0 08/2019 PRIMA EMISSIONE GP VF MG. REGIONE SICILIA Provincia di Trapani COMUNI DI MAZARA DEL VALLO E MARSALA(TP)

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ISO A4

Xrif .\X-VOLT573-xref-testata.dwg

Relazione e calcoli preliminari sulle strutture

CE06

¹ ^di²⁶ ^A4

REGIONE SICILIA Provincia di Trapani

COMUNI DI MAZARA DEL VALLO E MARSALA(TP)

PROGETTO:

CODIFICA COMMITTENTE

N° ELABORATO (HE) SCALA FOGLIO FORMATO

ID ELABORATO (HE):

Questo elaborato è di proprietà di VGE 01 ed è protetto a termini di legge

IMPIANTO FOTOVOLTAICO

"MAZARA 01" DA 11 MW (9.6 MW IN IMMISSIONE)

PROGETTO DEFINITIVO

COMMITTENTE:

OGGETTO DELL'ELABORATO:

PROGETTISTA

Piazza Manifattura, 1 – 38068 Rovereto (TN)

Tel. +39 0464 625100 - Fax +39 0464 625101 - PEC [email protected] GALBO MARIANO 20.12 .2019 15:06:58 UTC

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Relazione e calcoli preliminari delle strutture Pag. 2/26 INDICE

1. PREMESSA ... 3

2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO ... 5

3. INQUADRAMENTO TERRITORIALE ... 6

3.1. RIFERIMENTI CARTOGRAFICI E CATASTALI ... 7

4. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO ... 8

4.1. TRACKERS MONOASSIALI ... 8

4.2. POWER STATION ... 10

4.3. CONTROL ROOM E CABINA PRINCIPALE DI IMPIANTO ... 10

4.4. EDIFICIO GUARDIANIA ... 12

5. AZIONI AGENTI ... 13

5.1. PESO PROPRIO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI ... 13

5.2. CARICHI PERMANENTI NON STRUTTURALI ... 13

5.3. CARICHI VARIABILI LEGATI ALLA DESTINAZIONE D’USO ... 13

5.4. AZIONE SISMICA ... 13

5.5. AZIONE DELLA NEVE ... 15

5.6. AZIONE DEL VENTO ... 15

6. CRITERI GENERALI DI CALCOLO ... 19

6.1. TIPO DI ANALISI E MOTIVAZIONE ... 19

6.2. VERIFICHE STRUTTURALI AGLI SLU^ESLE ... 20

7. TRACKERS MONOASSIALI ... 22

7.1. METODOLOGIE DI CALCOLO ... 22

7.2. DEFINIZIONE DELLE AZIONI ELEMENTARI ... 22

7.2.1. Peso degli elementi in elevazione ... 22

7.2.2. Azione del vento... 23

7.2.3. Azione della neve ... 23

7.3. COMBINAZIONI DI CARICO ... 23

7.4. VERIFICHE STRUTTURALI ... 24

8. PIASTRE DI FONDAZIONE ... 25

8.1. METODOLOGIE DI CALCOLO ... 25

8.2. DEFINIZIONE DELLE AZIONI ELEMENTARI ... 25

8.3. VERIFICHE STRUTTURALI ... 26

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Relazione e calcoli preliminari delle strutture Pag. 3/26

1. PREMESSA

La società Hydro Engineering s.s. è stata incaricata dalla società VGE01, di redigere il progetto definitivo del Parco Fotovoltaico denominato “Mazara01” per l’ottenimento delle necessarie autorizzazioni alla costruzione ed esercizio di un impianto di produzione di energia elettrica da fonte fotovoltaica a terra, su strutture ad inseguimento monoassiale (trackers), da ubicarsi in contrada Iudeo nel Comune di Mazara del Vallo.

VGE 01 S.r.l. (di seguito anche la “Società”) è una società appartenente al Gruppo Volta Green Energy (di seguito anche “VGE”).

Volta Green Energy, con sede in 38068 Rovereto (TN), Piazza Manifattura n. 1, iscritta alla CCIAA di Trento, Codice Fiscale e Partita IVA 02469060228 opera nel settore della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e nasce dall’esperienza più che decennale di professionisti, con oltre 350 MW di parchi eolici e 16 MW di impianti fotovoltaici sviluppati, costruiti e gestiti.

VGE, avvalendosi delle competenze dei propri dipendenti, nonché delle professionalità e manodopera locali, è in grado di gestire tutte le fasi di vita di un progetto: sviluppo, financing, ingegneria, costruzione ed operation.

VGE 01, anch’essa con sede in 38068 Rovereto (TN), Piazza Manifattura n. 1, iscritta alla CCIAA di Trento, Codice Fiscale e Partita IVA 02527920223, ha in progetto la realizzazione di un impianto di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile solare, mediante l’installazione di 27.352 moduli fotovoltaici di potenza unitaria pari a 400 Wp, per una potenza complessiva di circa 11 MW nominali (9,6 MW in immissione) installati su inseguitori monoassiali, sito in località Iudeo, nel Comune di Mazara del Vallo in Provincia di Trapani (di seguito anche “Mazara 01”).

