· 2013-05-29 · 4.1 ACCIAIO ... 6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI ......
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Progettista:Ing. MARCO D'INNELLA
Ing. DONATO DE GIORGIO
Progettista opere elettriche/elettromeccaniche:P.I. LUIGI DEL POPOLO
Attività geologica:Dott. Geol. ANNAMARIA DIMUNDO
Responsabile del Progetto:
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1
Indice
1 PREMESSA ............................................................................................................................... 2
2 DESCRIZIONE DELLE OPERE ................................................................................................ 3
3 NORMATIVA DI RIFERIMENTO ............................................................................................... 5
4 MATERIALI ............................................................................................................................... 7
4.1 ACCIAIO.............................................................................................................................................. 7
4.2 CALCESTRUZZO.................................................................................................................................. 8
4.3 PRODOTTI IN LATERIZIO .................................................................................................................... 9
4.4 DURABILITA� DEI MATERIALI............................................................................................................ 10
5 ANALISI DEI CARICHI ........................................................................................................... 13
5.1 PESI PROPRI ..................................................................................................................................... 13
5.2 CARICHI PERMANENTI ..................................................................................................................... 13
5.3 CARICHI VARIABILI ........................................................................................................................... 14
5.4 VENTO.............................................................................................................................................. 15
5.5 SPINTA DELLE TERRE........................................................................................................................ 16
5.6 AZIONI SISMICHE ............................................................................................................................. 18
5.7 SPINTE IDRODINAMICHE ................................................................................................................. 24
5.8 COMBINAZIONI DI CARICO .............................................................................................................. 26
6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI ............................................ 28
7 DIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE ......................................................................... 29
7.1 LOCALE SOFFIANTI........................................................................................................................... 30
7.2 VASCA DI DENITRIFICAZIONE OSSIDAZIONE ................................................................................... 40
7.3 SEDIMENTATORE SECONDARIO ...................................................................................................... 45
7.4 VASCA DI EQUALIZZAZIONE............................................................................................................. 49
7.5 VASCA DI PRIMA PIOGGIA ............................................................................................................... 53
7.6 MANUFATTO DI GRIGLIATURA, DISSABBIATURA E DI PARTIZIONE DELLA PORTATA ..................... 57
7.7 VERIFICA AL GALLEGGIAMENTO...................................................................................................... 65
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1 PREMESSA
Il seguente documento relaziona sul dimensionamento delle strutture previste nell�ambito del progetto
definitivo dei lavori di adeguamento dell�impianto di depurazione di Altamura.
Nel capitolo 2 si riporta l�elenco e una breve descrizione delle opere, il capitolo 3 elenca le Normative
tecniche adottate, il capitolo 4 descrive le caratteristiche dei materiali utilizzati per le strutture, mentre il
capitolo 5 riporta l�analisi dei carichi, sia statici che dinamici, utilizzati nel calcolo.
Il capitolo 6 descrive gli schemi statici assunti a base dei calcoli, nonché le caratteristiche dei software
utilizzati e gli estremi delle licenze, ed infine il capitolo 7 contiene il dimensionamento strutturale delle
varie opere, con una breve sintesi grafica dei risultati del calcolo, mentre si rimanda all�allegato, che
contiene i tabulati di calcolo, per le verifiche complete dei vari elementi.
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2 DESCRIZIONE DELLE OPERE
Nel progetto sono previsti i seguenti manufatti in c.a., la maggior parte dei quali interrati parzialmente ototalmente:
Stazione di grigliatura
Stazione di equalizzazione
Locale soffianti
Vasca di denitrificazione ossidazione
Sedimentatore II
Vasca di prima pioggia
Tutte le opere prevedono l�utilizzo di c.a. gettato in opera, di classe Rck e di caratteristiche meccaniche efisiche opportune tenuto conto del grado di aggressività dell�ambiente in cui le strutture si troverannodurante la loro vita utile. I manufatti interrati sono costituiti da setti in c.a. di spessore variabile, confondazioni dirette realizzate con platee in c.a.
Le strutture maggiormente interrate necessitano di una zavorra che contrasti la sottospinta dovuta allapresenza della falda superficiale; tale zavorra verrà realizzata con getti di cls magro leggermente armato dispessore opportunamente dimensionato e ancorati alle platee con barre di collegamento.
Il locale soffianti è realizzato con una struttura intelaiata, formata da travi e pilastri, a pianta rettangolare didimensioni 11,00x5.00 m, di altezza 3.90 m; le fondazioni sono dirette e formate da una platea in c.a. dispessore 40 cm, il solaio di copertura, di spessore 25 cm, è realizzato con casseri a perdere di spessore 5cm, alleggerimenti in laterizio e getto di completamento sp. 4 cm armato con rete elettrosaldata.
La stazione di grigliatura prevede sostanzialmente un manufatto fuori terra, con una platea di spessore 30cm e una serie di setti che formano percorsi obbligati per i liquami da depurare; dal punto di vistastrutturale gli elementi che costituiscono la stazione di grigliatura non presentano sollecitazionisignificative, quindi viene predisposta un�armaturaminima prevista dalle Norme in funzione degli spessori.
La vasca della stazione di equalizzazione è a pianta rettangolare, di dimensioni 23.00x14.00 m, profonda5.50 m. La fondazione è realizzata con una platea di spessore 70 cm, gettata su uno strato di cls magro dipulizia, mentre le pareti contro terra sono costituite da setti di spessore 50 cm.
La vasca di denitrificazione ossidazione ha dimensioni in pianta 64.00x43.00 m circa, e profondità pari a5.00 m. La platea ha spessore di 80 cm, in eccesso rispetto a quanto richiesto dalle verifiche di resistenza,ma necessario per contrastare il sollevamento causato dalla sottospinta della falda, che, nell�area oggettodi intervento, risulta abbastanza superficiale. Le pareti verticali sono formate da setti in c.a. di spessorevariabile tra 30 e 50 cm.
