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3 Indice generale Premessa UBICAZIONE DEL SITO DI INTERVENTO INDAGINI GEOGNOSTICHE Sondaggi geognostici Indagini geofisiche SISMICITA' E VALUTAZIONE DELL'AZIONE SISMICA Classificazione sismica Sismicità dell'area Parametri sismici Valutazione dell azione sismica Elaborazione dei parametri sismici

4 Premessa La progettazione supportata con la presente relazione sulla modellazione sismica individua e dimensiona gli interventi di consolidamento necessari per contrastare il dissesto franoso che aggredisce la via di accesso al Mattatoio Comunale di Massa Marittima. Tali interventi operano una funzione di rinforzo che consiste nel fornire nuove forze resistenti al terreno incrementando le azioni che si oppongono ai fenomeni deformativi a carico della sede stradale. Fenomeni questi connessi alla dinamica del movimento gravitativo che affligge questo settore del Capoluogo. Si tratta di un'opera a carattere strutturale rappresentata da una paratia di pali trivellati di grande diametro che in un tratto saranno anche coadiuvati da ancoraggi permanenti di tipo passivo. L'opera sarà collocata sul margine di valle del tracciato stradale. Questi interventi sono complessivamente illustrati nei seguenti elaborati grafici. Tav. n. 6 STATO DI PROGETTO Planimetria in scala 1:200 Tav. n. 7 STATO DI PROGETTO Sezioni e Profilo in scala 1:200 Tav. n. 8 STATO DI PROGETTO Particolari costruttivi in scala 1:20 Nel presente elaborato si analizzano i caratteri sismici dei terreno ove si è sviluppato il dissesto gravitativo e che condizionano le previsioni di progetto finalizzate alla sua stabilizzazione. In particolare si esegue la determinazione dei parametri sismici per il calcolo dell'azione sismica agente sull'opera di progetto e si verifica la rispondenza dimensionale delle opere ai dettami delle NTC in merito alla progettazione sismica. 2

5 1. UBICAZIONE DEL SITO DI INTERVENTO Via del Mattatoio è posizionata nel margine settentrionale dell'abitato di Massa Marittima ad una quota media di 365 m s.l.m. su un versante, che degrada verso la frazione di Ghirlanda, con una pendenza media del 24% sull'intero sviluppo. Si riporta lo stralcio cartografico della CTR, sezione , con la localizzazione dell'area di intervento. Ubicazione cartografica dell'area di intervento scala 1:

6 Il settore di intervento è baricentricamente individuato dalle seguenti coordinate geografiche. ED50: N: E: WGS84: N: E: Ubicazione area di intervento 4

7 2. INDAGINI GEOGNOSTICHE Per la caratterizzazione lito-stratigrafica del sito sono disponibili le risultanze di due campagne di indagine geognostica eseguite rispettivamente nel 2004 e nel Nella Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI" in scala 1:500 è riportata la posizione di ogni punto di indagine. Le indagini che hanno interessato il sottosuolo di questo settore del centro abitato di Massa Marittima complessivamente consistono in: n. 3 sondaggi a carotaggio continuo attrezzati o con canne piezometriche (S5) o con tubi inclinometrici (S1 e S3); n. 2 sondaggi a distruzione di nucleo con rilevamento della stratigrafia in avanzamento attrezzati con canna piezometrica (S2 e S4); n. 1 indagine geofisica con sismica a rifrazione e prova M.A.S.W.; n. 2 prove ed analisi di laboratorio su campioni indisturbati di terreno estratti in sondaggio; n. 3 prove ed analisi di laboratorio su campioni rimaneggiati di terreno estratti in sondaggio; n. 1 prova penetrometrica dinamica D.P.S.H.; n. 1 controllo della verticalità di tubi inclinometrici (S1 e S3). I rapporti di indagine e prova sono raccolti nell'elaborato E SONDAGGI E DATI DI BASE". 5

8 2.1 Sondaggi geognostici Sono disponibili le stratigrafie di una campagna geognostica, mediante perforazione di sondaggi sia a carotaggio continuo che a distruzione di nucleo, realizzata nel 2004 dalla Ditta Geo Alpi Italiana s.r.l.. Le risultanze dei n. 3 sondaggi a carotaggio continuo e dei n. 2 sondaggi a distruzione di nucleo, con rilevamento stratigrafico in avanzamento, hanno consentito la ricostruzione lito-stratigrafica del sottosuolo dell'area in esame, che risulta la seguente: da 0.00 a m da p.c. : Materiali di riporto a matrice prevalentemente argillosa; da a m da p.c.: Argilliti fortemente alterate di colore marrone-bruno con trovanti di natura calcarea; da a m da p.c.: Alternanza di argilliti grigie con siltiti marne e calcari, prevalenti, di colore grigio; Sono stati prelevati i seguenti campioni indisturbati e inviati al laboratorio delle terre: S1 Prof m: Campione S1C1 S3 Prof m: Campione S3C2 Sono stati prelevati i seguenti campioni rimaneggiati e inviati al laboratorio delle terre: S5 Prof m: Campione S5C1 S5 Prof m: Campione S5C2 Tali elementi sono rappresentati nel seguente elaborato grafico. Cfr. Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI in scala 1:500. 6