L'impianto sarà composto da tre sottocampi, di cui uno della potenza di 4,2 MW circa, uno di 4,4 MW e uno di 2,4 MW circa, collegati fra loro attraverso una rete di distribuzione interna in media tensione a 30 kV. Presso l’impianto verranno realizzate le cabine di sottocampo e la cabina principale, dalla quale si diparte la linea di collegamento di media tensione a 30 kV interrata verso il punto di consegna previsto presso la sottostazione produttore di VGE01 sita nelle particelle catastali numero 193 e 169 del foglio 189 del Comune di Marsala.

Secondo quanto previsto dal preventivo n. 201900134 rilasciato da Terna in data 23/05/2019, lo schema di allacciamento alla RTN prevede che l’impianto fotovoltaico venga collegato “in antenna a 220 kV su una nuova stazione elettrica (SE) a 220 kV della RTN, da inserire in entra-esce sulla linea RTN a 220 kV “Fulgatore -Partanna”. Il preventivo di connessione prevede inoltre che l’impianto fotovoltaico Mazara 01 condivida lo stallo della stazione SE RTN con l’impianto eolico denominato “Parco Eolico Matarocco” facente capo alla stessa VGE01 Srl e per cui è stato già avviato l’iter autorizzativo ex art 27 bis D. Lgs.152/2006 e comunicata la procedibilità da parte dell’Assessorato Regionale del Territorio e dell’Ambiente in data 24/04/2019.

Più in dettaglio, l’impianto fotovoltaico Mazara 01 condividerà con il Parco Eolico Matarocco

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la stazione utente di trasformazione e consegna (di seguito anche “SSEU”) che si collegherà in antenna a 220 kV alla realizzanda stazione elettrica RTN a 220 kV denominata “Partanna 2”, nel territorio del comune di Marsala.

La stazione di Terna “Partanna 2” è già stata autorizzata dalla Regione Siciliana ad altro operatore giusta decreto di Autorizzazione Unica D.D.G. n. 186 del 26/03/2018 (vedasi anche la parte retinata in azzurro della tavola denominata CE63) con una configurazione minima che non poteva consentire la connessione degli altri progetti in sviluppo nella stessa zona; per questo motivo, la VGE01, ha presentato in data 09/08/2019 ed ottenuto procedibilità da parte dell’Assessorato Regionale del Territorio e dell’Ambiente in data 12/09/2019, una variante in corso di autorizzazione al progetto del Parco Eolico Matarocco che contiene l’ampliamento della stazione “Partanna 2”

Infatti, a seguito di diversi incontri col Gestore di Rete (di seguito anche “GdR”) e con gli altri operatori titolari di progetti di impianti eolici e fotovoltaici che hanno ottenuto la soluzione di connessione alla RTN tramite la stazione Terna “Partanna 2”, era emersa la necessità di ampliare tale stazione rispetto alla configurazione autorizzata nel 2018, per aumentare il numero di stalli in alta tensione da destinare alla connessione dei suddetti nuovi impianti. In particolare, nel tavolo tecnico indetto da Terna e tenutosi il 26/03/2019 presso gli uffici Terna di Roma, è stato stabilito che “La Società VGE 01 S.r.l. elaborerà la documentazione progettuale per l’autorizzazione degli interventi relativi alla futura SE di Partanna 2, con numero di stalli adeguati alle nuove iniziative di connessione di impianti FER.”.

L’area interessata dall’installazione dell’impianto Mazara 01 ricade in località Iudeo, nel Comune di Mazara del Vallo, su una superficie a destinazione agricola. La linea elettrica interrata in MT a 30 kV per il collegamento dell’impianto alla rete RTN ricade in parte nel territorio del Comune di Mazara del Vallo ed in parte nel territorio del Comune di Marsala e sarà realizzata prevalentemente lungo la viabilità esistente. Il territorio è caratterizzato da un’orografia prevalentemente pianeggiate, l’area di impianto ha un’altitudine media s.l.m. di circa 90-100 m.

Il presente documento si propone di descrivere le tipologie strutturali, gli schemi ed i modelli di calcolo delle opere in progetto. Definisce le azioni agenti, tra cui anche l’azione sismica coerentemente con i risultati delle indagini e delle elaborazioni riportate nella relazione geotecnica, ed i criteri di verifica da adottare per soddisfare i requisiti di sicurezza previsti dalla normativa tecnica vigente.

In particolare, si seguiranno le disposizioni dettate dal DM 17/01/2018 e dalla Circolare esplicativa n°7 del 21/01/2019, coerentemente con il metodo di verifica agli stati limite.

Si anticipa fin d’ora che la vita nominale dell’opera in progetto si assumerà pari 50 anni (Costruzione di Tipo 2 –Opere ordinarie). La classe d’uso sarà la classe II.

Le caratteristiche geologiche e geotecniche dei terreni sono state desunte dallo studio geologico redatto dal Dott. Geologo Alessandro Mascitti allegato al presente progetto.

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2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO

La normativa cui viene fatto riferimento nelle fasi di calcolo sono le “Norme Tecniche per le Costruzioni”, D.M. 17/01/2018, supplemento alla Gazzetta Ufficiale n° 42 del 20/02/2018.

Si farà inoltre riferimento alle seguenti norme:

- Circolare esplicativa n° 7 del 21/01/2019 “Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 17/01/2018”;

- Legge n. 1086 del 05.11.1971 “Norme per la disciplina delle opere in c.a. normale e precompresso, ed a struttura metallica”;

- Legge n. 64 del 02.02.1974 – “Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche”.

