm)= 15 RETE SOLETTA: DIAMETRO (mm)= 10 RETE SOLETTA: MAGLIA (quadra) (cm)= 10 ******* ARMATURA DI PRECOMPRESSIONE *************** ************** ORDINATA PRIMO GRUPPO DI TREFOLI (cm) = 4.5 N. TREFOLI 0.6' = 8 TIRO DI OGNI TREFOLO DA 0.6' = 19500 Kg ORDINATA SECONDO GRUPPO DI TREFOLI (cm)= 4.5 N. TREFOLI = 0 ORDINATA TERZO GRUPPO DI TREFOLI (cm) = 9 N. TREFOLI 0.6' = 3 TIRO DI OGNI TREFOLO DA 0.6' = 19500 Kg ORDINATA QUARTO GRUPPO DI TREFOLI (cm) = 9 N. TREFOLI = 0 ORDINATA QUINTO GRUPPO DI TREFOLI (cm) = 30 N. TRECCE 3x3 = 3 TIRO DI OGNI TRECCIA 3x3 = 2963 Kg AREA ARMAT. PREC. (mmq)= 1598.1 BARICENTRO ARMAT. (cm)= 6.69 ECCENT.TA' ARMAT. (cm)= 10.86 10.41 TIRO INIZ. DI PREC.(kg)= 223390 ----- CARICHI ------------------------------------- -------------- LUCE DI CALCOLO = 7.10 m PESO PROPRIO = 467 kg/mq; Mp.p. = 353264 k gcm GETTI COMPL/SOLETTA= 375 kg/mq; Msol. = 283556 k gcm CARICHI PERMANENTI = 250 kg/mq; Mperm.= 189038 k gcm CARICHI VARIABILI =6752 kg/mq; Mvar. =5105525 k gcm MTOT. =5931383 kgcm COEFFICIENTI DI COMBINAZIONI DEI CARICHI (D.M.14/01 /2008) DESTINAZIONE PSI1 PSI2 FREQUENTI QUASI PERM. (C/D/F) A.AFFOL.,COMM.,PARC. 0.7 0.6 PER LA COMBINAZIONE ''RARE'' I COEFFICIENTI SONO AS SUNTI UNITARI DATA LA PRESENZA DI UN SOLO CARICO VARIABILE VERTIC ALE CATEGORIE TOPOGRAFICHE (D.M.14/01/2008) T1 SUPERF. PIANEGGIANTE, PEND MAX 15 ----- TENS. NEL CLS (kg/cmq) Sig,sup = 6.13 (RIF. < +14.5) AL TAGLIO DEI TREFOLI Sig,inf =-185.11 > -20 3.3 ----- PERDITE DI TENSIONE (kg/mmq) RIEPILOGO PERDIT E 27.86 PER RILASSAM. INIZ. 1.90 PERCENTUALE PERD ITE 19.9% PER RITIRO 5.88 TENS. INIZ. (<14 8.80) 139.78 PER VISCOSITA' 16.85 TENS.FINALE (<13 3.60) 106.85 PER RILASSAM.FINALE 3.24 TIRO FINALE (kg) 178862 PER DEF. ELAST. CLS 5.07

