Strutture in calcestruzzo armato per vasca di prima pioggia

Il progetto prevede la realizzazione di una vasca in calcestruzzo armato per la raccolta delle acque di prima pioggia scolanti sulle superfici impermeabili (tetti e piazzali) di un complesso industriale sito in Comune di Caronno Pertusella.

La vasca, completamente interrata con piano di posa della platea di fondazione a 4,10 m di profondità dal piano campagna, presenta pianta rettangolare è suddivisa in scomparti ed è stata interamente realizzata in calcestruzzo preconfezionato con classe di resistenza C25/30 (rottura caratteristica cilindrica fck > 25 N/mm2 e rottura caratteristica cubica R'ck > 30 N/mm2) armato con barre in acciaio ordinario del tipo B450C (tensione allo snervamento fyk > 440 N/mm2). Tutte le strutture sono state calcolate con riferimento alle normative vigenti all'epoca della costruzione, tenendo conto di tutti i carichi permanenti agenti sulla struttura e dei sovraccarichi variabili definiti dalla normativa (l'intervento è antecedente il mese di Luglio 2009, per cui non è stata considerata l'azione sismica).

In particolar modo sono stati considerati i seguenti carichi agenti:• peso proprio degli elementi strutturali;• spinta attiva del terreno calcolata con il metodo di Rankine;• spinta idrostatica dell'acqua: si precisa che per il dimensionamento e la verifica delle

strutture, la vasca è stata considerata completamente piena;• carico variabile sul terreno circostante l'opera pari a 200 kg/m2.

La struttura è stata esaminata costruendone, tramite codice di calcolo, un modello numerico agli elementi finiti come rappresentato nella seguente figura.

La vasca con profondità pari a 4,00 m è costituita dalla platea di fondazione con spessore pari a 40 cm, le pareti perimetrali in elevazione con spessore pari a 30 cm e le pareti intermedie con spessore pari a 20 cm.

Tutti gli elementi utilizzati per formare la platea sono elementi bidimensionali ad 8 nodi del tipo piastra Winkler comprensivo dei comportamenti membranale e flessionale, mentre le pareti sono formate con elementi bidimensionali ad 8 nodi del tipo guscio. Sul modello della struttura si è eseguita un'analisi statica lineare ed i risultati ottenuti sono poi stati combinati per effettuare, come prescritto dalle normative, le verifiche allo stato limite ultimo di collasso ed allo stato limite d'esercizio per fessurazione e di limitazione delle tensioni.

Ai fini delle verifiche strutturali, per ogni macro-elemento (per macro-elemento si intende l’insieme degli elementi finiti che giacciono su di uno stesso piano) sono state determinate in forma grafica (mappe di colore) le seguenti grandezze:• livello di sfruttamento (coefficiente adimensionale);• quadro fessurativo (ampiezza fessure in mm).

Il livello di sfruttamento è l’inverso del fattore di sicurezza ed è definito come il rapporto tra l’azione e la resistenza: la scala va da 0 a 1. Il valore 1 indica quindi che la resistenza equivale all'azione. Un valore superiore ad 1 indica che si è superata la resistenza. Ai valori eguali o superiori ad 1 è assegnato il colore rosso. Il criterio di sfruttamento è il valore massimo tra quelli dell'acciaio e del calcestruzzo in entrambe le direzioni di armatura, per entrambe le facce del macro-elemento e per ogni combinazione di carico di progetto.

Nella seguente figura si riporta, a titolo d'esempio, il livello di sfruttamento di una delle pareti longitudinali della vasca.

Il quadro fessurativo è stato invece determinato per entrambe le facce dei macro-elementi. I colori nella rappresentazione sono riferiti al massimo rapporto tra l'ampiezza delle fessure ed i valori limite calcolati per ogni combinazione e viene esposto il valore massimo. Pertanto il valore maggiore di scala rappresentato è unitario in quanto rappresenta il raggiungimento o il superamento del valore massimo. Si è considerato il caso di armature sensibili ed ambiente aggressivo. Con riferimento alla stessa parete già esaminata precedentemente, la seguente figura riporta lo stato fessurativo della faccia interna.

Nella seguente figura si riporta uno stralcio da una delle tavole del progetto esecutivo. Le tavole riportano l'indicazione di tutte le armature metalliche nelle piante, nelle sezioni ed anche in esploso a lato degli elementi. Ogni barra è identificata univocamente da un codice numerico e ne viene indicata la posizione, la forma, la lunghezza ed il diametro così da poter essere realizzata e messa in opera. Le tavole riportano, inoltre, tutte le opere accessorie necessarie alla realizzazione della vasca quali la posizione delle tubazioni in ingresso ed in uscita, i getti di completamento per la formazione delle adeguate pendenze sul fondo degli scomparti ed i particolari costruttivi. Si precisa che in corrispondenza di ogni ripresa di getto è stato inserito un giunto idroespansivo di tipo water-stop necessario a garantire la tenuta idraulica ad opera ultimata.

La seguente fotografia mostra una delle fasi di costruzione della vasca ed in particolar modo il posizionamento dei casseri in acciaio per il conseguente getto di una delle pareti perimetrali.