- Eurocodice 2 “Progettazione delle strutture di calcestruzzo”.

- Eurocodice 3 “Progettazione delle strutture di acciaio”.

- Eurocodice 8 “Progettazione delle strutture per la resistenza sismica”.

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3. INQUADRAMENTO TERRITORIALE

Il nuovo impianto fotovoltaico in oggetto insisterà nel territorio del Comune di Mazara del Vallo (TP), in contrada Iudeo.

Di seguito le coordinate assolute nel sistema Gauss Boaga - Roma40 dell’impianto fotovoltaico:

Latitudine: 4.183.112,90 m N Longitudine: 2.311.268,59 m E Altezza s.l.m. 97m

Figura 1 - Ubicazione area di impianto da satellite

Figura 2 - Inquadramento impianto fotovoltaico su IGM 1:25.000

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Figura 3 - Inquadramento impianto fotovoltaico su ortofoto 3.1. RIFERIMENTI CARTOGRAFICI E CATASTALI

Dal punto di vista cartografico, le opere descritte nella presente relazione ricadono in agro dei Comuni di Trapani, all’interno delle seguenti cartografie:

- Foglio I.G.M. in scala 1:25.000, di cui alla codifica “257 III NE - Baglio Chitarra”;

- Carta tecnica regionale CTR, scala 1:10.000, foglio n°617040;

- Fogli di mappa catastale del Comune di Mazara n°198, p.lle 88, 95, 96, 98, 157, 164, 166 e 168.

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4. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO

L’impianto fotovoltaico è costituito complessivamente da 27.352 moduli fotovoltaici da 400 Wp che saranno installati su apposite strutture metalliche di sostegno del tipo ad inseguimento monoassiale (trackers), fissate al terreno.

I cavi provenienti dai raggruppamenti delle stringhe dei moduli fotovoltaici collegati in serie saranno convogliati alle String Box, da cui a loro volta partiranno le linee elettriche che andranno alle cabine di campo o Power Station (PS). Queste avranno la duplice funzione: convertire l’energia elettrica da corrente continua a corrente alternata ed elevare la tensione da bassa a media. L’impianto fotovoltaico nel suo complesso sarà suddiviso in 3 sottocampi.

Una cabina principale di impianto (MTR) avrà lo scopo di convogliare tutte le linee MT che partono dalle Power Station, mediante una distribuzione di tipo radiale. In questa cabina avverranno le misure e la partenza verso il punto di consegna nella rete di distribuzione in alta tensione, presso la Sottostazione elettrica di utente presso la SE.

L’edificio, denominato “Control Room”, è destinato ad ospitare la sala monitoraggio, i relativi servizi ed un deposito materiali; mentre l’edificio, denominato “Guardiania”, è destinato ad ospitare gli uffici, ed un servizio igienico

L’impianto sarà completato da tutte le infrastrutture tecniche necessarie e dalle opere accessorie, quali: impianti di illuminazione, videosorveglianza, antintrusione, monitoraggio, cancelli e recinzioni.

4.1. TRACKERS MONOASSIALI

Le strutture di sostegno dei moduli fotovoltaici sono ad inseguimento monoassiale con asse di rotazione lungo la direttrice Nord – Sud e permettono al piano dei pannelli di seguire la rotazione del sole E-O.

La struttura è costituita da n°4 campate sulle quali sono adagiati n° 30 pannelli disposti su due file. La larghezza complessiva di tale struttura mobile è pari a 4,36 m e lunghezza complessiva è paria a 15,72m.

I pannelli sono collegati, per mezzo di profilati trasversali, ad un’asse centrale che ruota attorno alla direttrice nord-sud grazie ad un dispositivo meccanico. L’asse orizzontale è posto ad una altezza pari a 2,28 m fuori terra, con un angolo di rotazione di +/- 55°, sfruttando così al meglio l’assorbimento dell’energia solare.

Il corrente che governa il moto della struttura è sostenuto da n.3 pilastri cui è collegato mediante delle cerniere con asse parallelo all’asse di rotazione. Nella cerniera centrale trova collocazione una ghiera metallica che, collegata ad un motore ad azionamento remoto, regola l’inclinazione del piano dei pannelli. I pilastri di sostegno sono immorsati nel terreno ad una profondità variabile in funzione delle caratteristiche meccaniche e litostratigrafiche dei terreni di fondazione. Le modalità di ammorsamento di tali profilati variano dalla infissione (battitura) alla

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trivellazione. In alcuni casi le fondazioni potrebbero consistere anche in zavorre in c.a. . La struttura proposta è rappresentata nella figura seguente.

Pianta

Prospetto laterale

Sezione

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4.2. POWER STATION

Le cabine di campo, dette anche “Power Station”, sono costituite da elementi prefabbricati di tipo containerizzati, progettati per garantire la massima robustezza meccanica e durabilità nell’ambiente in cui verranno installati.

I container saranno di due tipologie: la tipologia A, di dimensioni in pianta (12,20x2,45)m, per i sottocampi 1 e 2, e la tipologia B di dimensioni in pianta (6,05x2,45)m per il sottocampo 3.

