REDAZIONE NOME
VERIFICA APPROVAZIONE
TITOLO
Revisioni
2 1
N° Descrizione Data
DICEMBRE 2019
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Dott. Ing. Cristina G. Passoni Dott. Ing. Matteo Peduzzi
Dott. Ing. Giovanni Battista Peduzzi
Dott. Geol. Mario Strinna Dott. Ing. Franco Civile Dott. Ing. Giampiero Pili Dott. Ing. Pietro Diliberto
I progettisti:
Dott. Marco Sassatelli Dott. Nicola Sanna
INTERVENTI PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO E RIPRISTINO DELLE INFRASTRUTTURE RELATIVE AI CORSI D' ACQUA IN TERRITORIO
COMUNALE DI UTA
LOTTO 1: RIO COCCODI
PROGETTO ESECUTIVO
CUP: H23H19000230001-CIG: 7972123404
RELAZIONE TECNICA SULLE STRUTTURE
C. G. Passoni
G. Pili P. Diliberto
I N D I C E
1. VERIFICA DI STABILITÀ GENERALE DEI RIVESTIMENTI DELL'ALVEO ... 1
1.1. PREMESSA ... 1
1.2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO ... 1
1.3. VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI (SLU)(NTC,AGGIORNAMENTO DELLE «NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI»,2018) ... 2
1.4. COMBINAZIONE DELLE AZIONI ... 6
1.5. CARATTERISTICHE DEL TERRENO ... 6
1.6. ANALISI DEI CARICHI ... 7
1.6.1. Valutazione dell’azione sismica ... 9
1.6.2. Periodo di riferimento per l’azione sismica ... 9
1.6.3. Stati limite e relativa probabilità di superamento ... 10
1.6.4. Spettro di risposta elastico in accelerazione ... 11
1.6.5. Categoria di sottosuolo... 14
1.6.6. Valutazione dell’azione sismica “nell’intervento per la riduzione del rischio idraulico e ripristino delle infrastrutture relative ai corsi d'acqua in territorio comune di Uta - Lotto 1-Rio Coccodi” ... 16
1.7. VALUTAZIONE DELLA DOMANDA DI RESISTENZA SLU/SLE STATICO E SISMICO ...21
1.7.1. Generalità ... 21
1.7.2. Requisiti strutturali degli elementi di fondazione (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018) ... 23
1.8. RESISTENZA DI PROGETTO DEI MATERIALI ...24
1.9. STATO LIMITE DI FESSURAZIONE (SLE) E COPRIFERRO ...25
1.10. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IN FASE ESECUTIVA PER IL GETTO DEL FONDO ...28
1.11. DIMENSIONAMENTO DELLE ARMATURE ...29
1.12. MODELLO NUMERICO ...29
1.13. VERIFICA A SCORRIMENTO DEL COMPLESSO SPALLA/CUNEO DI TERRA DI RISAGOMATURA DELL’ALVEO ...29
1.14. VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI IDRAULICI (UPL)(NTC,AGGIORNAMENTO DELLE «NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI»,2018) ...31
2. RIPRISTINO SUPERFICIALE DEI PONTI DI ATTRAVERSAMENTO DEL “RIO COCCODI” ... 35
2.1. PREMESSA ...35
2.2. IL RIPRISTINO CORTICALE ...38
2.2.1. Generalità ... 38
2.2.2. Idroscarifica ... 38
2.2.3. Preparazione delle superfici ... 38
2.2.4. Ripristino degli spessori di calcestruzzo idroscarificati con malta premiscelata tissotropica a ritiro compensato opportunamente additivata ... 39
2.3. FINITURE SUPERFICIALI ...40
2.4. IL RIPRISTINO STRUTTURALE ...43
2.4.1. Generalità ... 43
2.4.2. Idrodemolizione ... 43
2.4.3. Preparazione delle superfici ... 43
2.4.4. Pulizia, reintegro e passivazione delle armature metalliche ... 44
2.4.5. Ripristino degli spessori di calcestruzzo idrodemoliti con malta premiscelata tissotropica a ritiro compensato ... 44
2.5. BARRIERE DI PROTEZIONE ...46
3. DIMENSIONAMENTO DEI POZZETTI PONTE TUBO ... 48
3.1. PREMESSA ...48
3.2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO ...49
3.3. VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI (SLU)(NTC,AGGIORNAMENTO DELLE «NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI»,2018) ...50
3.4. COMBINAZIONE DELLE AZIONI ...54
3.5. CARATTERISTICHE DEL TERRENO ...54
3.6. ANALISI DEI CARICHI ...55
3.6.1. Generalità ... 55
3.6.2. Valutazione dell’azione sismica ... 56
3.6.3. Periodo di riferimento per l’azione sismica ... 57
3.6.4. Stati limite e relativa probabilità di superamento ... 58
3.6.5. Spettro di risposta elastico in accelerazione ... 59
3.6.6. Categoria di sottosuolo... 61
3.6.7. Valutazione dell’azione sismica “nell’intervento per la riduzione del rischio idraulico e ripristino delle infrastrutture relative ai corsi d'acqua in territorio comune di Uta - Lotto 1-Rio Coccodi” ... 64
3.7. VALUTAZIONE DELLA DOMANDA DI RESISTENZA SLU/SLE STATICO E SISMICO ...69
3.7.1. Generalità ... 69
3.7.2. Requisiti strutturali degli elementi di fondazione (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018) ... 70
3.8. RESISTENZA DI PROGETTO DEI MATERIALI ...71
3.9. STATO LIMITE DI FESSURAZIONE (SLE) E COPRIFERRO ...72
3.10. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IN FASE ESECUTIVA ...75
3.11. DIMENSIONAMENTO DELLE ARMATURE ...76
3.12. MODELLO NUMERICO ...76
3.13. VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI IDRAULICI (UPL)(NTC,AGGIORNAMENTO DELLE «NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI»,2018) ...77
1. VERIFICA DI STABILITÀ GENERALE DEI RIVESTIMENTI DELL'ALVEO
1.1. PREMESSA
La presente relazione riguarda le verifiche di stabilità globale e del fondo di posa delle opere in c.a. previste
“nell’intervento per la riduzione del rischio idraulico e ripristino delle infrastrutture relative ai corsi d'acqua in territorio comune di Uta - Lotto 1-Rio Coccodi”.