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Il sedimentatore secondario è un manufatto interrato a pianta circolare, di diametro interno 25.00 m, conplatea di spessore 60 cm e pareti contro terra di spessore 50 cm. La profondità della struttura è variabile da3.05 m a 4.00 m, con la parte più profonda verso il centro della platea.
La vasca di prima pioggia è una struttura in c.a. completamente interrata, con pianta rettangolare 8.80x6.80m, altezza netta interna pari a 3.60 m, e collegata a dei pozzetti secondari, anch�essi in c.a. gettato in opera.La platea è di spessore 60 cm, mentre le pareti sono spesse 40 cm I pozzetti secondari hanno platee dispessore variabile tra 25 e 30 cm, e pareti di spessore 20 cm.
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3 NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Le strutture sono state progettate facendo riferimento alle seguenti normative:
D.M. 14/01/2008 � Approvazione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni.�
CIRCOLARE n.617 del 2.2.2009 � Istruzioni per l�applicazione delle Norme tecniche per le
costruzioni di cui al DM.14.01.2008
OPCM n°3274 del 20-03-2003 � �Primi elementi in materia di criteri generali per la
classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona
sismica� e successive modifiche e integrazioni (Parte relativa alle zone sismiche).
Legge 5.11.1971 n. 1086 - Norme per la disciplina delle opere in c.a. normale e precompresso ed
a struttura metallica.
Leggi e decreti successivi. Se applicabili.
Per le caratteristiche dei materiali si fa inoltre riferimento alle seguenti Norme:
UNI ENV 206-1-2006 �
UNI-ENV 197/1 -
UNI 8520 -
UNI 5744 -
UNI EN 10025 - .
ENI EN 10020 - .
Per riferimenti di calcolo o in mancanza di specifiche indicazioni si farà riferimento alle seguenti norme:
UNI EN 1991 Eurocodice 1 � Azioni sulle strutture
UNI ENV 1992 - .
UNI ENV 1993 - .
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UNI ENV 1998 - .
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4 MATERIALI
Nell�esecuzione delle opere in oggetto è previsto l�impiego dei seguenti materiali.
4.1 ACCIAIO
4.1.1 ACCIAIO PER C.A.
Per la realizzazione delle opere in conglomerato cementizio armato è previsto l�utilizzo di acciaio
in barre ad aderenza migliorata di tipo B450C rispondenti alle caratteristiche meccaniche e
tecnologiche previste al paragrafo 11.3.2.1 DM 14.01.2008
Per l�accertamento delle proprietà meccaniche si farà riferimento alle prescrizioni della Norma
E.N. 10002, UNI 564 e UNI 6407. Le modalità di accettazione ed i controlli saranno effettuati
secondo quanto indicato nella normativa citata (D.M. 14.01.2008).
4.1.2 ACCIAIO PER C.A.P.
Nei manufatti in cemento armato precompresso verranno utilizzate armature di precompressione
costituite da fili, barre, trecce, trefoli in acciaio ad elevata resistenza con composizione chimica,
caratteristiche meccaniche e tecnologiche garantite dal produttore e controllato secondo quanto
previsto al paragrafo 11.3.3 del D.M. 14.01.2008.
4.1.3 ACCIAIO DA COSTRUZIONE
Per la realizzazione di strutture in carpenteria metallica è previsto l�utilizzo di acciaio in profili
laminati e/o saldati S275JR, secondo quanto stabilito al paragrafo 11.3.4 del D.M. 14.01.2008.
Le caratteristiche meccaniche e tecnologiche dovranno essere conformi alle Norme UNI EN 10025
e UNI EN 10219 1.
Le giunzioni saranno effettuate con saldature o bullonature in conformità alle prescrizioni del
paragrafo 11.3.4 del DM 14.01.2008
Le modalità di accettazione ed i controlli verranno effettuati in accordo con le Normative citate
(D.M. 14.01.2008).
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4.2 CALCESTRUZZO
4.2.1 RESISTENZA CARATTERISTICA
Per l�esecuzione delle opere in c.a. realizzate in cantiere è richiesto l�utilizzo di calcestruzzi con
resistenze caratteristiche a 28 gg (R�ck) non inferiore ai valori seguenti:
Calcestruzzo per sottofondazioni e rinfianchi: C12/15
Calcestruzzo per strutture di fondazione e elevazione: C28/35,
4.2.2 Composizione
Le prescrizioni seguenti, redatte in conformità alla ENV 206 1, sono riferite ai calcestruzzi per
strutture armate gettate in opera; per quanto riguarda le strutture in c.a.p. si farà riferimento alle
specifiche tecniche dei singoli produttori.
I calcestruzzi per strutture gettate in opera dovranno essere confezionati utilizzando i seguenti
materiali e dosaggi:
B. Calcestruzzo C28/35
cemento Portland UNI 197/1 tipo I; classe di resistenza 42.5
dosaggio di cemento minimo: 350 kg/mc
rapporto acqua/cemento: 0.50
aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 20 mm.
Le caratteristiche dei materiali, le modalità di confezionamento e posa in opera del calcestruzzo
saranno conformi alle Norme UNI ENV 206 1 e a quanto disposto nel par.11.2.9 del DM
14.01.2008. In particolare:
1. Leganti
Devono essere utilizzati esclusivamente i leganti idraulici definiti come cementi dalle disposizioni
vigenti in materia (Legge 26.5.1965, n. 595), con esclusione del cemento alluminoso.
Le caratteristiche chimiche e meccaniche saranno conformi alle Norme UNI 197/1.
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2. Inerti
Gli inerti, naturali o di frantumazione, devono essere costituiti da elementi non gelivi e non friabili,
privi di sostanze organiche, limose ed argillose, di gesso, ecc., in proporzioni nocive all�indurimento
del conglomerato od alla conservazione delle armature.