Entrambi saranno posati su un basamento in calcestruzzo armato di spessore pari a 50cm e di dimensioni esterne in pianta pari a (13,20x3,45)m per i sottocampi 1 e 2, e di dimensioni in pianta (7,05x3,45)m per il sottocampo 3. Queste piastre saranno oggetto del dimensionamento strutturale di questa relazione.

Di seguito la pianta della tipologia A.

Di seguito la pianta della tipologia B.

4.3. CONTROL ROOM E CABINA PRINCIPALE DI IMPIANTO

La cabina principale di impianto, detta “Main Technical Room”, è destinata ad ospitare i quadri di media tensione per il collettamento dell’energia proveniente dai sottocampi, il parallelo e la partenza verso la cabina di consegna.

Mentre l’edificio, denominato “Control Room”, è destinato ad ospitare la sala monitoraggio, i relativi servizi ed un deposito materiali.

Gli edifici avranno entrambi forma rettangolare con dimensioni planimetriche di (12,00x4,00)m, e si svilupperanno su un solo livello con altezza massima dal piano di campagna pari a 3,20m.

La struttura portante è prefabbricata a pannelli in C.A.V., predisposti di appositi attacchi per consentirne l'assemblaggio in opera.

Tali strutture saranno posate su basamenti in calcestruzzo di dimensioni esterne in pianta pari a (13,00x5,00)m e spessore pari a 50cm. Queste piastre saranno oggetto del dimensionamento strutturale di questa relazione.

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Di seguito la pianta della cabina MTR.

Di seguito la pianta della cabina Control Room.

Di seguito un prospetto.

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4.4. EDIFICIO GUARDIANIA

L’edificio, denominato “Guardiania”, è destinato ad ospitare gli uffici, ed un servizio igienico.

La struttura avrà forma rettangolare con dimensioni planimetriche di (4,80x3,40)m, e si svilupperà su un solo livello con altezza massima dal piano di campagna pari a 3,50 m.

La struttura sarà del tipo prefabbricato a pannelli portanti in c.a.v. assemblati in opera mediante getti di completamento, che verranno posati sopra una fondazione superficiale a trave rovescia di dimensioni 0,60x0,60cm. Anche gli orizzontamenti sono costituiti da pannelli prefabbricati.

L’edificio presenta un unico punto di accesso esterno, costituito dalla porta sul prospetto C, e n°3 finestre sui prospetti A, B e C.

Di seguito una pianta dell’edificio.

Secondo quanto descritto, l’edificio e le relative fondazioni saranno del tipo prefabbricato, prodotto in stabilimento da un costruttore, che ne fornirà i calcoli e/o i certificati di prodotto nella fase esecutiva.

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5. AZIONI AGENTI

Le azioni che si sono considerate agenti sulle strutture in esame sono:

- Peso proprio degli elementi strutturali;

- Carichi permanenti non strutturali e apparecchiature;

- Carichi variabili legati alla destinazione d’uso;

- Azione sismica;

- Azione della neve;

- Azione del vento.

5.1. PESO PROPRIO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI

Il peso proprio degli elementi strutturali è stato valutato come prodotto del volume dell’elemento strutturale stesso per il proprio peso specifico. In particolare, sono stati utilizzati i seguenti pesi specifici:

calcestruzzo armato: 2.500 kg/m3

acciaio: 7.850 kg/m3

5.2. CARICHI PERMANENTI NON STRUTTURALI

In questa tipologia sono considerati i carichi non rimovibili durante il normale esercizio della costruzione, valutati sulla base delle dimensioni effettive delle opere e dei pesi dell’unità di volume dei materiali costituenti. Ove presenti sono stati utilizzati i pesi elencati nella tabella 3.1.I del par. 3.1.2 delle NTC 2018. Ricadono in questa tipologia i pesi propri delle apparecchiature e delle strutture prefabbricate.

5.3. CARICHI VARIABILI LEGATI ALLA DESTINAZIONE D’USO

Il Sovraccarico accidentale agente, come previsto al punto 3.1.4 del D.M. 17/01/2018, comprende i carichi legati alla destinazione d’uso dell’opera, comprensivo degli effetti dinamici ordinari.

5.4. AZIONE SISMICA

Nei riguardi dell’azione sismica l’obiettivo è il controllo del livello di danneggiamento della costruzione a fronte dei terremoti che possono verificarsi nel sito di costruzione.

In base al D.M. 17/01/2018, l’azione sismica sulle costruzioni è valutata a partire da una

“pericolosità sismica di base”, in condizioni ideali di sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (di categoria A nelle NTC).

La pericolosità sismica in un generico sito è valutata:

- in termini di valori di accelerazione orizzontale massima ag e dei parametri che permettono di definire gli spettri di risposta ai sensi delle NTC, nelle condizioni di sito

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di riferimento rigido orizzontale;

- in corrispondenza dei punti di un reticolo (reticolo di riferimento) i cui nodi sono sufficientemente vicini fra loro (non distano più di 10 km);

- per diverse probabilità di superamento in 50 anni e/o diversi periodi di ritorno TR

ricadenti in un intervallo di riferimento compreso almeno tra 30 e 2475 anni, estremi inclusi.

L’azione sismica così individuata viene successivamente variata per tener conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali stratigrafiche del sottosuolo effettivamente presente nel sito di costruzione e dalla morfologia della superficie. Tali modifiche caratterizzano la risposta sismica locale.