Le opere in c.a. di cui trattasi riguardano essenzialmente i rivestimenti dell'alveo (§ 1.3.).
Nella valutazione delle azioni accidentali necessarie per le verifiche, si è tenuto conto di un sovraccarico accidentale, in modo da consentire il transito ai mezzi che circolano sulla sede stradale in condizioni di sicurezza.
Il calcolo è stato eseguito rispettando le condizioni degli stati limiti previsti dalla NTC 2018, identificando azioni uniformemente distribuite sulle superfici d'influenza della sezione del canale, secondo la teoria delle piastre, rispettando le combinazioni di carico agli stati limite ultimi e di esercizio.
1.2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO
Nella stesura del progetto e dei calcoli delle opere di cui alla presente relazione, si è fatto esplicito riferimento alle norme che di seguito si elencano:
ANSI-AWWAC950. (88).
Arredi. (1972).
ASTM-D1556-90. (s.d.).
CNR-69:1978. (s.d.).
CS LL PP CIRCOLARE 21 gennaio 2019 n.7. (s.d.). Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale. Roma: Ministero delle infrastrutture e dei trasporti.
DaDeppo-Fognature. (2009). Fognature.
DIN1072. (s.d.).
DM 27 luglio 1985. (s.d.). Norme tecniche per l'esecuzione delle oper e in cemento armato normale e precompresso e per le strutture mettalliche.
DM 27 luglio 1985. (s.d.). Norme tecniche per l'esecuzione delle oper ein cemento armato normale e precompresso e per le strutture mettalliche.
DM 3 giugno 1968. (s.d.). Nuove norme sui requisiti di accettazione e modalita' di prova dei cementi.
DM LL PP 09.01.1996. (s.d.). Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche.
DM LL PP 11.03.1988. (s.d.). Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno.
DM LL PP 16.01.1996. (s.d.). Norme tecniche relative ai “Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi”.
JindalSaw. (2017). Cattalogo Tecnico di Prodotto (SerTubi). Jindal.
Legge 05.11.1971 n. 1086. (s.d.). Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica .
Legge 26 maggio 1965 n.595. (s.d.). Caratteristiche tecniche e requisiti dei leganti idraulici.
Ministero delle infrastrutture e dei trasporti DM MIT 2367 21/06/2004. (s.d.).
NTC. (2008). Pericolosità Sismica Allegati A e B.
NTC. (2018). Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni». Roma: MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE E DEI TRASPORTI.
Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3274. (2003).
Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3519. (2006). Criteri generali per l'individuazione delle zone sismiche e per la formazione e l'aggiornamento degli elenchi delle medesime zone.
UNI 2332 1. (1979). Vagli di controllo. Stacci di controllo e relativi fondi e coperchi. Dimensioni e tolleranze.
UNI 7517/1976. (s.d.). Guida per la scelta della classe dei tubi per condotte di cemento sottoposte a carichi esterni e funzionanti con o senza pressione interna.
UNI EN 12350-2 (giugno 2001). (s.d.). Prova di abbassamento del cono di Abrams.
UNI EN 13286 2:2005. (s.d.). Miscele non legate e legate con leganti idraulici - Parte 2: Metodi di prova per la determinazione della massa volumica e del contenuto di acqua di riferimento di laboratorio -
Costipamento Proctor.
UNI EN 206. (2016). Classi di esposizione e durabilità.
UNI ENV-1046. (2003). Sistemi di tubazioni e condotte di materia plastica - Sistemi di adduzione d'acqua e scarichi fognari all'esterno dei fabbricati - Raccomandazioni per installazione interrata e fuori terra.
1.3. VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI (SLU) (NTC, AGGIORNAMENTO DELLE «NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI»,2018)
Nel seguito sono riportati i criteri del metodo semiprobabilistico agli stati limite basato sull’impiego dei coefficienti parziali, applicabili nella generalità dei casi, noto come metodo di primo livello.
Nel metodo agli stati limite, la sicurezza strutturale nei confronti degli stati limite ultimi deve essere verificata confrontando la capacità di progetto Rd, in termini di resistenza, duttilità e/o spostamento della struttura o della membratura strutturale, funzione delle caratteristiche meccaniche dei materiali che la compongono (Xd) e dei valori nominali delle grandezze geometriche interessate (ad), con il corrispondente valore di progetto
della domanda Ed, funzione dei valori di progetto delle azioni (Fd) e dei valori nominali delle grandezze geometriche delle strutture interessate.
La verifica della sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi (SLU) è espressa dall’equazione formale:
𝐸𝑑≤ 𝑅𝑑 (1) essendo Ed il valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione, definito dalle relazioni:
𝐸𝑑= 𝐸 [𝛾𝐹𝐹𝐾;𝛾𝑋𝐾
𝑀; 𝑎𝑑], 𝐸𝑑= 𝛾𝐸𝐸 [𝐹𝐾;𝑋𝛾𝐾
𝑀; 𝑎𝑑]; (2) e Rd è il valore di progetto della resistenza del sistema strutturale e/o geotecnico definito dalla relazione:
𝑅𝑑 = 1
𝛾𝑅[𝐹𝐾;𝑋𝐾
𝛾𝑀;; 𝑎𝑑]. (3) Il valore di progetto della resistenza di un dato materiale Xd è, a sua volta, funzione del valore caratteristico della resistenza, definito come frattile del 5% della distribuzione statistica della grandezza, attraverso l’espressione: Xd = Xk/M, essendo M il fattore parziale associato alla resistenza del materiale.