La ghiaia o il pietrisco devono avere dimensioni massime commisurate alle caratteristiche
geometriche della carpenteria del getto ed all�ingombro delle armature.
3. Acqua
L�acqua per gli impasti deve essere limpida, priva di sali (particolarmente solfati e cloruri) in
percentuali dannose e non essere aggressiva.
4.3 PRODOTTI IN LATERIZIO
Per l�esecuzione delle opere in oggetto si prevede l�utilizzo di blocchi in laterizio con caratteristiche
meccaniche e dimensionali conformi alla Normativa Vigente.
I criteri di accettazione dei laterizi in genere vengono forniti dalla UNI 8942, in particolare per le
seguenti caratteristiche:
aspetto
dimensioni (lunghezze, spessori)
forma e massa volumica (planarità, ortogonalità, percentuale di foro)
resistenza meccanica (valori caratteristici a trazione e compressione)
inclusioni (inclusioni calcaree, efflorescenze)
comportamento igrometrico.
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4.4 DURABILITA� DEI MATERIALI
4.4.1 STRUTTURE IN CALCESTRUZZO
Normativa di riferimento
Le caratteristiche di durabilità dei calcestruzzi da impiegare nelle opere di progetto sono valutate
secondo la Normativa Europea ENV 206 secondo quanto stabilito dal D.M. 14.01.2008.
Per quanto riguarda le prescrizioni minime di spessore di copriferro, si fa riferimento alle
indicazioni correlate contenute nell�Eurocodice 2.
Classificazione ambientale
Le opere in oggetto verranno realizzate in località situata in zona urbanizzata; esse sono in parte
interrate ed in parte esposte agli agenti atmosferici. Secondo le indicazioni contenute nella ENV
206 1, sono classificabili in ambiente XC2 per l�aggressione dovuta alla carbonatazione e XA2 per
l�aggressione dovuta agli attacchi chimici.
Prescrizioni di capitolato
Le prescrizioni di capitolato per ottenere un calcestruzzo durevole possono essere così indicate:
A. Calcestruzzo C28/35
A.1 Composizione indicatica
cemento Portland UNI ENV 197/1; classe 42.5; dosaggio minimo 320 kg/mc, rapporto a/c
max = 0.55
aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 20 mm
A.2 Caratteristiche meccaniche e fisiche
calcestruzzo indurito Rck > 35 Mpa
- classe di consistenza cls fresco S4: slump 16 21 cm
- classe di esposizione XC2 per carbonatazione
- classe di esposizione XA2 per attacco chimico
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A.3 Copriferro
copriferro minimo = 40 mm (ENV 206) � strutture di fondazione edificio
copriferro minimo = 30 mm (ENV 206) � strutture in elevazione edificio
copriferro minimo = 50 mm (ENV 206) � strutture vasche contro terra
A.4 Stagionatura
protezione per almeno 3 gg dal getto con casseratura o provvedimenti alternativi.
C. Calcestruzzo per strutture prefabbricate C40/50 (predalles)
C.1 Composizione
cemento Portland UNI ENV 197/1; classe 52.5; dosaggio minimo 400 kg/mc, rapporto
a/c max < 0.45
aggregati non gelivi conformi UNI 8520, dimensione massima 16 mm
C.2 Caratteristiche meccaniche e fisiche
calcestruzzo indurito Rck > 40 Mpa
- classe di consistenza cls fresco S5
- classe di esposizione XC3
C.3 Copriferro
copriferro minimo = 25 mm (ENV 206)
C.4 Stagionatura
S stagionatura artificiale accelerata in stabilimento con opportuni cicli al vapore.
4.4.2 Strutture in acciaio
Per le strutture in acciaio laminato sono previsti i seguenti cicli di protezione.
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Verniciatura su acciaio grezzo
preparazione del sottofondo mediante sabbiatura grado ST3;
mano di fondo mediante applicazione di vernice antiruggine a base di zinco inorganico;
mani di copertura (n. 2) mediante applicazione di vernice epossidica o poliuretanica.
Verniciatura su acciaio zincato
preparazione del sottofondo con lavaggio delle superfici di zincatura mediante soluzioni
ammoniacali più detergenti e risciacquo;
mano di copertura (n. 1) mediante applicazione di vernice epossidica.
Verniciatura su acciaio zincato per struttura immerse in acqua
preparazione del sottofondo mediante leggerissima sabbiatura;
mani di copertura (n. 2) mediante applicazione di vernice epossidica con catrame di
carbone fossile.
Zincatura
La zincatura potrà essere effettuata mediante immersione in zinco (zincatura a caldo) oppure con
altri processi (es. zincatura continua sendzimir).
La zincatura a caldo dovrà rispondere alle indicazioni della Norma UNI 5744. Dopo la zincatura, gli
oggetti zincati non dovranno subire trattamento termico se non autorizzato dal Direttore dei
Lavori.
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5 ANALISI DEI CARICHI
5.1 PESI PROPRI Sono stati considerati i pesi propri delle strutture derivanti dai seguenti pesi specifici:
elementi in c.a. 2500 kg/m3
elementi in acciaio 7850 kg/m3
acqua 1000 kg/m3
terreno 2000 kg/m3
5.2 CARICHI PERMANENTI Si considerano appartenenti a questa categoria tutti i carichi non rimovibili durante il normale
esercizio delle costruzioni, compresi i pesi propri dei solai, in particolare:
peso proprio solaio H=25 cm 350 kg/m2
sovraccarico permanente copertura 400 kg/m2
cordolo 150 kg/m
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5.3 CARICHI VARIABILI
Si considerano appartenenti a questa categoria i carichi legati alla destinazione d�uso delle opere.
