4.1.3
Sottostruttura
La sottostruttura è caratterizzata da un numero di cinque appoggi realizzate tramite pile in cemento armati classe C32/40, posti direttamente a livello del piano del ferro. Tali appoggi sono localizzati in corrispondenza delle prime due campate lato stazione e per l’ultima Vierendeel. Per quanto riguarda i dispositivi di vincolo presenti in sommità di dette pile, occorre definire lo schema statico complessivo della passerella.
Verticalmente quest’ultima si comporta, nel tratto strallato, come una trave su più appoggi; nella campata Vierendeel invece come una trave semplicemente appoggiata. Per quanto riguarda il grado di vincolo dei gdl orizzontali, occorre specificare che longitudinalmente la campata strallata è bloccata completamente in corrispondenza del tripode, dove un collegamento deformabile ottenuto mediante due profili scatolari libera soltanto le rotazioni. Su tutti gli altri appoggi si hanno dunque, per uno dei due lati della passerella, appoggi unidirezionali, mentre sull’altro multidirezionali. Ciò allo scopo di favorire le deformazioni "naturali" conseguenti agli sbalzi termici, sia longitudinalmente che trasversalmente. La campata Vierendeel risulta impostata allo stesso modo: un appoggio fisso in corrispondenza della pila condivisa con la campata strallata, un appoggio unidirezionale longitudinale per l’altra pila ma sullo stesso lato e due multidirezionali sul lato opposto.
Per quanto riguarda le opere di fondazione, il tripode poggia su una zattera di spessore 2 metri ancora in cls C32/40, impostata su dieci pali cosi come le altre pile. Non si hanno informazioni relative alla classe di cls impiegato per le palificate.
4.2
Caratteristiche eoliche del sito
In questa fase si desidera definire quelle che sono le caratteristiche del sito dal punto di vista della suscettibilità all’azione del vento. Non interessa determinare il valore delle azioni aerodinamiche incidenti, in quanto non oggetto del nostro lavoro, ma piuttosto i valori della velocità attesi nel luogo di costruzione al variare del tempo di ritorno. A tal fine si fa riferimento alle disposizioni riportate all’interno della CNRDT 207/2008. Periodo di ritorno di progetto
Per determinare il tempo di ritorno di progetto della struttura occorre fare alcune considerazioni riguardo la sua rilevanza. A questo proposito, occorre definire il tempo di ritorno di riferimento TR,0, il quale è fornito dalla relazione:
TR,0 = max{T0, VN},
in cui VN rappresenta la vita nominale della costruzione mentre T0 il periodo di
(a) periodo di ritorno convenzionale T0
(b) vita nominale VN
Figura 4.7: determinazione del periodo di ritorno di riferimento TR,0
Per quanto concerne la vita nominale, l’opera è da considerarsi sicuramente come rilevante, anche se non strategica: in condizioni di emergenza o di calamità naturali non costituisce infatti una via di accesso possibile per i mezzi di soccorso o per le forze armate. Dunque è da assumersi almeno pari a 50 anni. Per quanto concerne invece il periodo di ritorno convenzionale, è da escludere che il ponte possieda le proprietà di una costruzione ordinaria, dunque T0lo si assume pari a 100 anni. Il periodo di ritorno
di riferimento in anni è quindi definito pari a: TR,0 = 100 anni.
Salvo diversamente indicato, il periodo di ritorno di progetto deve essere assunto pari a quello appena determinato, quindi nel nostro caso ancora 100 anni. Vi sono tuttavia dei casi, di particolare interesse per il nostro lavoro, in cui tale valore va ridefinito nei seguenti modi:
1. TR=1 anno: valore da assumere nel caso in cui desideri condurre una verifica
sull’abitabilità degli edifici;
2. TR=10TR,0: valore da assumere nel caso si intenda verificare il comportamento
rispetto a fenomeni aeroelastici quali distacco di vortici, flutter ecc.