Il valore di progetto di ciascuna delle azioni agenti sulla struttura Fd è ottenuto dal suo valore caratteristico Fk, inteso come frattile del 95% della distribuzione statistica o come valore caratterizzato da un assegnato periodo di ritorno, attraverso l’espressione: Fd =FFk essendo F il fattore parziale relativo alle azioni.
Nel caso di concomitanza di più azioni variabili di origine diversa si definisce un valore di combinazione 0 Fk, ove 0≤ 1 è un opportuno coefficiente di combinazione, che tiene conto della ridotta probabilità che più azioni di diversa origine si realizzino simultaneamente con il loro valore caratteristico.
La capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio (SLE) deve essere verificata confrontando il valore limite di progetto associato a ciascun aspetto di funzionalità esaminato (Cd), con il corrispondente valore di progetto dell’effetto delle azioni (Ed), attraverso la seguente espressione formale:
𝐸𝑑≤ 𝐶𝑑 (4) Nelle verifiche agli stati limite ultimi si distinguono:
lo stato limite di equilibrio come corpo rigido: EQU
lo stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione: STR
lo stato limite di resistenza del terreno: GEO
La Tab. 1 riporta i valori dei coefficienti parziali F da assumersi per la determinazione degli effetti delle azioni nelle verifiche agli stati limite ultimi.
Per le verifiche nei confronti dello stato limite ultimo di equilibrio come corpo rigido (EQU) si utilizzano i coefficienti F riportati nella colonna EQU della Tab. 1.
Per la progettazione di componenti strutturali che non coinvolgano azioni di tipo geotecnico, le verifiche nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) si eseguono adottando i coefficienti F riportati nella colonna A1 della Tab.1.
Per la progettazione di elementi strutturali che coinvolgano azioni di tipo geotecnico (plinti, platee, pali, muri di sostegno, etc.) le verifiche nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) e geotecnici (GEO) si eseguono adottando due possibili approcci progettuali, fra loro alternativi.
Nella Combinazione 1 dell’Approccio 1 (A1M1R1) STR, le verifiche si conducono con i coefficienti parziali,
rispettivamente definiti per le azioni (F), per la resistenza dei materiali M (Tab. 2) e, eventualmente, per la resistenza globale del sistema R (Tab. 3); per le azioni s'impiegano i coefficienti F riportati nella colonna A1 della Tab.1. Quest'approccio è una tipica generalizzazione delle verifiche di resistenza sugli elementi strutturali con i coefficienti (M) opportunamente scelti in relazione al materiale.
Nella Combinazione 2 dell’Approccio 1 (A2M2R2) GEO, si impiegano invece i coefficienti (F) riportati nella colonna A2 della Tab. 1, per la resistenza dei materiali M (Tab. 2) e per la resistenza globale del sistema R(Tab.
3). Questo approccio è tipico delle verifiche per determinare la capacità globale delle opere in terra come ad esempio i pendii.
Nell'Approccio 2 (A1M1R3) STR, s'impiega un’unica combinazione dei gruppi di coefficienti parziali definiti per le azioni (F), per la resistenza dei materiali M (Tab. 2) e, eventualmente, per la resistenza globale R (Tab. 3). In tale approccio, per le azioni s'impiegano i coefficienti (F) riportati nella colonna A1 della Tab. 1.
Quest'approccio può essere utilizzato sia per le verifiche della capacità portante del terreno e per le verifiche a scorrimento delle opere di sostegno e delle fondazioni.
In tutti i casi, sia nei confronti del dimensionamento strutturale, sia per quello geotecnico, si deve utilizzare la combinazione più gravosa fra le due precedenti.
Ai fini delle verifiche necessarie per il caso in esame verranno considerati i seguenti stati limite.
Lo stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione: STR
Lo stato limite di resistenza del terreno: GEO/STR
Per ogni stato limite ultimo che preveda il raggiungimento della resistenza di un elemento strutturale (STR) o del terreno (GEO), deve essere rispettata la condizione esposta nell’eq. 1.
Effetto delle azioni e resistenza di progetto sono espressi rispettivamente in funzione delle azioni di progetto
FFk, dei parametri geotecnici di progetto Xk/M e dei parametri geometrici di progetto ad. Il coefficiente parziale di sicurezzaR opera direttamente sulla resistenza del sistema. L’effetto delle azioni di progetto può anche essere valutato direttamente con i valori caratteristici delle azioni come indicato dalle equazioni conE =
F (Tab. 1).
Effetto Coef. Parziali
(F o E) EQU (A1)
(STR)
(A2) (GEO)
Carichi permanenti G1
Favorevole
G1
0,9 1,0 1,0
Sfavorevole 1,1 1,3 1,0
Carichi permanenti G2(1) Favorevole
G2
0,8 0,8 0,8
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
Azioni variabili Q Favorevole Qi
0,0 0,0 0,0
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
(1) Nel caso in cui l’intensità dei carichi permanenti non strutturali o di una parte di essi (ad es. carichi permanenti portati) sia ben definita in fase di progetto, per detti carichi o per la parte di essi nota si potranno adottare gli stessi coefficienti parziali validi per le azioni permanenti.
(2) Per la spinta delle terre si fa riferimento ai coefficienti G1
Tab. 1 Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni nelle verifiche SLU (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Coef. Parziali divisori per i parametri geotecnici di resistenza del terreno
Parametro Grandezza alla quale applicare il coef. parziale Coef.
parzialeM (M1) (M2)
Tangente dell'angolo tan'k ' 1,0 1,25
di resistenza al taglio
Coesione efficace c'k c' 1,0 1,25
Resistenza non drenata cuk cu 1,0 1,4
Peso dell'unità di volume 1,0 1
Tab. 2 Coefficienti parziali divisori per i parametri geotecnici
VERIFICA COEFFICIENTE PARZIALE
(R1)
COEFFICIENTE PARZIALE
(R2)
COEFFICIENTE PARZIALE
(R3) Capacità portante R = 1,0 R = 1,8 R = 2,3
Scorrimento R = 1,0 R = 1,1 R = 1,1
Tab. 3 Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati limite ultimi di fondazioni superficiali
Le azioni possono essere classificate a seconda della risposta strutturale in:
Statiche: azioni applicate alla struttura che non provocano accelerazioni significative della stessa o di alcune sue parti;
Pseudo statiche: azioni dinamiche rappresentabili mediante un’azione statica equivalente;
Dinamiche: azioni che causano significative accelerazioni della struttura o dei suoi componenti.
