RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

LAVORI DI SOSTITUZIONE DEI PALI E DELLA RETE PARAPALLONI AL CAMPO DA CALCIO CA' ROSSA

RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

Porto Mantovano, 09/04/2020

IL PROGETTISTA Ing. Paolo Ravelli

COMUNE di PORTO MANTOVANO

Provincia di Mantova

2 PREMESSE

La relazione in oggetto riguarda la verifica delle strutture portanti delle reti di protezione poste tra il campo da calcio principale e il campo di allenamento in erba sintetica all’interno del Centro Sportivo “F. Merlino” in località Ca’ Rossa a Porto Mantovano.

La struttura sarà realizzata mediante la posa di una serie di pali conici in acciaio S235JR, posti su di un unico allineamento con lunghezza pari a circa 108,00 m. I pali avranno un’altezza di 6,00 m fuori terra e saranno posti ad interasse pari a circa 5,00 m uno dall’altro. Ad essi, fino a quota +2,50 m da terra, sarà applicata una rete metallica plastificata a maglia romboidale, mentre da quota +2,50 m e fino in sommità, a quota +6,00 m, sarà applicata una rete parapalloni in nylon a maglia quadrata.

Ciascun palo sarà alloggiato all’interno di un palo conico di fondazione a vite tipo Krinner KSF F 140x1600-P con diametro esterno massimo pari a 140 mm e lunghezza pari a 1592 mm.

Planimetria rete parapalloni

3 Prospetto

NORMATIVE DI RIFERIMENTO

Le norme tecniche adottate sono le seguenti:

- D.M. 17/01/2018: Testo unitario: Aggiornamento delle “Norme Tecniche per le Costruzioni”;

- Circolare 21/01/2019 n° 7: Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018;

- Istruzioni CNR-DT 207/2008 :Istruzioni per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni

4 CARICHI DI PROGETTO

Considerata la particolarità delle strutture in esame, esse verranno valutate solamente nei confronti delle azioni orizzontali, essendo certamente verificate nei confronti delle azioni verticali, vista la modesta entità dei carichi agenti (pesi propri).

Tra le azioni orizzontali, verrà presa in considerazione solamente l’azione del vento, in quanto, rispetto a questa, le azioni sismiche e le azioni variabili generate dalla singola pallonata risultano poco significative.

ll calcolo dell’azione del vento è stato effettuato con riferimento al §3.3 delle NTC 2018.

Il comune di Porto Mantovano ricade nella zona 1 secondo la classificazione di cui alla Tabella 3.3.I. Per cui si ha:

- Velocità base di riferimento sul livello del mare: vb,0 = 25 m/s - Parametri funzione della zona di costruzione: a0 = 1000 m

Ks = 0,40

Il sito oggetto del presente intervento sorge a un’altitudine as di circa 31 m s.l.m., per cui si ha anche, essendo as < a0 e considerando un tempo di ritorno TR pari a 50 anni:

- Coefficiente di altitudine: ca = 1

- Velocità base di riferimento: vr = vb,0 ∙ ca = 25 m/s La pressione del vento è data dall’espressione:

r e p d

pq c c  c dove:

2 2

2

1 391 con 1, 25 /

2 ^r

r

q v N kg m

 m 

    

ce è il coefficiente di esposizione;

cp è il coefficiente aerodinamico;

cd è il coefficiente dinamico, assunto cautelativamente pari ad 1.

Determinazione del coefficiente di esposizione Fissati i valori dei seguenti parametri:

Classe di rugosità del terreno: C - Aree con ostacoli diffusi Categoria di esposizione (Zona 1 - altitudine < 500 m) III

Coefficiente di topografia: ct = 1

- Parametri funzione del coefficiente di esposizione: kr = 0,20 z0=0,20 m zmin = 5 m

5

si ricava il coefficiente di esposizione ce, in funzione dell’altezza z sul suolo del punto considerato, assunta pari a 6 m:

2

0 0

ln( ) 7 ln( ) 1,82

e r t t

z z

c k c c

z z

 

      

 

Determinazione del coefficiente aerodinamico

Per la rete metallica plastificata, la rete parapalloni e i pali metallici fuori terra, il coefficiente aerodinamico cp si assume pari a 1,1, in analogia con quanto indicato dalle Istruzioni CNR-DT 207/2008 per le travi reticolari piane con elementi strutturali a sezione circolare.

Calcolo dell' azione statica esercitata dal vento

L’azione esercitata dal vento per unità di superficie risulta pertanto:

2 2

391 1,82 1,10 1, 00 783

r e p d

N N

p q c c c

m m

        

I carichi agenti su ogni palo con interasse 5,00 m, tenuto conto delle parti forate delle reti, risultano quindi:

- Rete metallica plastificata a maglia romboidale 50x50 mm con fili di diametro 2,4 mm (da quota +0,00 m a quota +2,50 m):

2

1

783

5, 00 m 2,50 m 0, 096

94, 0 daN

F



  



con punto di applicazione a quota +1,25 m;

- Rete parapalloni in nylon a maglia quadrata 120x120 mm con fili di diametro 3,0 mm (da quota +2,50 m a quota +6,00 m):

2

2

783

5, 00 m 3,50 m 0, 050

68,5 daN

F



  



con punto di applicazione a quota +4,25 m;

- Palo conici di sostegno in acciaio di diametro massimo alla base pari a 128 mm e diametro minimo in sommità pari a 60 mm (da quota +0,00 m a quota +6,00 m):

1 2

0,128 0, 060

783 6, 00 m ( ) 44, 2 daN

2

N m m

F m

    

con punto di applicazione a quota +2,64 m.