In particolare per le opere in oggetto, si considerano i seguenti carichi variabili di esercizio:
sovraccarico variabile copertura (locale soffianti) neve
sovraccarico variabile a tergo setti (manufatti interrati) 1000 kg/m2
(quest�ultimo simula il passaggio di un carico mobile a tergo della parete interrata)
Il sito in esame è ubicato ad una quota di circa 400 m s.l.m. Per le coperture non praticabili, si
considera il carico relativo alla neve come da Normativa (cfr P 3.4 del DM 14.01.2008).
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A favore di sicurezza, per tenere in conto anche la presenza di eventuali accumuli, si considera un
carico dovuto alla neve pari a: qs = 150 kg/m2
5.4 VENTO
Si omette il calcolo dell�azione del vento in quanto non dimensionante per le strutture in oggetto
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5.5 SPINTA DELLE TERRE
Si valuta attraverso la teoria della meccanica del terreno. Per tener conto dell�incremento di
spinta dovuto al sisma si fa riferimento al metodo di Mononobe Okabe :
2
2
2
)sin()sin()sin()sin(1)sin(sincos
)(sinK
dove
inclinazione del paramento rispetto all�orizzontale
inclinazione della scarpata rispetto all�orizzontale
angolo di attrito del terreno
angolo di attrito terra muro
= arctg)1( v
h
kk
kh e kv sono rispettivamente i coefficienti sismici orizzontali
Kh = S x (ag /g)
Kv = 0.5 x Kh
Si calcola la spinta S� in funzione di . Detta S la spinta calcolata in condizioni statiche, l�incremento
di spinta da applicare è pari a: S = S� S
Oltre a questo incremento bisogna tener conto delle forze di inerzia orizzontali e verticali che si
destano per effetto del sisma. Tali forze vengono valutate nel modo seguente:
F0 = Kh x W Fv = Kv x W
Dove W è il peso della struttura e dei sovraccarichi permanenti, applicata nel baricentro dei pesi.
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Spinta statica dovuta ai sovraccarichi mobili a tergo del muro
Si considera in generale un sovraccarico equivalente a tergo del muro pari a q = 1000 kg/m2;
pss = q x Ka = 1000 x 0.490= 490 kg/m2
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5.6 AZIONI SISMICHE
Si seguono le prescrizioni del D.M. 14.01.2008 �Norme tecniche per le costruzioni� integrato con la
Circolare 02.02.2009 n°617/C.S.LL.PP.
Conformemente al punto 3.2 del D.M. 14.01.2008, tenuto conto della destinazione d�uso
dell�edificio, si descrive l�azione sismica mediante spettri di risposta, considerando i seguenti stati
limite:
stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV)
stato limite di danno (SLD)
Ai fini della valutazione delle azioni sismiche si assumono i parametri che definiscono la
pericolosità sismica di base del sito, dedotti dall�Allegato alle predette Norme, in funzione dei
seguenti dati (punto 2.4 del DM 14.01.2008):
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Le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento PvR nel periodo di
riferimento, a partire dai seguenti valori dei parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:
ag accelerazione orizzontale massima al sito
F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizz.
T*c Periodo di inizio del tratto di velocità costante dello spettro di accelerazione orizz.
dove PVR funzione del periodo di riferimento VR e dello stato limite considerato secondo i valori
riportati in tabella 3.2.I
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Nel caso in oggetto si adottano i seguenti parametri:
Vita nominale VN 100
Classe d�uso III
Coefficiente d�uso Cu 1.5
Periodo di riferimento per l�azione sismica VR = 100x1.5 =150 anni
Ai fini della definizione completa dell�azione sismica di progetto, si fa riferimento all�approccio che
si basa sulla individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento.
Sulla base dei risultati delle indagini geologiche e geotecniche, il terreno di sedime viene
considerato appartenente alla Categoria di suolo C.
Per la definizione dei parametri della pericolosità sismica di base si è scelto un punto pressoché
baricentro all�area e rappresentativo dei parametri dell�intera superficie:
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Per i diversi stati limite risultano i seguenti parametri:
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Lo spettro di risposta elastico in accelerazione per le componenti orizzontali è definito dalle
seguenti espressioni analitiche:
Si riportano di seguito i grafici degli spettri di risposta risultanti:
Ai sensi del pto 7.2.1 del DM2008 non si considera la componente verticale, ed i relativi effetti,
dell�azione sismica.
23
24
5.7 SPINTE IDRODINAMICHE
Per il calcolo della spinta idrodinamica del liquido in fase di sisma si fa riferimento all�UNI ENV 1998 EC8,
parte 4
25
26
5.8 COMBINAZIONI DI CARICO
Conformemente alla Normativa vigente, si considerano le seguenti combinazioni di carico.
Detti:
G1: peso proprio degli elementi strutturali
G2: peso proprio degli elementi non strutturali
P: pretensione e precompressione (per memoria)
Q: carichi di esercizio
combinazioni statiche (SLU)
combinazioni statiche SLE (F)
combinazioni statiche SLE (QP)
combinazioni sismiche SLV e SLD
dove E = azioni sismiche=
Per valutare la risposta massima complessiva di E, conseguente alla sovrapposizione dei modi, si utilizza la
tecnica di combinazione probabilistica definita CQC (Complete Quadratic Combination Combinazione
Quadratica Completa):
njijiij EEE
,1,
con:
27
2222
23
2
141
18
ijijij
ijijij
j
iij
dove:
n è il numero di modi di vibrazione considerati;
è il coefficiente di smorzamento viscoso equivalente espresso in percentuale;
è il rapporto tra le frequenze di ciascuna coppia i j di modi di vibrazione.
Gli effetti sulla struttura delle azioni sismiche (sollecitazioni, deformazioni, spostamenti, ecc.) sono
combinati successivamente, applicando la seguente espressione:
yx EE 30.000.1
con rotazione dei coefficienti moltiplicativi e conseguente individuazione degli effetti più gravosi.