Le azioni possono essere classificate anche in relazione alla variazione della loro intensità nel tempo come:
Permanenti (G): azioni che agiscono durante tutta la vita nominale di progetto della costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è molto lenta e di modesta entità:
1) peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando pertinente; forze indotte dal terreno (esclusi gli effetti di carichi variabili applicati al terreno); forze risultanti dalla pressione dell’acqua (quando si configurino costanti nel tempo) (G1).
2) peso proprio di tutti gli elementi non strutturali (G2).
Variabili (Q): azioni che agiscono con valori istantanei che possono risultare sensibilmente diversi fra loro nel corso della vita nominale della struttura come i sovraccarichi.
Sismiche (E): azioni derivanti dai terremoti.
Con riferimento alla durata relativa ai livelli di intensità di un’azione variabile, si definiscono:
Valore quasi permanente 2jQkj: il valore istantaneo superato oltre il 50% del tempo nel periodo di riferimento. Indicativamente, esso può assumersi uguale alla media della distribuzione temporale dell’intensità;
Valore frequente 1jQkj: il valore superato per un periodo totale di tempo che rappresenti una piccola frazione del periodo di riferimento. Indicativamente, esso può assumersi uguale al frattile 95% della distribuzione temporale dell’intensità;
Valore di combinazione 0jQkj: il valore tale che la probabilità di superamento degli effetti causati dalla concomitanza con altre azioni sia circa la stessa di quella associata al valore caratteristico di una singola azione.
Nel caso in esame si considerano (nella Tab. 5) i seguenti valori di combinazione in relazione alle tipologie di carico variabile considerate come esplicitamente riportate nel § 1.6.
Categoria/Azione variabile 0j 1j 2j
Categoria G - Rimesse, parcheggi ed aree per il traffico di veicoli (per autoveicoli di peso > 30 kN) 0,7 0,7 0,6 Tab. 4 Valori dei coefficienti di combinazione
G1 coefficiente parziale dei carichi permanenti G1;
G2 coefficiente parziale dei carichi permanenti non strutturali G2;
Qi coefficiente parziale delle azioni variabili Qi.
1.4. COMBINAZIONE DELLE AZIONI
Ai fini delle verifiche degli stati limite, si definiscono le seguenti combinazioni delle azioni.
Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):
o 𝐹𝑑 = 𝛾𝐺1𝐺1+ 𝛾𝐺2𝐺2+ 𝛾𝑄1𝑄𝑘1+ 𝛾𝑄2𝜓02𝑄𝐾2 (5)
Combinazione caratteristica, cosiddetta rara, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) irreversibili:
o 𝐹𝑑 = 𝐺1+ 𝐺2+ 𝑄𝑘1+ 𝜓02𝑄𝐾2 (6)
Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:
o 𝐹𝑑 = 𝐺1+ 𝐺2+ 𝜓11𝑄𝑘1+ 𝜓12𝑄𝐾2 (7)
Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:
o 𝐹𝑑 = 𝐺1+ 𝐺2+ 𝜓21𝑄𝑘1+ 𝜓22𝑄𝐾2 (8)
Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E:
o 𝐹𝑑 = 𝐸 + 𝐺1+ 𝐺2+ 𝜓21𝑄𝑘1+ 𝜓22𝑄𝐾2 (9)
Gli effetti dell'azione sismica saranno valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi gravitazionali:
o 𝐺1+ 𝐺2+ ∑ 𝜓𝑗 21𝑄𝑘1 (10) Nelle combinazioni s'intende che vengano omessi i carichi Qkj che danno un contributo favorevole ai fini delle verifiche e, se del caso, i carichi G2.
1.5. CARATTERISTICHE DEL TERRENO
Le caratteristiche geotecniche dei terreni interessati dalla realizzazione delle opere, possono essere riassunte nei seguenti parametri cautelativi, estratti dalla relazione geotecnica in allegato tra gli elaborati del progetto esecutivo, dove si riscontra che dalle indagini in situ non è stata rilevata la presenza di una falda sino alla profondità di 5 m.
Peso di volume naturale (n) 20,89 KN/m3
Peso di volume saturo (sat) 21.87 KN/m3
Angolo di attrito interno () 37° (Japanese N. Railway) → ridotto 26.78°
Coesione (nei termini a matrice) (Cnd) = 98,07 KN/m2
Densità relativa (Dr) 65 – 85 % (Gibbs & Holtz)
Modulo Elastico (E) 56535,34 kN/m2 (D’Appolonia et Alii)
Modulo Edometrico (M) 60016,70 kg/cm2 (Menzebach e Malcev)
NSPT medio 50
RT (secondo correlazione Parry Nspt) 4.90 daN/cm2
Coeff. Winkler (Kg/cm3) Q = 1.5 Kg/cm2 4.34 kg/cm3
Nel calcolo della spinta delle terre si utilizza il seguente coefficiente di spinta attiva di Rankine ka:
𝑘𝑎= 𝑡𝑎𝑛2(𝜋4−𝜑2′) = 0,39 (11)
1.6. ANALISI DEI CARICHI
Si considerano carichi permanenti quelli non rimovibili durante il normale esercizio della costruzione. Essi sono valutati sulla base delle dimensioni effettive delle opere e dei pesi per unità di volume dei materiali costituenti.