Le azioni di progetto si ricavano dalle accelerazioni ag e dalle relative forme spettrali. Le forme spettrali previste dalle NTC sono definite, su sito di riferimento rigido orizzontale, in funzione dei tre parametri:

- ag accelerazione orizzontale massima del terreno;

- F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;

- T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.

Le forme spettrali previste dalle NTC sono caratterizzate da prescelte probabilità di superamento e vite di riferimento. A tal fine occorre fissare:

- la vita di riferimento VR della costruzione,

- le probabilità di superamento nella vita di riferimento PVR associate a ciascuno degli stati limite considerati, per individuare infine, a partire dai dati di pericolosità sismica disponibili, le corrispondenti azioni sismiche.

Nel presente progetto, l’azione sismica è stata valutata tenendo conto dei seguenti parametri:

coordinate del reticolo di riferimento (ED50):

Longitudine = 12,63067°

Latitudine = 37,77229°

- classe d’uso: Seconda (Punto 2.4.2 del D.M. 17/01/2018);

- vita nominale 50 anni (Punto 2.4.1 del D.M. 17/01/2018);

- categoria di suolo: B;

- categoria topografica: T1 (Tabella 3.2.III del D.M. 17/01/2018);

- coefficiente di condizione topografica: 1,0 (Tabella 3.2.V del D.M. 17/01/2018).

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5.5. AZIONE DELLA NEVE

Il carico della neve sulle opere di copertura è stato valutato secondo il punto 3.4 del D.M.

17/01/2018, in base alla seguente relazione:

T E sk i

s

q C C

q = 

dove:

qsk è il valore di riferimento del carico della neve al suolo;

i è il coefficiente di forma della copertura;

CE è il coefficiente di esposizione;

CT è il coefficiente termico.

Per quanto riguarda il carico della neve al suolo, la Provincia di Trapani è posta in zona III.

Poiché il sito dove verrà realizzata l’opera si trova a circa 100 m sul livello del mare, si assume:

𝑞_𝑠𝑘= 0,60 𝑘𝑁 𝑚²

Il coefficiente CE, a vantaggio di sicurezza, secondo le disposizioni della tabella 3.4.I, è stato posto pari a 1.

Il coefficiente termico CT, secondo le disposizioni al punto 3.4.4, poiché si è in assenza di uno specifico e documentato studio, è stato posto pari a 1.

5.6. AZIONE DEL VENTO

Le azioni del vento sono state determinate in conformità al par. 3.3 del D.M. 17/01/18 e della Circolare del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti del 21 gennaio 2019 n. 7.

Il vento, la cui direzione si considera generalmente orizzontale, esercita sulle costruzioni azioni che variano nel tempo e nello spazio provocando, in generale, effetti dinamici. Per le costruzioni usuali tali azioni sono convenzionalmente ricondotte a delle forze statiche equivalenti, calcolate come di seguito si riporta.

Le azioni statiche del vento sono costituite da pressioni e depressioni agenti normalmente alle superfici, sia esterne che interne, degli elementi che compongono la costruzione. L’azione del vento sul singolo elemento viene determinata considerando la combinazione più gravosa della pressione agente sulla superficie esterna e della pressione agente sulla superficie interna dell’elemento.

L’azione d’insieme esercitata dal vento su una costruzione è data dalla risultante delle azioni sui singoli elementi, considerando come direzione del vento, quella corrispondente ad uno degli assi principali della pianta della costruzione.

La pressione del vento è data dalla seguente espressione:

p = qr ce cp cd

dove:

- qr è la pressione cinetica di riferimento, valutata secondo il punto 3.3.6 del D.M.

17/01/2018;

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- ce è il coefficiente di esposizione, valutata secondo il punto 3.3.7 del D.M. 17/01/2018;

- cp è il coefficiente di pressione, funzione della tipologia e della geometria della costruzione e del suo orientamento rispetto alla direzione del vento. Il suo valore può essere ricavato da dati suffragati da opportuna documentazione o da prove sperimentali in galleria del vento;

- cd è il coefficiente dinamico con cui si tiene conto degli effetti riduttivi associati alla non contemporaneità delle massime pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti alle vibrazioni strutturali, valutato secondo il punto 3.3.9. del DM 2018.

La pressione cinetica di riferimento qr (in N/m²) è data dall'espressione:

𝑞_𝑟 = 1

2∙ 𝜌 ∙ 𝑣_𝑟² nella quale vr è la velocità di riferimento del vento (in m/s).

La velocità di riferimento vr è riferita al periodo di ritorno di progetto.