I coefficienti e sono dedotti rispettivamente dalle seguenti tabelle (DM 14.01.2008):
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6 SCHEMI DI CALCOLO E CRITERI COSTRUTTIVI GENERALI
Le strutture sono state dimensionate in base alla Normativa Italiana vigente, considerando il D.M.
14.01.2008 e relativa Circolare applicativa. Dal punto di vista amministrativo, il Comune di Altamura risulta
censito tra le zone in categoria sismica 3.
Il dimensionamento è stato eseguito con schemi di calcolo adeguati alle effettive condizioni di esercizio
delle opere, nel rispetto della effettiva distribuzione spaziale delle masse, delle rigidezze e delle resistenze.
Il calcolo strutturale è stato effettuato mediante codici di calcolo ad elementi finiti di comprovata
affidabilità (MASTERSAP v.2012).
Lo schema di calcolo adottato prevede la modellazione delle strutture con modelli tridimensionali
effettuando analisi statica e dinamica (modale con spettro di risposta), in campo elastico lineare. Nel caso
in esame sono stati messi a punto dei modelli di calcolo spaziali definiti dalla linea (o dal piano) d�asse degli
elementi strutturali.
Travi e pilastri, ovvero componenti in cui una dimensione prevale sulle altre due, vengono modellati con
elementi �beam�, il cui comportamento è opportunamente perfezionato attraverso alcune opzioni quali
quelle in grado di definire le modalità di connessione all�estremità.
Le pareti, le piastre, le platee ovvero in generale i componenti strutturali bidimensionali, con due
dimensioni prevalenti sulla terza (lo spessore), sono modellati con elementi �shell� a comportamento
flessionale.
Il comportamento del terreno è rappresentato tramite una schematizzazione lineare alla Winkler,
caratterizzabile attraverso una opportuna costante di sottofondo dedotta dalle caratteristiche geotecniche
del terreno di sedime (si veda la relazione geologica e geotecnica).
La presenza di diaframmi orizzontali rigidi nel piano, costituiti da solai bidirezionali ed eventuali solette
piene, viene gestita attraverso l�impostazione di un�apposita relazione fra i nodi strutturali coinvolti, che ne
condiziona il movimento relativo (relazione di piano rigido).
Per il dimensionamento del locale soffianti gli effetti dell�azioni sismica vengono determinati attraverso
analisi dinamica modale con spettro di risposta definito come al par. 5.5 della presente relazione; per il
calcolo dei manufatti interrati viene effettuata l�analisi statica equivalente.
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7 DIMENSIONAMENTO DELLE STRUTTURE
Le strutture sono state dimensionate in base alla Normativa Italiana vigente, considerando il D.M.
14.01.2008 e relativa Circolare applicativa.
Le verifiche di resistenza sono svolte con il metodo degli Stati Limite, considerando il livello di
comportamento dissipativo corrispondente alla Classe di Duttilità CD�B� (bassa duttilità). Di
conseguenza, in conformità al pto 7.2.1 delle NTC, per assicurare alle strutture un comportamento
dissipativo e duttile evitando rotture fragili, nelle verifiche strutturali si è fatto ricorso ai
procedimenti tipici della gerarchia delle resistenze e al controllo del rispetto dei dettagli
costruttivi, sia in termini di limitazioni geometriche che di limitazioni di armatura.
In questo paragrafo si riporta una sintesi grafica dei risultati dell�analisi svolta su ciascun
manufatto, sia nei riguardi degli spostamenti e deformazioni, con particolare attenzione agli effetti
sismici, sia in termini di sollecitazioni sui vari elementi strutturali. Lo scopo è quello di avere,
tramite diagrammi e mappature a colori, una valutazione immediata sui risultati del calcolo, oltre
che di controllo sulla affidabilità della modellazione effettuata. Per le verifiche complete e per
maggiori dettagli si rimanda ai tabulati di calcolo allegati.
30
7.1 LOCALE SOFFIANTI
Modello di calcolo tridimensionale
Modello di calcolo unifilare e numerazione nodi
31
Carichi applicati [kg/cm]
Primo modo di vibrare
32
Secondo modo di vibrare
Inviluppo spostamenti sismici lungo X [cm]
33
Inviluppo spostamenti sismici lungo Y [cm]
Inviluppo pressioni sul terreno
34
Inviluppo sforzo normale Fx [kg]
Inviluppo sforzo di taglio Fy [kg]
35
Inviluppo sforzo di taglio Fz [kg]
Inviluppo momento flettente My [kgxcm]
36
Inviluppo momento flettente My [kgxcm]
Inviluppo momento flettente Mxx [kgxcm]
37
Inviluppo momento flettente Myy [kgxcm]
Armatura necessaria in elevazione[cm2]
38
Armatura necessaria in fondazione[cm2/20cm]
Armatura necessaria in fondazione[cm2/20cm]
39
Armatura necessaria in fondazione[cm2/20cm]
Armatura necessaria in fondazione[cm2/20cm]
Per le verifiche analitiche si rimanda ai tabulati di calcolo.
40
7.2 VASCA DI DENITRIFICAZIONE-OSSIDAZIONE
Modello di calcolo tridimensionale
Carichi applicati � fig.1
41
Carichi applicati � fig.2
Spostamento massimo (sisma Y) � [cm]
42
Inviluppo pressioni sul terreno
Inviluppo sollecitazione Sxx
43
Inviluppo sollecitazione Syy
Inviluppo sollecitazione Mxx
44
Inviluppo sollecitazione Myy
Per le verifiche di resistenza si rimanda ai tabulati di calcolo.
45
7.3 SEDIMENTATORE SECONDARIO
Modello di calcolo tridimensionale
46
Carichi applicati � fig.1
Carichi applicati � fig.2
Inviluppo sollecitazione Sxx
47
Inviluppo sollecitazione Syy
Inviluppo sollecitazione Mxx
48
Inviluppo sollecitazione Myy
Inviluppo pressioni sul terreno
Per le verifiche di resistenza si rimanda ai tabulati di calcolo.