Analogamente vengono determinati i pesi propri degli elementi strutturali costituenti il modello di calcolo:
a) Peso proprio della struttura G1.
b) Spinta del terreno G2 (permanente portato):
Le azioni dovute alla spinta del terreno sono state calcolate secondo l’espressione:
𝐺2= 𝛾𝑠𝑎𝑡𝑧𝑘𝑎[kN/m2] (12) dove:
sat = 2187 kg/m3 peso specifico del terreno saturo.
0 ≤ z ≤ 2,15 [m]affondamento dal piano di campagna.
ka =0,39 (eq. 11) coef. di spinta attiva.
da tale espressione si ricava il diagramma delle pressioni relativo alle sponde del canale opportunamente proiettato secondo la direzione normale delle sponde (fig. 1), con un carico proiettano sul fondo della sponda corrispondente a G2(proiettato)=9,415 kN/m2 e variabile in funzione della quota di affondamento.
Angolo inclinazione sponda
tan()= 3,254/2,150 = arctan(1,51) [rad] risp. All'or.[°] risp. Alla v. [rad] risp. Alla v.[°]
0,66 0,58 33,45 0,986918291 56,55
Fig.1 Inclinazione delle sponde dell’alveo
c) Pressione idrostatica a canale pieno, sul fondo della sponda QK1(proiettato)= 21,5 kN/m2sulle pareti, opportunamente proiettato (fig. 1), secondo la normale della sponda e variabile in funzione della quota z di affondamento in “m”, dal pelo libero dell’acqua; compreso del carico idrostatico al fondo del canale pari a 21,5 kN/m2.
𝑄𝐾1= 𝛾𝐻2𝑂𝑧 (13)
H2O = 1000 kg/m3 peso specifico dell’acqua.
0 ≤ z ≤ 2,15 [m]affondamento dalla sommità della sponda.
I sovraccarichi accidentali considerati per il calcolo, tenendo conto del fatto che sui lati delle sponde sono presenti delle strade sterrate, utili al monitoraggio dell’intera struttura, si considera quindi un sovraccarico a tergo delle sponde.
d) Sovraccarico accidentale a tergo delle sponde Qk1: oltre alla spinta del terreno, si è considerata anche la spinta dovuta al sovraccarico accidentale sul terrapieno dovuto al passaggio di mezzi pesanti per il trasporto di materiali (autocarro), durante le operazioni d'installazione e manutenzione del'infrastruttura, avente la seguente espressione:
𝑄𝑘2= 𝑞𝑘1𝑘𝑎 (14) dove:
qk1=20 kN/m2 sovraccarico a tergo
ka =0,39 (eq. 11) coef. di spinta attiva.
carico in testa e carico al piedeQk2= 7,809 kN/m2, che proiettato nella direzione normale delle sponde (fig. 1), diventa: QK2(proiettato)= 4,3 kN/m2.
Fig. 2 Schema di carico utilizzato per le verifiche di stabilità del canale implementate nel modello
1.6.1. Valutazione dell’azione sismica
1.6.1.1. Generalità
Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite da considerarsi, si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base” del sito di costruzione e sono funzione delle caratteristiche morfologiche e stratigrafiche che determinano la risposta sismica locale.
La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa ag in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale definito di categoria A come specificato nelle tabelle 8 e 9, nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR, nel periodo di riferimento VR. Ai fini della normativa le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento PVR nel periodo di riferimento VR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:
ag accelerazione orizzontale massima del sito, valore desumibile nell’allegato B delle (NTC, Pericolosità Sismica Allegati A e B, 2008) dove il valore di ag (delle tabelle), deve essere diviso per 10 per poter poi essere considerato come coefficiente moltiplicatore dell’accelerazione di gravità g = 9,81 m/s2.
Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale.
T*c valore di riferimento per la determinazione del periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale espresso in secondi [s].
Per i valori di ag, Fo e T*c necessari per la determinazione delle azioni sismiche, si fa riferimento agli Allegati A e B al Decreto del Ministro delle Infrastrutture 14 gennaio 2008, pubblicato nel S.O. alla Gazzetta Ufficiale del 4 febbraio 2008, n.29, ed eventuali successivi aggiornamenti.
1.6.2. Periodo di riferimento per l’azione sismica
Le azioni sismiche sulle costruzioni vengono valutate in relazione ad un periodo di riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo di costruzione, dal seguente prodotto:
𝑉𝑅 = 𝑉𝑁𝐶𝑢 (15) Dove:
VN definisce la vita nominale di progetto di un’opera, convenzionalmente definito come il numero di anni nel quale è previsto che l’opera regolarmente soggetta alle necessarie manutenzioni, mantenga specifici livelli prestazionali. I valori minimi sono riportati nella Tab. 5.
Cu definisce le classi d’uso dell’opera, la quale valuta le conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, la classificazione distingue il livello d’importanza dell’opera in relazione alle esigenze per la collettività. Per cui si definiscono (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018):
1) Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli.
2) Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.
3) Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.
4) Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al DM 5/11/2001, n. 6792, “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.
Nella Tab. 6 ritroviamo i coefficienti da attribuire alla classe d’uso in relazione all’importanza dell’opera.
TIPI DI COSTRUZIONI Valori minimi di VN (anni) 1 Costruzioni temporanee e provvisorie 10
2 Costruzioni con livelli di prestazioni ordinari 50 3 Costruzioni con livelli di prestazioni elevati 100
Tab.5Valori minimi della Vita nominale VN di progetto per i diversi tipi di costruzioni (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Classe d’uso I II III IV
Coefficiente Cu 0,7 1,0 1,5 2,0
Tab. 6 Valori del coefficiente d’uso CU (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
1.6.3. Stati limite e relativa probabilità di superamento
Nei confronti delle azioni sismiche, gli stati limite di esercizio (SLE) e gli stati limiti ultimi (SLU) si individuano facendo riferimento alle prestazioni della costruzione nel suo complesso.