Nel nostro caso, visto la volontà di indagare gli effetti del distacco di vortice, occorre quindi scegliere TR=1000 anni. Gli effetti di questo incremento del periodo si traducono
in una crescita del range di velocità da controllare. Velocità base di riferimento
La velocità base di riferimento vb definisce il livello di ventosità della zona oggetto
di studio. A differenza della velocità di riferimento vr introdotta al capitolo 1.3 essa è
4.2. Caratteristiche eoliche del sito 62 seguente
vb = vb,0ca, (4.1)
in cui:
– vb,0: velocità di riferimento al livello del mare;
– ca: coefficiente di altitudine, definito dalla relazione seguente:
ca = 1, se as≤ a0, 1 + ka(aas 0 − 1), se as> a0,
in cui a0 e ka risultano parametri funzione della zona di costruzione mentre as
l’altitudine sul livello del mare. La seguente Figura 4.8 fornisce il valore dei parametri di interesse, in relazione ad una zonizzazione del territorio italiano che definisce 9 aree.
Figura 4.8: valori della velocità di base al livello del mare
La citta di Terni si trova mediamente ad una quota sopra il livello del mare pari a 130 m. Per questo motivo il coefficiente ca risulta unitario. Otteniamo dunque un
valore della velocità di base pari a:
vb = vb,0 = 27m/s. (4.2)
Velocità di riferimento di progetto
In questa fase leghiamo il periodo di ritorno prima individuato alla velocità eolica corrispondente. Quest’ultima è fornita da:
in cui cr, coefficiente di ritorno, è dato da: cr= 0, 75 se TR = 1anno; 0, 75 + 0, 0652ln(TR) se 1anno ≤ TR < 5anni; 0, 75p1 − 0, 2ln[−ln(1 − 1/TR)] se 5anni ≤ TR < 50anni; 0, 65{1 − 0, 138ln[−ln(1 − 1/TR)]} se TR ≥ 50anni.
Nella seguente tabella sono raccolti i valori di cr e della velocità di riferimento per
diversi tempi di ritorno. Si ricorda che stiamo parlando di valori medi della velocità. Tabella 4.1: coefficienti di ritorno e velocità di riferimento al variare del
periodo di ritorno TR c r vr [anni] [m/s] 1 0, 75 20, 25 5 0, 85 23, 09 10 0, 90 24, 38 50 1, 00 27, 00 100 1, 06 28, 69 1000 1, 27 34, 27 Velocità media
La velocità media ad una certa quota z è fornita dal prodotto della velocità di riferimento per il coefficiente di profilo medio:
vm(z) = vrcm(z),
in cui tale coefficiente è fornito dalle relazioni: cm(z) =
krln(zmin/z0)ct(zmin) per z ≤ zmin;
krln(z/z0)ct(zmin) per z > zmin.
kr, zmine z0sono definiti in relazione alla categoria di esposizione e alla classe di rugosità
del terreno. Con riferimento quindi alla zonizzazione definita ai paragrafi precedenti, ricadendo in Zona 3, per mezzo della seguente Figura 4.9, determiniamo tali valori. Trovandoci ad una distanza dalla costa maggiore di 30 km ed avendo individuato nella classe di rugosità B quella che meglio interpreta il contesto urbano di collocamento dell’opera, otteniamo una categoria di esposizione IV, con i relativi parametri.
Per la determinazione del coefficiente di profilo medio assumiamo una quota z di posizionamento dell’impalcato pari al valore medio lungo tutto lo sviluppo, ovvero 8,26 m. Tale coefficiente assume quindi un valore di 0,729. Per quanto concerne invece il coefficiente di topografia ct, esso si assume unitario.
4.2. Caratteristiche eoliche del sito 64
(a) classe di rugosità
(b) categoria di esposizione
(c) valori di kr, zmin e z0
E’ possibile dunque definire le velocità medie attese in funzione del periodo di ritorno. Tali parametri rappresentano delle variabili di progetto molto importanti, come vedremo successivamente.
Tabella 4.2: velocità medie al variare del periodo di ritorno
TR vm [anni] [m/s] [km/h] 1 14, 77 53, 17 5 16, 84 60, 62 10 17, 79 64, 03 50 19, 69 70, 90 100 20, 92 75, 34 1000 25, 00 90, 08