𝑣_𝑟 = 𝑣_𝑏∙ 𝑐_𝑟 Dove

- vb è la velocità base di riferimento di cui al par. 3.3.1 del D.M. 17/01/2018;

- cr è il coefficiente di ritorno funzione del periodo di ritorno TR, in mancanza di specifiche indagini, è deducibile dalla seguente relazione:

𝑐𝑟= 0.75√1 − 0.2 ∙ 𝑙𝑛 [−𝑙𝑛 (1 − 1 𝑇𝑅

)]

La velocità di base di riferimento vb è il valore medio su 10 minuti, misurata a 10 m dal suolo su un terreno con categoria di esposizione II, riferito ad un periodo di ritorno di 50 anni. In mancanza di adeguate indagini statistiche è data dall'espressione

𝑣_𝑏= 𝑣_𝑏,0∙ 𝑐_𝑎 Dove

- vb,0 è la velocità base al livello del mare, assegnata nella tab. 3.3.I del D.M. 17/01/2018 in funzione della zona della zona in cui sorge la costruzione;

- ca è il coefficiente di altitudine fornito dalla seguente relazione

ca = 1 per as <= a0

ca = 1+ ka (as/a0-1) per a0 < as <1500 m dove:

a0, ka sono riportati nella tabella tab. 3.3.I del D.M. 17/01/2018 in funzione della zona ove sorge la costruzione; as è l'altitudine sul livello del mare (in m s.l.m.) del sito ove sorge la costruzione.

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Relazione e calcoli preliminari delle strutture Pag. 17/26 Tab. 3.3.I del D.M. 17/01/2018 - Valori dei parametri vb,0, a0, ka

Nel caso in esame la zona di riferimento ha un’altitudine as inferiore a 110 m s.l.m. e, in riferimento alla tabella prima riporta ricade all’interno della zona 4; per cui risulta:

vb,0= 28 m/s a0= 500 m ka = 0,36.

Pertanto la velocità del vento associata al periodo di ritorno di progetto Tr = 50 anni, per l’altezza del sito esaminato è pari a:

vr = 28 m/s La pressione cinetica di riferimento qb pertanto è

𝑞_𝑟 = ¹

2𝜌𝑣_𝑟²= ½ x 1,25 x 28²= 490 N/m²

Il coefficiente di esposizione ce dipende dall’altezza z sul suolo del punto considerato, dalla topografia del terreno e dalla categoria di esposizione del sito su cui sorge la costruzione.

In assenza di analisi specifiche che tengano in conto la direzione di provenienza del vento e l’effettiva scabrezza e topografia del terreno che circonda la costruzione, per altezze sul suolo non maggiori di z = 200 m, esso è dato dalla formula:

Dove kr, z0 e zmin sono forniti dalle tabelle indicate nelle figure seguenti e sono legate alla categoria del sito dove sorge la costruzione; mentre il valore di ct è il coefficiente di topografia assunto normalmente pari ad 1.

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Relazione e calcoli preliminari delle strutture Pag. 18/26 Classe di rugosità del terreno

Definizione delle categorie di esposizione

Parametri per la definizione del coefficiente di esposizione

Il coefficiente di coefficiente di esposizione Ce, per il caso in esame in cui zmax=4,00m si assume:

𝐶𝑒(z_𝑚𝑖𝑛) = k_𝑟²c𝑡ln (z z0

) [7 + 𝑐𝑡𝑙𝑛 (z z0

)] = 0,19² ln (4,00

0,05) [7 + ln (4,00

0,05)] = 1,80 𝑘𝑁 𝑚²

Il coefficiente dinamico cd, con cui si considerano gli effetti riduttivi associati alla non contemporaneità delle massime pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti alle vibrazioni strutturali, si assume pari ad 1.

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6. CRITERI GENERALI DI CALCOLO

II calcolo delle caratteristiche di sollecitazione che agiscono sulle strutture, sollecitate dalle azioni di progetto, viene effettuato con il metodo degli elementi finiti (F.E.M.).

La aste che costituiscono le strutture sono schematizzati da elementi monodimensionali asta (beam) che uniscono due nodi aventi ciascuno 6 gradi di libertà.

Anche per lo studio degli elementi bidimensionali la struttura viene suddivisa in elementi connessi fra di loro in corrispondenza dei nodi. Il campo di spostamenti interno all'elemento viene approssimato in funzione degli spostamenti nodali mediante le funzioni di forma.

Tralasciando gli aspetti teorici del problema, per i quali si rimanda alla vastissima letteratura specializzata, in breve il metodo suddivide il mezzo continuo in tanti sottodomini (detti elementi) connessi fra loro mediante nodi.

Il programma utilizza, per l'analisi di elementi tipo piastra, elementi quadrangolari e triangolari.

La procedura di suddivisione del continuo in elementi prende il nome di generazione mesh e rappresenta il primo passo per l’analisi ad elementi finiti di qualsivoglia struttura.

Il terreno di fondazione viene modellato con delle molle disposte in corrispondenza dei nodi.

La rigidezza delle molle è proporzionale alla costante di sottofondo k ed all'area dell'elemento.

6.1. TIPO DI ANALISI E MOTIVAZIONE

L'analisi per le combinazioni delle azioni permanenti e variabili è stata condotta in regime elastico lineare.

Per la determinazione degli effetti delle azioni sugli elementi in calcestruzzo, le analisi saranno effettuate assumendo:

- sezioni interamente reagenti con rigidezze valutate riferendosi al solo calcestruzzo;

- relazioni tensione deformazione lineari;

- valori medi del modulo d’elasticità.

Gli elementi in acciaio sono stati considerati a comportamento elastico lineare isotropo.

Il metodo di analisi utilizzato è quello statico, che modella le azioni dinamiche agenti sulla struttura mediante l’applicazione di forze statiche equivalenti. Le forze applicate sono comprensive degli effetti dinamici ordinari delle azioni che rappresentano.