6 VERIFICA DEL PALO DI SOSTEGNO

Si è impiegato un palo conico in acciaio S235 JR con diametro massimo alla base pari a 128 mm, diametro minimo in sommità pari a 60 mm e spessore delle pareti pari a 4 mm.

Il palo ha un’altezza fuori terra pari a 600 cm e una lunghezza complessiva pari a 680 cm.

ANALISI DEI CARICHI (ORIZZONTALI) Carichi permanenti strutturali G1: - Carichi permanenti non strutturali G2: -

Carichi variabili Q (vento): F1 = 94,0 daN (applicata a quota +1,25 m) F2 = 68,5 daN (applicata a quota +4,25 m F3 = 44,2 daN (applicata a quota +2,64 m

COMBINAZIONI DI CARICO

Per le verifiche agli stati limite si adottano i seguenti coefficienti parziali e di combinazione:

Stati limite ultimi: G1 = 1,3 ; G2 = 1,5 ; Q = 1,5

VERIFICHE AGLI STATI LIMITE

Lo schema statico adottato è quello della trave incastrata.

Profilo: Tubolare Ø128 mm sp. 4 mm con le seguenti caratteristiche:

A = area della sezione = 15,6 cm² W = modulo di resistenza = 46,8 cm³ J = modulo di inerzia = 299,8 cm⁴

Verifiche di resistenza (SLU)

- Resistenza di calcolo a flessione retta

3

2 ,

0

46,8 2350

104.742 1, 05

el yk c Rd

M

cm daN

W f cm

M daN cm



 

   

- Resistenza di calcolo a taglio

2

2 ,

0

9,92 2350

12.818

3 3 1, 05

V yk

c Rd

M

cm daN

A f cm

V daN



 

  

 

dove:

2

2 2 15,58

9,92

V

A cm

A cm

 

 

  

7 - Taglio di calcolo massimo agente (SLU)

1,5 (94, 0 68,5 44, 2 ) 310 , VERIFICATO

Ed c Rd

V   daN daN daN  daNV 

Essendo il taglio di calcolo massimo inferiore a metà della resistenza di calcolo a taglio si può trascurare l'influenza del taglio sulla resistenza a flessione.

- Momento flettente massimo agente (SLU)

,

1,5 (94, 0 125 cm 68,5 425 cm 44, 2 264 cm )

78.797 VERIFICATO

Ed

c Rd

M daN daN daN

daN cm M

       

   

8 VERIFICA DEL PALO DI FONDAZIONE

Si è impiegato un palo conico di fondazione a vite tipo Krinner KSF F 140x1600-P con diametro esterno massimo pari a 140 mm e lunghezza pari a 1592 mm, all’interno del quale verrà alloggiato il palo di sostegno in acciaio, al quale verranno fissate le reti parapalloni.

Per le caratteristiche meccaniche del terreno di fondazione si è fatto riferimento alla Relazione Geologica del Geologo Francesco Gabrielli di Mirandola, che per il terreno in esame ha individuato le seguenti carattersitiche:

- Da quota 0,50 m a quota 2,004,00 m dal piano campagna

Deposito classificabile come miscela di sabbie (da sabbie limose a limi sabbiosi) e miscela di limo (da limo argilloso ad argilla limosa)

cu = coesione non drenata = 0,501,00 daN/cm²

 = angolo di taglio = 25°30°

c’ = coesione drenata = 0,501,00 daN/cm²

Per la verifica del palo di fondazione si è applicata la teoria di Broms, considerando il palo libero di ruotare in testa inserito in un terreno di tipo coesivo.

Ai fini dell’analisi, Broms considera nulla la resistenza del terreno coesivo fino a una profondità pari a 1,5 volte il diametro del palo. Nel caso in esame, essendo il diametro del palo di fondazione pari a 14 cm, tale profondità risulterebbe pari a circa 20 cm. Secondo quanto indicato dalla Relazione Geologica, in realtà, lo strato più superficiale, fino a una profondità di 50 cm, non è stato classificato e si presume pertanto essere costituito da terreno di riporto con caratteristiche di resistenza molto scadenti. A titolo cautelativo, si ritiene quindi opportuno, solamente ai fini della presente verifica, considerare il palo di fondazione inserito nel terreno solo a partire da una quota pari a -30 cm rispetto al piano campagna.

Palo libero di ruotare in testa in terreno coesivo

9

Con riferimento all’imagine riportata a pagina precedente, si individuano i seguenti valori dimensionali:

d = diametro del palo di fondazione = 10,5 cm (* diametro medio del palo) L = lunghezza del palo di fondazione = 159 cm – 30 cm = 129 cm

cu = coesione non drenata = 0,50 daN/cm²

H = VEd (vedi paragrafo precedente) = azione orizzontale agente = 310 daN e = braccio della forza = MEd / VEd + 30 cm = 284 cm

Applicando le formule della teoria di Broms, il carico limite Hmax risulta:

2 2

2

max 2

9 1,5 2 9 2 4 4 6 4,5

422

u

Ed

L e L e L e e

H c d

d d d d d d

daN H V VERIFICATO

         

 

                      

       

 

   

mentre il massimo momento flettente Mmax in condizioni di rottura risulta:

max

max max 2 1,5 128.524

18 _u ^Ed

H e

M H d daN cm M VERIFICATO

c d d

 

        

 

 

Porto Mantovano, 09/04/2020

IL PROGETTISTA Ing. Paolo Ravelli