49
7.4 VASCA DI EQUALIZZAZIONE
Modello di calcolo tridimensionale
Carichi applicati � fig.1
50
Carichi applicati � fig.2
Inviluppo sollecitazione Sxx
51
Inviluppo sollecitazione Syy
Inviluppo sollecitazione Mxx
52
Inviluppo sollecitazione Syy
Inviluppo pressioni sul terreno
Per le verifiche di resistenza si rimanda ai tabulati di calcolo.
53
7.5 VASCA DI PRIMA PIOGGIA
Modello di calcolo tridimensionale
Carichi applicati � fig.1
54
Carichi applicati � fig.2
Inviluppo sollecitazione Sxx
55
Inviluppo sollecitazione Syy
Inviluppo sollecitazione Mxx
56
Inviluppo sollecitazione Myy
Inviluppo pressioni sul terreno
Per le verifiche di resistenza si rimanda ai tabulati di calcolo.
57
7.6 MANUFATTO DI GRIGLIATURA, DISSABBIATURA, MISURAZIONE E PARTIZIONE DELLAPORTATA
Il manufatto di grigliatura e dissabbiatura è costituito da un canale di altezza pari a 1.40 m che in
corrispondenza del trattamento di grigliatura si dirama su tre canali contigui. Il pozzetto ripartitore
rappresenta l�ultima sezione del manufatto che in corrispondenza di esso si approfondisce
aumentando la propria altezza. Nella seguente figura è rappresentata pianta e sezione
longitudinale del manufatto.
Di seguito si riportano i risultati del calcolo effettuato mediante l�utilizzo del programma di calcolo
SCAT 10.0 della Aztec Informatica s.r.l.. Le sezioni prese in considerazione sono due:
Sezione in corrispondenza del canale di grigliatura
58
Sezione in corrispondenza del partitore di portata
La sezione è stata così schematizzata per tenere conto del fatto che il manufatto è solo
parzialmente interrato. Ai piedritti sono state poi applicate una forza normale pari al peso del
piedritto mancante e una forza orizzontale pari alla spinta idrostatica presente all�interno della
vasca nell�ipotesi cautelativa di livello dell�acqua posto a quota pari alla sommità del manufatto.
7.6.1 Canale grigliatura
Descrizione: Scatolare tipo vascaAltezza esterna 1.70 [m]Larghezza esterna 2.20 [m]Lunghezza mensola di fondazione sinistra 0.00 [m]Lunghezza mensola di fondazione destra 0.00 [m]Spessore piedritto sinistro 0.30 [m]Spessore piedritto destro 0.30 [m]Spessore fondazione 0.30 [m]
Caratteristiche strati terreno
Strato di rinfiancoDescrizione Terreno di rinfiancoPeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 0.00 [kg/cmq/cm]
Strato di baseDescrizione Terreno di basePeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]
59
Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 5.00 [kg/cmq/cm]Tensione ammissibile 2.00 [kg/cmq]
Falda Quota falda (rispetto al piano di posa) 0.00 [m] Caratteristiche materiali utilizzati Materiale calcestruzzoRck calcestruzzo 300.00 [kg/cmq]Peso specifico calcestruzzo 24.5170 [kN/mc]Modulo elastico E 314471.61 [kg/cmq]Tensione ammissibile acciaio 2600.00 [kg/cmq]Tensione ammissibile cls ( amm) 97.50 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c0) 6.00 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c1) 18.29 [kg/cmq]Coeff. omogeneizzazione cls teso/compresso (n') 0.50Coeff. omogeneizzazione acciaio/cls (n) 15.00Coefficiente dilatazione termica 0.0000120
Impostazioni di progetto Verifica materiali:Stato Limite Ultimo
Coefficiente di sicurezza calcestruzzo c 1.60Fattore riduzione da resistenza cubica a cilindrica 0.83Fattore di riduzione per carichi di lungo periodo 0.85Coefficiente di sicurezza acciaio 1.15Coefficiente di sicurezza per la sezione 1.00
Verifica Taglio Metodo dell'inclinazione variabile del traliccio
VRd=[0.18*k*(100.0* l*fck)1/3/ c+0.15* cp]*bw*d>(vmin+0.15* cp)*bw*d
VRsd=0.9*d*Asw/s*fyd*(ctg +ctg )*sinVRcd=0.9*d*bw* c*fcd'*(ctg( )+ctg( )/(1.0+ctg 2)con:d altezza utile sezione [mm]bw larghezza minima sezione [mm]cp tensione media di compressione [N/mmq]l rapporto geometrico di armatura
Asw area armatuta trasversale [mmq]s interasse tra due armature trasversali consecutive [mm]c coefficiente maggiorativo, funzione di fcd e cp
fcd'=0.5*fcd
60
k=1+(200/d)1/2
vmin=0.035*k3/2*fck1/2
Verifiche secondo :
Norme Tecniche 2008 Approccio 2Copriferro sezioni 3.00 [cm]
Andamento inviluppo Momento flettente
Andamento inviluppo Taglio
61
Andamento inviluppo Sforzo Normale
7.6.2 Pozzetto partitore
Descrizione: Scatolare tipo vasca
Altezza esterna 1.00 [m]Larghezza esterna 6.40 [m]Lunghezza mensola di fondazione sinistra 0.00 [m]Lunghezza mensola di fondazione destra 0.00 [m]Spessore piedritto sinistro 0.30 [m]Spessore piedritto destro 0.30 [m]Spessore fondazione 0.30 [m]
Caratteristiche strati terreno
Strato di rinfiancoDescrizione Terreno di rinfiancoPeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 14.67 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 0.00 [kg/cmq/cm]
Strato di baseDescrizione Terreno di basePeso di volume 17.6523 [kN/mc]Peso di volume saturo 19.6136 [kN/mc]
62
Angolo di attrito 30.00 [°]Angolo di attrito terreno struttura 20.00 [°]Coesione 0.00 [kg/cmq]Costante di Winkler 5.00 [kg/cmq/cm]Tensione ammissibile 2.00 [kg/cmq]