Gli stati limite di esercizio (SLE) comprendono:
Stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e le apparecchiature rilevanti in relazione alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi.
Stato Limite di Danno (SLD): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature.
Gli stati limite ultimi (SLU) comprendono:
Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV): a seguito del terremoto la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali; la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali.
Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC): a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali;
la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.
Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR, da considerarsi per individuare l’azione sismica agente per ciascuno degli stati limite considerati, vengono riportate nella Tab. 7.
Stati Limite Probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR
Stati limite di esercizio SLO 81%
SLD 63%
Stati limite ultimi SLV 10%
SLC 5%
Tab. 7 Probabilità di superamento PVR in funzione dello stato limite considerato (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Per ciascuno stato limite e relativa probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento VR si ricava il periodo di ritorno TR del sisma utilizzando la relazione:
𝑇𝑅 = − 𝑉𝑅
ln(1−𝑃𝑉𝑅)= − 𝑉𝑁𝐶𝑈
ln(1−𝑃𝑉𝑅) (16)
1.6.4. Spettro di risposta elastico in accelerazione
Il moto sismico di superficie e sul piano di fondazione è caratterizzata da 3 componenti traslazionali, due orizzontali contrassegnate da X e Y ed una verticale contrassegnata da Z, da considerarsi indipendenti tra loro.
Salvo quanto specificato per le opere e i sistemi geotecnici, la componente verticale verrà considerata ove espressamente richiesto nel Capitolo 7 (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018) e purché il sito nel quale sorge la costruzione sia caratterizzato da un’accelerazione al suolo, pari ad ag ≥ 0,15g.
Lo spettro di risposta elastico in accelerazione è espresso da una forma spettrale (spettro normalizzato) riferita ad uno smorzamento convenzionale del 5%, moltiplicata per il valore della accelerazione orizzontale massima ag su sito di riferimento rigido orizzontale. Sia la forma spettrale che il valore di ag variano al variare della
probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR.
Gli spettri così definiti possono essere utilizzati per strutture con periodo fondamentale minore o uguale a 4,0 s. Per strutture con periodi fondamentali superiori lo spettro deve essere definito da apposite analisi oppure l’azione sismica deve essere descritta mediante storie temporali del moto del terreno.
Le componenti possono essere descritte, per il caso in esame, mediante una delle seguenti rappresentazioni:
accelerazione massima in superficie.
accelerazione massima e relativo spettro di risposta in superficie.
Le due componenti ortogonali indipendenti che descrivono il moto orizzontale sono caratterizzate dallo stesso spettro di risposta o dalle due componenti accelerometriche orizzontali del moto sismico.
La componente che descrive il moto verticale, se necessaria, è caratterizzata dal suo spettro di risposta o dalla componente accelerometrica verticale. In via semplificata l’accelerazione massima e lo spettro di risposta della componente verticale attesa in superficie possono essere determinati sulla base dell’accelerazione massima e dello spettro di risposta delle due componenti orizzontali. La componente accelerometrica verticale può essere correlata alle componenti accelerometriche orizzontali del moto sismico (NTC, Aggiornamento delle
«Norme tecniche per le costruzioni», 2018).
Lo spettro di risposta elastico in accelerazione della componente orizzontale del moto sismico, Se(T), è definito dalle espressioni seguenti:
0 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐵 𝑆𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑜[𝑇𝑇
𝐵+𝐹1
0(1 −𝑇𝑇
𝐵)] (17)
𝑇𝐵 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐶 𝑆𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑜 (18)
𝑇𝐶 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐷 𝑆𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑜(𝑇𝑇𝐶) (19)
𝑇𝐷≤ 𝑇 𝑆𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑜(𝑇𝐶𝑇𝑇2𝐷) (20)
Dove: T periodo proprio di vibrazione deducibile dall’analisi dinamica della struttura. S è il coefficiente dato dal prodotto tra la categoria di sottosuolo e le condizioni topografiche del sito: 𝑆 = 𝑆𝑆𝑆𝑇 (21)
o Ss definisce il coefficiente di amplificazione stratigrafica definito nella Tab. 10. o ST coefficiente di amplificazione topografica definito nella Tab. 11. è il fattore che altera lo spettro elastico per coefficienti di smorzamento viscosi convenzionali diversi dal 5%, mediante la relazione: = √(5+)10 ≥ 0,55 (22)
Per smorzamenti viscosi =5% dove nell’eq. 22, deve essere espresso in percentuale, fornisce il valore unitario di = 1; questo deve essere valutato sulla base dei materiali, della tipologia strutturale e del terreno di fondazione (la relazione è valida per smorzamenti ≤ 28%); si tenga presente che in campo strutturale gli smorzamenti sono molto bassi e soprattutto inferiori al 5%.
Fo è il fattore che quantifica l’amplificazione spettrale massima, su sito di riferimento rigido orizzontale, ed ha valore minimo pari a 2,2; valore deducibile dalla pericolosità sismica.