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----- TENS. NEL CLS (kg/cmq) Sig,sup = -13.13 < +3 1.9 PER GETTO DI COMP.TO/SOLETTA Sig,inf =-133.86 > -20 5.4 ----- TENS. NEL CLS (kg/cmq) Sig,s.s.= -68.71 > -11 2.0 PER CARICHI PERM+ACCID. Sig,sup = -36.63 > -20 5.4 PER C.C. QUASI PERMANENTI Sig,inf = -48.89 < +3 1.9 MOMENTO FLETTENTE AGENTE = 3889173 kgcm ----- TENS. NEL CLS (kg/cmq) Sig,sup.s.= -79.49 > -112.0 PER CARICHI PERM.+ACCID. Sig,sup = -40.32 > -20 5.4 PER C.C. FREQUENTI Sig,inf = -35.55 < +3 1.9 MOMENTO FLETTENTE AGENTE = 4399725 kgcm ----- TENS. NEL CLS (kg/cmq) Sig,sup.s.=-111.85 > -149.3 PER CARICHI PERM.+ACCID. Sig,sup = -51.39 > -27 3.8 PER C.C. RARE Sig,inf = 4.47 < (RI F. +31.9) MOMENTO FLETTENTE AGENTE = 5931383 kgcm ---------------- STATO LIMITE DI FESSURAZIONE ----- --------- AUTOMATICAMENTE VERIFICATO DAL RISPETTO DELLE CONDIZIONI PRECEDENTI: Tensione normale fibra inferiore (C.C. Q.P E FREQ.) < 31.93 kg/cmq (0 kg/cmq = stato limite di decompressione) --------------------------------------------------- ------------- | VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO PER FLESSIO NE | --------------------------------------------------- ------------- |Deformazione iniziale armatura di precompr. Eps,o= 0.0057103 | --------------------------------------------------- ------------- | | | | | | | |Sig,s | |N.| armat.|area|ordin.|Eps,c alla|Eps,s alla|Eps,s alla|rott. | | |precom.| mmq| cm |neutraliz.|neutraliz.| rott ura |kg/mmq| --------------------------------------------------- ------------- | 1| 8 0.6'|1116| 4.50| 0.0003865| 0.0060967| 0.01 92137|145.22| | 2| 0 | 0| 4.50| 0.0000000| 0.0000000| 0.00 00000| 0.00| | 3| 3 0.6'| 419| 9.00| 0.0003235| 0.0060337| 0.01 75426|145.22| | 4| 0 | 0| 9.00| 0.0000000| 0.0000000| 0.00 00000| 0.00| | 5| 3 3x3 | 64| 30.00| 0.0000296| 0.0057398| 0.00 97443|145.22| --------------------------------------------------- ------------- | Msdu statico 8731902 kgcm ; Msdu sismico 428 4634 kgcm | | (D.M. 14/01/2008) | --------------------------------------------------- ------------- |Mrdu/Msdu,max = 9363866/ 8731902 kgcm = 1.0724 > 1.00 | |rottura lato CLS COMPRESSO, con asse neutro di ord in. 41.21 cm| --------------------------------------------------- ------------- ACCELERAZIONE AG 0.1472 FATTORE AMPLIFICAZIONE F 0 2.43 FATTORE DI STR. VERT. Q 1.5 PULSAZIONE PRIMA FORMA MODALE 48.93 1ø PERIODO PROPRIO DI VIBRAZIONE DEL SOLAIO T1= 0. 1284 sec ACCELERAZIONE SISMICA VERTICALE MASSIMA Svd(T1)= 0 .1017 g ----- VERIFICA A TAGLIO ALLO S.L.U. - ZONA NON PREC OMPRESSA---- Larghezza resistente a taglio SEZ PREC: 33.2 cm SE Z OPERA 87.6 Numero dei fori gettati all'appoggio: 3 Fase 1) Peso proprio solaio + peso proprio eventual e soletta Taglio massimo all'appoggio: Vsdu= 4664 kg Taglio resistente max all'appoggio: Rsdu= 14026 kg Fase 2) Tutti i carichi (tempo infinito) Taglio massimo all'appoggio: Vsdu= 53002 kg Taglio resistente max all'appoggio: Rsdu= 54633 kg

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Armatura lenta agli appoggi: n°4 Φ22, l=120 cm oltre all'ancoraggio da inserire nelle asole dei fori da rigettare all'appoggio (vedi tavole di disegno). ***** VERIFICA DI DEFORMABILITA' ****************** ************** IL CONTROLLO DELLA DEFORMAZIONE (FRECCIA/MONTA) NON E' NECESSARIO SE IL SOLAIO HA LUCE INFERIORE A 10M E SUSSISTE LA VALIDITA' DELLA C.4.1.13 RIPORTATA NEL CAP. 4.1.2.2.2 DELLA C IRC. 07-03-08 freccia istantanea = -2.07 cm <= L/500 = 1.42 cm freccia tempo infinito = -0.70 cm <= L/250 = 2.84 cm

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6.2 VERIFICA STRUTTURE IN C.A. BOCCA TARATA

La struttura della bocca tarata è composta da un muro controterra di spessore 60

cm ed altezza variabile e di una platea di spessore 70 cm.

Per la verifica della struttura vengono prese in considerazioni 2 situazioni diverse:

In situazioni normali la struttura è vuota e quindi si ha solo il terreno che spinge

sulla parete e che va poi a sollecitare anche la platea. In situazioni di piena la

platea sarà sollecitata invece da un volume di acqua di altezza massima pari a 3 m.

Inoltre verranno analizzate anche le combinazioni di carico sismiche.