Falda
Quota falda (rispetto al piano di posa) 0.00 [m]
Caratteristiche materiali utilizzati
Materiale calcestruzzoRck calcestruzzo 300.00 [kg/cmq]Peso specifico calcestruzzo 24.5170 [kN/mc]Modulo elastico E 284604.99 [kg/cmq]Tensione ammissibile acciaio 2600.00 [kg/cmq]Tensione ammissibile cls ( amm) 97.50 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c0) 6.00 [kg/cmq]Tensione tang.ammissibile cls ( c1) 18.29 [kg/cmq]Coeff. omogeneizzazione cls teso/compresso (n') 0.50Coeff. omogeneizzazione acciaio/cls (n) 15.00Coefficiente dilatazione termica 0.0000120
Condizioni di carico
Convenzioni adottateOrigine in corrispondenza dello spigolo inferiore sinistro della strutturaCarichi verticali positivi se diretti verso il bassoCarichi orizzontali positivi se diretti verso destraCoppie concentrate positive se antiorarieAscisse X (espresse in m) positive verso destraOrdinate Y (espresse in m) positive verso l'altoCarichi concentrati espressi in kNCoppie concentrate espressi in kNmCarichi distribuiti espressi in kN/m
Simbologia adottata e unità di misuraForze concentrateX ascissa del punto di applicazione dei carichi verticali concentratiY ordinata del punto di applicazione dei carichi orizzontali concentratiFy componente Y del carico concentratoFx componente X del carico concentratoM momentoForze distribuiteXi, Xf ascisse del punto iniziale e finale per carichi distribuiti verticaliYi, Yf ordinate del punto iniziale e finale per carichi distribuiti orizzontali
63
Vni componente normale del carico distribuito nel punto inizialeVnf componente normale del carico distribuito nel punto finaleVti componente tangenziale del carico distribuito nel punto inizialeVtf componente tangenziale del carico distribuito nel punto finaleDte variazione termica lembo esterno espressa in gradi centigradiDti variazione termica lembo interno espressa in gradi centigradi
Condizione di carico n°1 (Peso Proprio)
Condizione di carico n°2 (Spinta terreno sinistra)
Condizione di carico n°3 (Spinta terreno destra)
Condizione di carico n°4 (Sisma da sinistra)
Condizione di carico n°5 (Sisma da destra)
Condizione di carico n°6 (Spinta falda)
Condizione di carico n° 7 (Condizione 1)Conc Pied_S Y= 1.00 Fy= 18.40 Fx= 59.50 M= 0.00Conc Pied_D Y= 1.00 Fy= 18.40 Fx= 59.50 M= 0.00
Impostazioni di progetto
Verifica materiali:Stato Limite Ultimo
Coefficiente di sicurezza calcestruzzo c 1.60Fattore riduzione da resistenza cubica a cilindrica 0.83Fattore di riduzione per carichi di lungo periodo 0.85Coefficiente di sicurezza acciaio 1.15Coefficiente di sicurezza per la sezione 1.00
Verifica Taglio Metodo dell'inclinazione variabile del traliccio
VRd=[0.18*k*(100.0* l*fck)1/3/ c+0.15* cp]*bw*d>(vmin+0.15* cp)*bw*d
VRsd=0.9*d*Asw/s*fyd*(ctg +ctg )*sinVRcd=0.9*d*bw* c*fcd'*(ctg( )+ctg( )/(1.0+ctg 2)con:d altezza utile sezione [mm]bw larghezza minima sezione [mm]cp tensione media di compressione [N/mmq]l rapporto geometrico di armatura
Asw area armatuta trasversale [mmq]
64
s interasse tra due armature trasversali consecutive [mm]c coefficiente maggiorativo, funzione di fcd e cp
fcd'=0.5*fcdk=1+(200/d)1/2
vmin=0.035*k3/2*fck1/2
Verifiche secondo :
Norme Tecniche 2008 Approccio 2
Copriferro sezioni 3.00 [cm]
Andamento inviluppo Momento Flettente
Andamento inviluppo Taglio
Andamento inviluppo Sforzo Normale
65
7.7 VERIFICA AL GALLEGGIAMENTO L�equilibrio statico della struttura di fronte alle azioni di sollevamento dovute alla presenza della
falda è garantito dall�inserimento di una zavorra in cls debolmente armato di peso idoneo a
contrastare in sicurezza la spinta di galleggiamento.
Nella verifica dell'equilibrio della sezione alla traslazione verticale, la forza destabilizzante è la
pressione idrostatica e quelle equilibranti sono i pesi propri delle strutture definitive e le
resistenze di attrito lungo le pareti laterali. A favore di sicurezza si trascurano invece tutti i pesi
permanenti portati e gli accidentali. In particolare, si trascura il peso proprio degli elementi di
copertura, laddove presenti.
La verifica al galleggiamento è stata condotta con riferimento allo stato limite di sollevamento
(UPL) ed in relazione al battente idraulico della �falda di progetto�, ipotizzata a 1.70 m rispetto
alla quota del piano campagna.
Relativamente alla verifica a sollevamento UPL, la condizione di verifica d dE R si esplicita in:
, , , ,inst d inst d inst d stab d dV G Q G T
dove:
,inst dG= forza instabilizzante permanente di progetto (spinta d�Archimede sulla soletta di fondo e
sul piede dei diaframmi);
,inst dQ= forza instabilizzante variabile di progetto;
,stab dG= forza stabilizzante permanente di progetto (peso proprio soletta di fondo, peso proprio
pareti di rifodero, peso proprio diaframmi, eventuale carico strutturale permanente);
Nel lungo termine si considera cautelativamente ai fini della verifica in esame che il terreno
mobiliti la spinta attiva in luogo di quella a riposo.