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6.2. VERIFICHE STRUTTURALI AGLI SLU E SLE

La sicurezza e le prestazioni saranno garantite verificando gli opportuni stati limite in funzione dell’utilizzo della struttura, della sua vita nominale e di quanto stabilito dalle norme di cui al D.M. 14.01.2008. Gli stati limite analizzati sono:

− Stati limite ultimi (SLU)

La sicurezza nei riguardi degli stati limite ultimi (SLU) che possono provocare eccessive deformazioni permanenti, crolli parziali o globali, dissesti, che possono compromettere l’incolumità delle persone e/o la perdita di beni, provocare danni ambientali e sociali, mettere fuori servizio l’opera. Per le verifiche sono stati utilizzati i coefficienti parziali relativi alle azioni ed alle resistenze dei materiali in accordo a quando previsto dal D.M.

14.01.2008 per i vari tipi di materiale. I valori utilizzati sono riportati nei tabulati di calcolo.

− Stati limite di esercizio (SLE)

La sicurezza nei riguardi degli stati limite di esercizio (SLE) che possono limitare nell’uso e nella durata l’utilizzo della struttura per le azioni di esercizio. I valori limite, così come definiti nelle norme tecniche, sono riportati nelle tabelle di calcolo.

Secondo quanto previsto dalla normativa le verifiche sono state eseguite nei confronti dei seguenti stati limite:

SLU di tipo geotecnico (GEO)

collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terreno collasso per scorrimento sul piano di posa

SLU di tipo strutturale (STR)

raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali, accertando per ogni stato limite considerato la sollecitazione agente sia minore o al più uguale a quella resistente.

Si possono adottano due diversi approcci progettuali:

Approccio 1:

Combinazione 1: (A1+M1+R1) Combinazione 2: (A2+M2+R2)

La combinazione 1 è generalmente più severa nei confronti del dimensionamento strutturale delle opere a contatto con il terreno, mentre la seconda combinazione è generalmente più severa nei riguardi del dimensionamento geotecnico.

Approccio 2:

Un’unica combinazione (A1+M1+R3).

Per gli stati limite ultimi le verifiche vengono effettuate confrontando la resistenza di progetto (Rd) il valore di progetto dell’effetto delle azioni (Ed), utilizzando il metodo dei coefficienti

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parziali di sicurezza. I coefficienti parziali di sicurezza, associati ai materiali ed alle azioni, tengono in conto della variabilità delle rispettive grandezze e le incertezze relative alle tolleranze geometriche e alla affidabilità del modello di calcolo.

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7. TRACKERS MONOASSIALI

7.1. METODOLOGIE DI CALCOLO

Le strutture in elevazione saranno del tipo prefabbricato e prodotte in stabilimento da un costruttore che ne fornirà i calcoli e/o i certificati di prodotto nella fase esecutiva. In questa fase è stata focalizzata l’attenzione sulla determinazione degli scarichi in fondazione.

Il calcolo delle sollecitazioni che agiscono sulle strutture dei trackers viene effettuato, in questa fase di progetto definitivo, per mezzo di modalità semplificate che tengono conto della conformazione della struttura in elevazione e di come questa è collegata ai pali di fondazione.

La struttura in elevazione sarà dotata di un sistema intelligente di controlli elettronici, impostati sul movimento della struttura, che la regolano in posizione orizzontale quando il vento supera il valore di controllo impostato. La tipologia scelta in questa fase è stata quindi progettata per resistere alle seguenti inclinazioni, in funzione della velocità limite del vento impostata:

- una posizione con inclinazione massima di 55° nel caso di venti inferiori a 20 m/s;

- una posizione con inclinazione massima di 15° nel caso di venti inferiori a 33 m/s.

Pertanto sono stati sottoposti a verifica n° 3 configurazioni di carico:

- configurazione 1 con inclinazione dei traversi a 0° e vento a 28m/s, che rappresenta la velocità di riferimento del vento di progetto desunto della normativa che investe la struttura in posizione di protezione;

- configurazione 2 con inclinazione dei traversi a 15° e vento a 33m/s, che rappresenta la combinazione di progetto della struttura in posizione di protezione;

- configurazione 3 con inclinazione dei traversi a 55° e vento a 20m/s, che rappresenta la combinazione di progetto della struttura in posizione di lavoro.

7.2. DEFINIZIONE DELLE AZIONI ELEMENTARI

Le azioni elementari sono state definite per il sostegno centrale, con una zona di influenza della larghezza complessiva di 6,20m, pari alla larghezza media delle campate.

Le altre proprietà geometriche considerate sono:

- Larghezza vela: 4,36m - Area di influenza: 27m²

- Altezza asse di rotazione 2,28m 7.2.1. Peso degli elementi in elevazione

Considerando la tipologia di struttura scelta in questa fase, si è ipotizzato un peso complessivo, pari a 915 kg, comprensivo di:

- peso proprio delle strutture in elevazione;

- minuteria di collegamento;

- motore per la movimentazione della vela;

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- pannelli fotovoltaici.