TC è il periodo corrispondente all’inizio del tratto a velocità costante dello spettro, dato dalla relazione (Fig. 3):
𝑇𝐶 = 𝐶𝐶𝑇𝐶∗ (23)
dove: TC* è definito tra i parametri di pericolosità sismica e CC è un coefficiente funzione della categoria di sottosuolo (Tab. 10). TB è il periodo corrispondente all’inizio del tratto dello spettro ad accelerazione costante, dato dalla relazione (Fig. 3): 𝑇𝐵 =𝑇𝐶 3 (24)
TD è il periodo corrispondente all’inizio del tratto a spostamento costante dello spettro, espresso in secondi mediante la relazione (Fig. 3): 𝑇𝐷= 4,0𝑎𝑔 𝑔 + 1,6 (25)
Lo spettro di risposta in accelerazione dell’azione sismica, con le eq. 17, 18, 19, 20 valuta, l’accelerazione a partire da una condizione stratigrafica del sottosuolo di categoria A (Tab. 8) e superficie topografica orizzontale T1 (Tab. 9); la quale poi varia, in relazione ai parametri SS, ST e CC assegnati rispettivamente per condizioni peggiori di stratificazione e orografia del territorio di contorno. Lo spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale del moto sismico, Sve(T), è definito dalle medesime espressioni 17,18,19, 20: 0 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐵 𝑆𝑣𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑣[𝑇𝑇 𝐵+𝐹1 0(1 −𝑇𝑇 𝐵)] (26)
𝑇𝐵 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐶 𝑆𝑣𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑣 (27)
𝑇𝐶 ≤ 𝑇 < 𝑇𝐷 𝑆𝑣𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑣(𝑇𝑇𝐶) (28)
𝑇𝐷≤ 𝑇 𝑆𝑣𝑒(𝑇) = 𝑎𝑔𝑆𝐹𝑣(𝑇𝐶𝑇𝑇2𝐷) (29)
nelle quali: T è il periodo proprio di vibrazione (in direzione verticale). Fv è il fattore che quantifica l’amplificazione spettrale massima, in termini di accelerazione orizzontale massima del terreno ag su sito di riferimento rigido orizzontale, mediante la relazione: 𝐹𝑣= 1,35𝐹0(𝑎𝑔 𝑔)0,5 (30) I valori di SS, TB, TC e TD, sono riportati nella Tab. 12 opportunamente modificati per la valutazione dell’accelerazione verticale. Per tutti i restanti coefficienti necessari si fa riferimento a quanto esposto nella valutazione dello spettro in accelerazione della componente orizzontale.
Fig. 3 Identificazione dei punti di discontinuità dello spettro in accelerazione per i periodi TB, TC, TD
1.6.5. Categoria di sottosuolo
Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, qualora le condizioni stratigrafiche e le proprietà dei terreni siano chiaramente riconducibili alle categorie definite nella Tab. 8, si può fare riferimento a un approccio semplificato che si basa sulla classificazione del sottosuolo in funzione dei valori della velocità di propagazione delle onde di taglio, VS. I valori dei parametri meccanici necessari per le analisi di risposta sismica locale o delle velocità VS per l’approccio semplificato costituiscono parte integrante della caratterizzazione geotecnica dei terreni compresi nel volume significativo.
La classificazione del sottosuolo si effettua in base alle condizioni stratigrafiche ed ai valori della velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio, VS,eq (in m/s), definita dall’espressione:
𝑉𝑆,𝑒𝑞 = 𝐻
∑ ℎ𝑖
𝑉𝑆,𝑖 𝑁𝑖=1
(31) con:
hi spessore dell’i-esimo strato.
VS,i velocità delle onde di taglio nell’i-esimo strato.
N numero di strati.
H profondità del substrato, definito come quella formazione costituita da roccia o terreno molto rigido, caratterizzata da VS non inferiore a 800 m/s.
Nel caso in esame, cioè per opere di sostegno di terreni naturali, come funzione primaria di contenimento delle sponde dell’alveo, la profondità è riferita alla testa dell’opera.
Le categorie di sottosuolo che permettono l’utilizzo dell’approccio semplificato sono definite in Tab.8, le quali possono essere basate anche su un approccio visivo ma, nella maggior parte dei casi, richiede di un’analisi stratigrafica del volume significativo, come opportunamente riportato nella relazione geotecnica in allegato al progetto esecutivo.
Categoria Caratteristiche della superficie topografica
A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di velocità delle onde di taglio superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie terreni di caratteristiche meccaniche più TB
TB
TC TC
TD TD
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120
0 1 2 3 4 5 6
Se(T) [g]
T [s]
Intervalli di periodo TB, TC, TD per Spettro esempio
Spettro esempio TB TC
scadenti con spessore massimo pari a 3 m.
B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s.
C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiori a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s.
D Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con profondità del substrato superiori a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 100 e 180 m/s.
E Terreni con caratteristiche e valori di velocità equivalente riconducibili a quelle definite per le categorie C o D, con profondità del substrato non superiore a 30 m.
Tab. 8 Categorie di sottosuolo che permettono l’utilizzo dell’approccio semplificato (NTC 2018)
Per condizioni topografiche di configurazioni superficiali semplici si può adottare la seguente classificazione nella Tab. 9; tali categorie topografiche si riferiscono a configurazioni geometriche prevalentemente bidimensionali, creste o dorsali allungate, e devono essere considerate nella definizione dell’azione sismica se di altezza maggiore di 30 m.
Categoria topografica Caratteristiche della superficie topografica
T1 Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i ≤ 15°
T2 Pendii con inclinazione media i > 15°
T3 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media 15° ≤ i ≤ 30°
T4 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i > 30°
Tab. 9Categorie topografiche (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Categoria di sottosuolo
Ss Cc
A 1,00 1,00
B 1,00 ≤ 1,40 − 0,40𝐹0𝑎𝑔
𝑔 ≤ 1,20 1,10(𝑇𝐶∗)−0,20
C 1,00 ≤ 1,70 − 0,60𝐹0𝑎𝑔
𝑔 ≤ 1,50 1,05(𝑇𝐶∗)−0,33
D 0,90 ≤ 2,40 − 1,50𝐹0𝑎𝑔
𝑔 ≤ 1,80 1,25(𝑇𝐶∗)−0,50
E 1,00 ≤ 2,00 − 1,10𝐹0𝑎𝑔
𝑔 ≤ 1,60 1,15(𝑇𝐶∗)−0,40
Tab. 10 Espressione di Ss e di Cc (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Categoria topografica Ubicazione dell’opera o dell’intervento ST
T1 - 1,0
T2 In corrispondenza della sommità del tratto in pendio 1,2
T3 In corrispondenza della cresta di un rilievo con pendenza media minore o uguale a 30° 1,2 T4 In corrispondenza della cresta di un rilievo con pendenza media maggiore di 30° 1,4
Tab. 11 Valori massimi del coefficiente di amplificazione topografica ST in relazione all’ubicazione dell’opera (NTC, Aggiornamento delle
«Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
Categoria di sottosuolo SS TB TC TD
A, B, C, D, E 1,0 0,05 s 0,15 s 1,0 s
Tab. 12Valori dei parametri dello spettro di risposta elastico della componente verticale (NTC, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», 2018)
1.6.6. Valutazione dell’azione sismica “nell’intervento per la riduzione del rischio idraulico e ripristino delle infrastrutture relative ai corsi d'acqua in territorio comune di Uta - Lotto 1-Rio Coccodi”
La zonizzazione sismica dell’intero territorio nazionale è stata effettuata secondo l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20/03/03 pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 105 dell’8/05/03 Supplemento Ordinario n. 72: Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica. Di seguito si riporta la carta tematica del territorio italiano suddiviso in 4 zone di pericolosità sismica (Fig. 4). Secondo tale zonizzazione la Sardegna si trova in zona 4 nonché di minor rischio sismico (identificata in verde).