Di seguito si riportano la verifiche a galleggiamento eseguite per le sezioni di progetto
precedentemente individuate.
66
G,inst 1.10 coefficiente parziale azioni instabilizzanti
G,stab 0.90 coefficiente parziale azioni stabilizzanti
sat 20 kN/m3 peso di volume saturo del terreno
w 10 kN/m3 peso di volume dell'acqua
cls 25 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo
' 20 ° angolo attrito terreno
10 ° angolo attrito terreno parete
qta terreno monte 389 m slm
qta falda 387.3 m slm
qta fondo scavo 384 m slm
D 0.8+0.7 m spessore complessivo solette
B 41.5 m larghezza soletta
L 64 m lunghezza soletta
Htot,parete 5 m
gk 0 kPa carico strutturale
s2 0.5 m spessore pareti
Ed 96413 kN sottospinta di progetto dell'acqua
G1stb,k 99600 kN/m peso solette
G3stb,k 13188 kN/m peso pareti
G4stb,k 0 kN/m sovraccarico strutturale permanente
Gstb,k 112788 kN/m somma carichi stabilizzanti
'v0 33 kPa tensione verticale effettiva media
Ka 0.49 coefficiente di spinta attiva
Tk 29 kN/m resistenza di attrito muro terreno
Rd 101535 kN resistenza di progetto
Verifica al galleggiamento vasca di denitrificazione ossidazione
67
G,inst 1.10 coefficiente parziale azioni instabilizzanti
G,stab 0.90 coefficiente parziale azioni stabilizzanti
sat 20 kN/m3 peso di volume saturo del terreno
w 10 kN/m3 peso di volume dell'acqua
cls 25 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo
cls magro 24 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo magro
' 20 ° angolo attrito terreno
10 ° angolo attrito terreno parete
qta terreno monte 389.2 m slm
qta falda 387.5 m slm
qta fondo scavo 385 m slm
D 0.6 m spessore complessivo solette
D1 0.3 m spessore zavorra
B 25 m larghezza soletta
L 19.625 m lunghezza soletta
Htot,parete 3 m
gk 0 kPa carico strutturale
s2 0.5 m spessore pareti
Ed 13492 kN sottospinta di progetto dell'acqua
G1stb,k 10891.88 kN peso solette
G3stb,k 5888 kN/m peso pareti
G4stb,k 0 kN/m sovraccarico strutturale permanente
Gstb,k 16779 kN/m somma carichi stabilizzanti
'v0 23 kPa tensione verticale effettiva media
Ka 0.49 coefficiente di spinta attiva
Tk 12 kN/m resistenza di attrito muro terreno
Rd 15112 kN resistenza di progetto
Verifica al galleggiamento vasca di sedimentazione secondaria
68
G,inst 1.10 coefficiente parziale azioni instabilizzanti
G,stab 0.90 coefficiente parziale azioni stabilizzanti
sat 20 kN/m3 peso di volume saturo del terreno
w 10 kN/m3 peso di volume dell'acqua
cls 25 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo
cls magro 24 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo magro
' 20 ° angolo attrito terreno
10 ° angolo attrito terreno parete
qta terreno monte 389.2 m slm
qta falda 387.5 m slm
qta fondo scavo 385 m slm
D 0.7 m spessore complessivo solette
D1 0.2 m spessore zavorra
B 23 m larghezza soletta
L 14 m lunghezza soletta
Htot,parete 5.5 m
gk 0 kPa carico strutturale
s2 0.5 m spessore pareti
Ed 9563 kN sottospinta di progetto dell'acqua
G1stb,k 7180.6 kN peso solette
G3stb,k 9930 kN/m peso pareti
G4stb,k 0 kN/m sovraccarico strutturale permanente
Gstb,k 17111 kN/m somma carichi stabilizzanti
'v0 36 kPa tensione verticale effettiva media
Ka 0.49 coefficiente di spinta attiva
Tk 34 kN/m resistenza di attrito muro terreno
Rd 15431 kN resistenza di progetto
Verifica al galleggiamento vasca di equalizzazione
69
G,inst 1.10 coefficiente parziale azioni instabilizzanti
G,stab 0.90 coefficiente parziale azioni stabilizzanti
sat 20 kN/m3 peso di volume saturo del terreno
w 10 kN/m3 peso di volume dell'acqua
cls 25 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo
cls magro 24 kN/m3 peso di volume del calcestruzzo magro
' 20 ° angolo attrito terreno
10 ° angolo attrito terreno parete
qta terreno monte 388.5 m slm
qta falda 386.8 m slm
qta fondo scavo 384 m slm
D 0.6 m spessore complessivo solette
D1 0 m spessore zavorra in cls magro
B 6.8 m larghezza soletta
L 8.8 m lunghezza soletta
Htot,parete 3.9 m
gk 0 kPa carico strutturale
s2 0.5 m spessore pareti
Ed 1843 kN sottospinta di progetto dell'acqua
G1stb,k 897.6 kN peso solette
G3stb,k 2082 kN/m peso pareti
G4stb,k 0 kN/m sovraccarico strutturale permanente
Gstb,k 2979 kN/m somma carichi stabilizzanti
'v0 28 kPa tensione verticale effettiva media
Ka 0.49 coefficiente di spinta attiva
Tk 19 kN/m resistenza di attrito muro terreno
Rd 2698 kN resistenza di progetto
Verifica al galleggiamento vasca di prima pioggia
70
Dalle verifiche condotte si evince che solo nel caso della vasca di denitrificazione ossidazione e del
sedimentatore secondario è necessario ricorrere ad un appesantimento della struttura mediante
zavorra di spessore pari rispettivamente a 0.7 e 0.8 m.