Le sollecitazioni sulla struttura sono state determinate attraverso un modello

strutturale tridimensionale realizzato con il programma MODEST versione 7.28,

prodotto dalla ditta Tecnisoft, e calcolato con il solutore agli elementi finiti XFINEST

versione 2010, della ditta Harpaceas. Lo schema strutturale dell’edificio è costituito

da un insieme di nodi, di aste e di elementi bidimensionali, posizionati e vincolati

in modo da rappresentare la struttura nella sua interezza e con un comportamento

strutturale aderente alla realtà. Per quanto riguarda le ipotesi di calcolo assunte si

rimanda al Fascicolo dei Calcoli allegato alla presente relazione.

Di seguito viene rappresentato il modello di calcolo utilizzato per la struttura:

Bocca Tarata: Modello agli elementi finiti

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Bocca Tarata: Modello agli elementi finiti

Si riportano di seguito i risultati riassuntivi della verifica degli elementi che

compongono la bocca tarata.

I valori di armatura minima riportati nelle rappresentazioni grafiche successive si

riferiscono alle combinazioni agli SLE. Per completezza, anche se non vengono

riportati i risultati, viene comunque effettuata anche la verifica delle armature agli

SLU, come richiesto dalla normativa.

Per maggiori dettagli sulla geometria e sulle armature della struttura si rimanda

alle tavole di disegno allegate.

Per maggiori dettagli sui criteri di calcolo, le ipotesi, i materiali e le verifiche

numeriche complete si rimanda al Fascicolo dei Calcoli della struttura allegato.

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6.2.1 Verifica della platea e delle ciabatte di fondazione

ARMATURA INFERIORE DIREZIONE X

Si riporta di seguito il grafico delle armature inferiori minime in direzione x della

platea e delle ciabatte di fondazione:

Come evidente dalla rappresentazione grafica dei risultati dell’analisi della struttura

l’area minima di armatura è pari a:

Amin = 1.15 cm2/m

Per quanto riguarda la platea si prescrive l’inserimento di barre di armatura

Φ16/20 cm (As = 10.05 cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in direzione x

inferiore.

Per quanto riguarda le ciabatte dei diaframmi e delle pareti trasversali si prescrive

l’inserimento di barre di armatura Φ12/20 cm (As = 5.65 cm2/m) maggiore dell’area

minima richiesta, in direzione trasversale inferiore.

Per quanto riguarda le ciabatte dei muri contro terra curvi si prescrive l’inserimento

di barre di armatura Φ12/20 cm (As = 5.65 cm2/m) maggiore dell’area minima

richiesta, in direzione longitudinale inferiore.

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ARMATURA SUPERIORE DIREZIONE X

Si riporta di seguito il grafico delle armature superiori minime in direzione x della




Amin = 2.33 cm2/m

Per quanto riguarda la platea si prescrive l’inserimento di barre di armatura

Φ16/20 cm (As = 10.05 cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in direzione x

superiore.



minima richiesta, in direzione trasversale superiore.



richiesta, in direzione longitudinale superiore.

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ARMATURA INFERIORE DIREZIONE Z

Si riporta di seguito il grafico delle armature inferiori minime in direzione z della




Amin = 7.31 cm2/m (Amin = 3.66 cm2/m nella zona A con muri h=3.00 m)

Per quanto riguarda la platea, nella zona con pareti di altezza pari a 3.00 m (zona A)

si prescrive l’inserimento di barre di armatura Φ16/20 cm (As = 10.05 cm2/m)

maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z inferiore.

Per quanto riguarda la platea, nella zona con pareti di altezza maggiore di 3.00 m

(zona B) si prescrive l’inserimento di barre di armatura Φ20/20 cm (As = 15.70

cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z inferiore.



minima richiesta, in direzione longitudinale inferiore.



richiesta, in direzione trasversale inferiore.

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ARMATURA SUPERIORE DIREZIONE Z

Si riporta di seguito il grafico delle armature superiori minime in direzione z della




Amin = 4.04 cm2/m

Per quanto riguarda la platea, nella zona con pareti di altezza pari a 3.00 m (zona A)

si prescrive l’inserimento di barre di armatura Φ16/20 cm (As = 10.05 cm2/m)

maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z superiore.

Per quanto riguarda la platea, nella zona con pareti di altezza maggiore di 3.00 m

(zona B) si prescrive l’inserimento di barre di armatura Φ16/20 cm (As = 10.05

cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z superiore.



minima richiesta, in direzione longitudinale superiore.



richiesta, in direzione trasversale superiore.