L’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3519 del 28/04/06 pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale dell’11/05/06 Serie Generale Anno 147° - n. 108 (Criteri generali per l’individuazione delle zone sismiche e per la formazione e l’aggiornamento degli elenchi delle medesime zone), ha adottato come riferimento ufficiale una nuova mappa di pericolosità sismica e definisce i criteri generali per la classificazione delle zone sismiche.
Costituiscono parte integrante dell’ordinanza:
Allegato 1A - Criteri per l’individuazione delle zone sismiche e la formazione e l’aggiornamento degli elenchi delle medesime zone.
Allegato 1B - Pericolosità sismica di riferimento per il territorio nazionale.
Fig. 4 Zonizzazione della pericolosità sismica del territorio italiano (Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3274, 2003)
Fig. 5 Mappa di pericolosità sismica del territorio Italiano (Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3519, 2006)
La mappa, riportata nell’Allegato 1B (Fig. 6), rappresenta graficamente la pericolosità sismica detta in termini di accelerazione massima del suolo (ag) espressa in accelerazioni di gravità g, con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni, riferita a suoli rigidi caratterizzati da VS30m> 800 m/s. Nella carta tematica si evince che la Sardegna si trova in un’area col minor rischio sismico di tutto il territorio italiano, infatti la esula totalmente da qualsiasi valutazione; tuttavia le nuove norme tecniche, dichiarano che bisogna applicare i metodi di calcolo antisismici anche per le zone a bassa, ma non nulla, pericolosità sismica.
Le NTC 2008 e 2018 forniscono le informazioni necessarie per individuare i parametri utili a valutare la pericolosità sismica per tutto il territorio nazionale.
Nella Tabella 1 dell’allegato B (NTC, Pericolosità Sismica Allegati A e B, 2008), vengono forniti per 10751 punti del reticolo di riferimento e per 9 valori del periodo di ritorno TR (30 anni, 50 anni, 72 anni, 101 anni, 140 anni, 201 anni, 475 anni, 975 anni, 2475 anni), i valori dei parametri ag, F0, T*C da utilizzare per definire l’azione sismica nei modi previsti dalle NTC.
I punti del reticolo di riferimento sono definiti in termini di Latitudine e Longitudine ed ordinati a Latitudine e Longitudine crescenti; facendo variare prima la Longitudine e poi la Latitudine, si ottiene l’accelerazione al sito ag nonché coefficiente moltiplicatore di g/10; F0 (adimensionale), TC* (espresso in secondi).
In tabella 2 dell’allegato B (NTC, Pericolosità Sismica Allegati A e B, 2008), con metodologia e convenzioni analoghe, per tutte le isole, con l’esclusione della Sicilia, Ischia, Procida, Capri, vengono forniti i valori di ag, F0, TC* (costanti su tutto il territorio di ciascuna isola), opportunamente riportata in Tab. 13 della presente relazione.
Pericolosità sismica di base Arcipelago Toscano,
Isole Egadi, Pantelleria, Sardegna, Lampedusa, Linosa, Ponza, Palmarola, Zannone
TR=30 anni TR=50 anni TR=475 anni TR=975 anni ag F0 TC* [s] ag F0 TC* [s] ag F0 TC* [s] ag F0 TC* [s]
0,186 2,610 0,273 0,235 2,670 0,296 0,500 2,880 0,340 0,603 2,980 0,372 Tab. 13 Pericolosità sismica per tutto il territorio della Sardegna
Nelle tabelle che seguono si riportano tutti i valori di riferimento per il calcolo dell’azione sismica del sito oggetto di indagine per la valutazione della vulnerabilità sismica della struttura.
TIPI DI COSTRUZIONI Valori minimi di VN (anni) 1 Costruzioni temporanee e provvisorie 10
2 Costruzioni con livelli di prestazioni ordinari 50 3 Costruzioni con livelli di prestazioni elevati 100
Tab. 14 Vita nominale dell’opera VN
Classe d’uso I II III IV Coefficiente Cu 0,7 1 1,5 2 Tab. 15 Classe d’uso e coef. Cu
Periodo di riferimento VR 50 Stati limite di esercizio TR SLO 30 TR SLD 50 Stati limite ultimi TR SLV 475
TR SLC 975
Tab. 16 Periodo di riferimento dell’opera per l’azione sismica
Categoria topografica Ubicazione dell’opera o dell’intervento ST
T1 - 1
T2 In corrispondenza della sommità del tratto in pendio 1,2 T3 In corrispondenza della cresta di un rilievo
con pendenza media minore o uguale a 30° 1,2 T4 In corrispondenza della cresta di un rilievo
con pendenza media maggiore di 30° 1,4 Tab. 17 Amplificazione topografica