7.2.2. Azione del vento

L’azione del vento è stata determinata secondo quanto riportato nel cap. C3.3.8.2.1 della Circolare esplicativa n° 7 del 21/01/2019 per le tettoie a falda singola, individuando le condizioni di carico più gravose:

configurazione 1 configurazione 2 configurazione 3

 = 0 °  = 15 °  = 55 °

vr 28 m/s vr 33 m/s vr 20 m/s

qr 490 N/m² qr 694 N/m² qr 250 N/m²

qp 882 N/m² qp 1250 N/m² qp 450 N/m²

cf 0,2 cf 0,7 cf 2,0

F 4,77 kN F 23,66 kN F 24,74 kN

cf -1,4 cf -1,4 cf -2,9

F -33,39 kN F -47,32 kN F -35,08 kN

azioni al mozzo azioni al piede del piedritto

 cf Vref F Fx Fz M Fx Fz M

m/s kN kN kN kN m kN kN kN m

0 >0 28,00 4,77 0,00 4,77 5,20 0,00 4,77 5,20

0 <0 28,00 -33,39 0,00 -33,39 -36,39 0,00 -33,39 -36,39 15 >0 20,00 24,74 6,40 23,90 26,97 6,40 23,90 41,57 15 <0 20,00 -35,08 -9,08 -33,89 -38,24 -9,08 -33,89 -58,95 55 >0 33,33 23,66 19,38 13,57 25,79 19,38 13,57 69,98 55 <0 33,33 -47,32 -38,76 -27,14 -51,58 -38,76 -27,14 -139,96

7.2.3. Azione della neve

configurazione 1 configurazione 2 configurazione 3

 = 0 °  = 15 °  = 55 °

i 0,8 i 0,8 i 0,13

qs 0,48 kN/m² qs 0,48 kN/m² qs 0,00 kN/m² Fz 12,98 kN Fz 12,98 kN Fz 0,00 kN 7.3. COMBINAZIONI DI CARICO

Sono state considerate le seguenti sollecitazioni di carico ritenute più gravose per la struttura esaminata.

Fx Fz M

kN kN kN m

CO1 1,5 Sp + 1,5 Neve + 0,9 Vento 0° + 0,00 37,22 4,68 CO2 1,5 Sp + 0,75 Neve + 1,5 Vento 0° + 0,00 30,35 7,80 CO3 0,8 Sp + 0 Neve + 1,5 Vento 0° - 0,00 -42,90 -54,59 CO4 1,5 Sp + 1,5 Neve + 0,9 Vento 15° + 5,76 54,43 37,41 CO5 1,5 Sp + 0,75 Neve + 1,5 Vento 15° + 9,61 59,04 62,35 CO6 0,8 Sp + 0 Neve + 1,5 Vento 15° - -13,62 -43,65 -88,42 CO7 1,5 Sp + 1,5 Neve + 0,9 Vento 55° + 17,44 25,68 62,98 CO8 1,5 Sp + 0,75 Neve + 1,5 Vento 55° + 29,07 33,82 104,97 CO9 0,8 Sp + 0 Neve + 1,5 Vento 55° - -58,14 -33,53 -209,94

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7.4. VERIFICHE STRUTTURALI

Le strutture in elevazione saranno del tipo prefabbricato e prodotte in stabilimento da un costruttore che ne fornirà i calcoli e/o i certificati di prodotto.

I calcoli strutturali dei pali di fondazione saranno eseguiti considerando le sollecitazioni massime tra quelle desunte dalle combinazioni di carico utilizzate.

Per la tipologia di pali infissi, sono stati utilizzati profilati IPE300 in acciaio S355. Di seguito si riportano le verifiche strutturali eseguite.

Il coefficiente di utilizzazione massimo del profilato è pari a 0,988 < 1 pertanto la verifica risulta soddisfatta.

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8. PIASTRE DI FONDAZIONE

Relativamente ai calcoli preliminari delle strutture si è calcolata la piastra che riporta il carico maggiore, individuata nella piastra della Cabina principale di impianto. La piastra riporta dimensioni esterne in pianta pari a (13,00x5,00)m e spessore parti a 0,50m.

Le piastre delle altre strutture in elevazione avranno il medesimo spessore e saranno armate con la stessa quantità di armatura al metro.

8.1. METODOLOGIE DI CALCOLO

L'analisi della piastra di fondazione è stata eseguita utilizzando una modellazione con il metodo degli elementi finiti (FEM). Il modello strutturale analizzato è rappresentato nella seguente figura.

8.2. DEFINIZIONE DELLE AZIONI ELEMENTARI

I pesi propri delle apparecchiature e delle strutture prefabbricate considerati ai fini del calcolo sono riassunti nella seguente tabella.

Inoltre è stato considerato anche un sovraccarico accidentale, valutato come aree ad uso industriale (E2) e quantificato in 200 kg/m².

Carico Trasformatore MT 5000 kg

5000 kg

Carico restanti apparecchiature 50000 kg

Carico accidentale variabile 200 kg/m²

Peso proprio struttura 60000 kg

Carico quadri MT

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8.3. VERIFICHE STRUTTURALI

Le strutture in elevazione saranno del tipo prefabbricato e prodotte in stabilimento da un costruttore che ne fornirà i calcoli e/o i certificati di prodotto.

Per i tabulati dei calcoli strutturali della piastra di fondazione si rimanda alla relazione geotecnica strutturale, allegata al presente progetto, mentre per la disposizione delle armature si rimanda alla tavola grafica in cui è rappresentata la fondazione.