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6.2.2 Verifica delle pareti contro terra

ARMATURA VERTICALE DIREZIONE Z

Si riporta di seguito il grafico delle armature minime verticali delle pareti:



Amin = 6.56 cm2/m (Amin = 3.28 cm2/m nella zona A con muri h=3.00 m)

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza pari a 3.00 m (zona A) si

prescrive l’inserimento di barre di armatura Φ16/20 cm (As = 10.05 cm2/m)

maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z verticale, interna ed esterna.

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza superiore a 3.00 m (zona B) si


maggiore dell’area minima richiesta, in direzione z verticale, interna ed esterna.

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza superiore a 3.00 m (zona C,

intorno al setto verticale della bocca tarata) si prescrive l’inserimento di barre di

armatura Φ20/20 cm (As = 15.70 cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in

direzione z verticale, interna ed esterna.

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ARMATURA ORIZZONTALE DIREZIONE X

Si riporta di seguito il grafico delle armature minime orizzontali delle pareti:



Amin = 9.50 cm2/m (Amin =2.38 cm2/m nelle zone A e B)

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza pari a 3.00 m (zona A) si


maggiore dell’area minima richiesta, in direzione x orizzontale, interna ed esterna.

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza superiore a 3.00 m (zona B) si


maggiore dell’area minima richiesta, in direzione x orizzontale, interna ed esterna.

Per quanto riguarda le pareti, nella zona di altezza superiore a 3.00 m (zona C,

intorno al setto verticale della bocca tarata) si prescrive l’inserimento di barre di


direzione x orizzontale, interna ed esterna.

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6.2.3 Verifica delle pareti dei diaframmi esterni

Si riporta di seguito il grafico delle armature minime delle pareti dei diaframmi:




Amin = 0.81 cm2/m

Per quanto riguarda le pareti dei diaframmi si prescrive l’inserimento di barre di



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Amin = 2.17 cm2/m

Per quanto riguarda le pareti dei diaframmi si prescrive l’inserimento di barre di


direzione x orizzontale, interna ed esterna.

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6.2.4 Verifica della parete della bocca tarata Si riporta di seguito il grafico delle armature minime della parete della bocca tarata:




Amin = 0.81 cm2/m

Per quanto riguarda la parete delle bocca tarata si prescrive l’inserimento di barre

di armatura Φ12/20 cm (As = 5.65 cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta, in


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Amin = 9.50 cm2/m

Per quanto riguarda la parete della bocca tarata si prescrive l’inserimento di barre

di armatura Φ20/20 cm (As = 15.70 cm2/m) maggiore dell’area minima richiesta,

in direzione x orizzontale, interna ed esterna.

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6.2.5 Verifica elementi frangiflusso in c.a.

Il valore della spinta dinamica dell’acqua sull’elemento frangiflusso è pari a circa:

Pdin = 2500 Kg

Si effettua la verifica dell’elemento tozzo in c.a. secondo il Paragrafo C4.1.2.1.5 della

Circolare 02/02/2009 n°617 del C.S.LL.PP.:

INPUT GEOMETRIADistanza carico verticale da pilastro a 70 cmLarghezza mensola b 70 cmAltezza totale mensola h 70Altezza baricentro del tirante orizzontale d 65 cmINPUT CARICHICarico esterno verticale di progetto (SLU) P 2500 KgCarico esterno orizzontale di progetto (SLU) H 0 KgINPUT MATERIALIClasse calcestruzzo Rck 350 Kg/cmq

Coefficiente parziale materiale cls γc 1.5Resistenza di progetto calcestruzzo fcd 165 Kg/cmqClasse acciaio fyk 4500 Kg/cmq

Coefficiente parziale materiale acciaio γs 1.15Resistenza di progetto acciaio fsd 3913 Kg/cmqINPUT ARMATURA ORIZZONTALENumero tondini orizzontali pos. 1 n1 4 n°

Diametro tondini orizzontali pos. 1 φ1 10 mmNumero tondini orizzontali pos. 2 n2 0 n°

Diametro tondini orizzontali pos. 2 φ2 0 mmTotale area armatura orizzontale As 3.1 cmqPresenza di staffe (NO=1; SI=1.5) c 1

OUTPUT RISULTATI

Angolo puntone calcestruzzo ψ 35 °

Coefficiente lambda = l/(0.9*d) λ 1.419

Portata massima Lato Acciaio Prs 8664 Kg

Portata massima Lato Calcestruzzo > Prs Prc 172602 Kg

Mensola tozza verificata SI

La verifica risulta quindi abbondantemente soddisfatta.

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6.2.6 Verifica alle azioni locali sugli appoggi Il valore massimo agli SLU del taglio trasmesso dalle lastre di solaio dell’impalcato

sugli appoggi è pari a:

Rapp = 53000 Kg (per ogni singola lastra di solaio, L=120 cm)

rapp = 442 Kg/cm (distribuito lungo l’appoggio)

La larghezza di appoggio della lastra di solaio sul muro di sostegno in c.a. è pari a:

s = 30 cm

Considerando a vantaggio di sicurezza una distribuzione triangolare delle pressioni nella

larghezza dell’appoggio, con un massimo all’estremità della lastra ed un valore nullo al filo

interno del muro di sostegno avremo per l’equilibrio:

(fmax · s) / 2 = rapp

fmax = 29.5 Kg/cm2 < fcd = 164.6 Kg/cm2 (per un calcestruzzo C28/35)

La verifica a schiacciamento del calcestruzzo agli appoggi risulta quindi soddisfatta.

6.3 PALI IN ACCIAIO COR-TEN STRUTTURA DI TRATTENUTA

Questo tipo di acciaio, è caratterizzato da una composizione chimica che permette

di mantenere elevate caratteristiche meccaniche anche in forti spessori.

La resistenza alla corrosione atmosferica è di circa quattro volte superiore a quella

di un comune acciaio al carbonio.

I prodotti in COR-TEN B, data la gamma estesa di spessori in cui sono disponibili

(fino ed oltre i 100 mm), trovano vasta applicazione in tutte quelle costruzioni,

anche complesse, in cui sono richieste elevata resistenza meccanica e buona

resistenza alla corrosione atmosferica.

Composizione chimica % (analisi di colata)

C Mn P S Si Cu Cr V

0,10 ÷ 0,19 0,90 ÷ 1,25 <=0,025 <= 0,035 0,15 ÷ 0,30 0,25 ÷ 0,40 0,40 ÷ 0,65 0,02 ÷ 0,10

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Caratteristiche meccaniche (su provette prelevate in senso longitudinale)

prova di trazione prova di piega

allungamento

minimo %(*) Tipo di prodotto

snervamento

Rs

Kg/mmq

resistenza

a

trazione

Rm

Kg/mmq

A A 8" A 2"

spessore

mm α D

<= 19 180° a

> 19 ÷ 25 180° 1,5a

Lamiere

Barre

Profilati

>= 12,5 ÷

38 mm >= 35 >= 49 20 19 21

> 25 ÷ 38 180° 2a

lamiere >38÷100

mm >= 35 >= 49 20 19 21 > 19 ÷ 25 180° 2,5a

Si riportano di seguito le caratteristiche geometriche e meccaniche dei tubi COR-

TEN utilizzati come struttura di trattenuta:

TUBOLARE 600X8

Geometria Principali B 600.0 mm Spessori t1 8.0 mm Raccordi Caratteristiche Elastiche Generali Peso 116.80 daN/m Area 148.79 cm^2 rx 20.9 cm ry 20.9 cm xg 30.00 cm yg 30.00 cm It 128622.05 cm^4 Momenti d'inerzia Jx 65191.99 cm^4 Jy 65191.99 cm^4 Jxy 0.00 cm^4 Moduli di resistenza Wx 2173.07 cm^3 Wy 2173.07 cm^3 Modulo di resistenza plastico Wp 2804.00 cm^3

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La presenza del getto di calcestruzzo all’interno del tubo assicura che eventuali

fenomeni locali di svergolamento ed instabilità nel caso di flessione o presso-

flessione siano praticamente scongiurati. In tal modo la sezione può essere

classificata come di CLASSE 1 secondo il paragrafo 4.2.3.1 del D.M. 14/01/2011.

Per semplicità e a vantaggio di sicurezza comunque, il momento resistente del

profilo tubolare agli SLU, verrà calcolato trascurando completamente la presenza

del calcestruzzo e considerando il modulo di resistenza elastico, come per profili di

Classe 3:

MRd = (fyk · Wel) / γm0 = 3500 · 2173 / 1.05 = 7243333 Kg·cm = 72433 Kg·m

Ipotizzando quindi che il palo venga colpito da detriti nella condizione di massima

altezza del torrente in corrispondenza della bocca tarata, pari a 5.30 m, la forza

massima resistente del singolo palo alla quota specificata è pari a:

FRd = MRd / h = 72433 / 5.30 = 13666 Kg

Molto maggiore di qualsiasi possibile urto agente sulla struttura di trattenuta.

La verifica risulta quindi soddisfatta.

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