9 2.2 Indagini geofisiche Per l'area di intervento è disponibile una campagna di indagine mediante metodologie geofisiche finalizzate alla misura della velocità di propagazione delle onde sismiche consistenti in: Stendimento geofisico a rifrazione e prova M.A.S.W. - Le prove sono state eseguite nell'area del Mattatoio dal Dott. Geol. Marco Sozzi nel luglio 2010 ed hanno consentito sia la ricostruzione sismo-stratigrafica del sottosuolo che la determinazione del profilo sismico verticale della Vs per uno spessore di 30.0 m dal p.c.. La velocità Vs30 per il terreno in esame è risultata pari a m/s che comporta una classificazione del suolo in categoria: B ai sensi delle NTC Categoria di sottosuolo - B - Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fine molto consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e valori del VS30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu30> 250 kpa nei terreni a grana fina). Nella Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI" in scala 1:200 è riportata la posizione della prova geofisica. Nell'Elaborato E SONDAGGI E DATI DI BASE" sono riportati i rapporti di prova e analisi. 7

10 3. SISMICITA' E VALUTAZIONE DELL'AZIONE SISMICA 3.1 Classificazione sismica A seguito dell emanazione dell Ordinanza P.C.M. n. 3274/03, che ha stabilito l esistenza di 4 zone sismiche sull intero territorio nazionale e dell Ordinanza del P.C.M. n del , che ha disciplinato i criteri alla base degli studi per la definizione della pericolosità sismica utili alla riclassificazione sismica del territorio nazionale, il territorio del Comune di Massa Marittima è stato classificato zona sismica 3. A questa zona competono, per suolo di tipo A valori di accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico ag/g = Inoltre, la Regione Toscana, con Deliberazione di proposto la riclassificazione sismica G.R.T. n. 431 del , ha del territorio regionale ove il Comune di Massa Marittima ricade nella Zona 3. Pertanto con accelerazione di ancoraggio dello spettro di risposta elastico pari a ag/g=0.15 di cui all'ordinanza P.C.M. 3519/06. L'aggiornamento, redatto ai sensi dell Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri 3519/2006, è stato attuato al fine di recepire le novità introdotte dall entrata in vigore delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2008) e di rendere la classificazione sismica (riferimento per la disciplina dei controlli sui progetti depositati presso gli Uffici tecnici regionali preposti), maggiormente aderente all approccio sito-dipendente introdotto dalle vigenti Norme. Infine, con finalità meramente amministrative, con Del. GRT n 878 del 8/10/2012 (pubblicata su BURT Parte Seconda n. 43 del Supplemento n. 136) la Regione Toscana ha provveduto all'aggiornamento della classificazione sismica regionale e pertanto il comune di Massa Marittima risulta sempre così classificato. CODICE ISTAT COMUNE zona sismica precedente Del. GRT 431/2006 Massa Marittima Zona 3 8 Nuova zona sismica Zona 3

11 Si riporta di seguito l'attuale carta della classificazione sismica regionale. Classificazione sismica della Toscana ai sensi della Del. GRT n 878 del Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008 l introduzione di un approccio di tipo sito dipendente comporta delle non trascurabili differenze nel calcolo dell accelerazione sismica di base rispetto alle precedenti normative. 9

12 Dovendo stimare l azione sismica di progetto relativa al sito in esame ubicato nel territorio Comunale di Massa Marittima con le precedenti normative in campo antisismico, applicando il criterio zona dipendente si sarebbe potuto stimare l accelerazione di base (senza considerare l incremento dovuto ad effetti locali dei terreni) in maniera automatica, poiché essa sarebbe stata direttamente correlata alla zona sismica di appartenenza del Comune. Pertanto la stima della pericolosità sismica, intesa come accelerazione massima orizzontale su suolo rigido (Vs30 > 800 m/s), viene definita mediante un approccio sito dipendente che comporta delle non trascurabili differenze nel calcolo dell accelerazione sismica di base rispetto alle precedenti normative. Infatti, adesso la classificazione sismica del territorio è disgiunta dalla determinazione dell azione sismica di progetto, mentre rimane il riferimento per la trattazione di problematiche tecnico-amministrative connesse con la stima della pericolosità sismica. Secondo il recente decreto, la sicurezza e le prestazioni di un opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli Stati Limite che si possono verificare durante la Vita nominale. Lo Stato limite è la condizione superata la quale l opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata. 10

13 3.2 Sismicità dell'area In termini generali la sismicità del sito interessato alla realizzazione dell opera è individuata facendo riferimento agli studi condotti sul territorio nazionale dal Gruppo di Lavoro 2004 nell ambito della convenzione-progetto S1 DPC-INGV e i cui risultati sono stati promulgati mediante l Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri (OPCM) 3519/2006. La diseggregazione della pericolosità sismica è un operazione che consente di valutare i contributi di diverse sorgenti sismiche alla pericolosità di sito. La disaggregazione in M-R fornisce il terremoto che domina lo scenario di pericolosità (terremoto di scenario) come l evento di magnitudo M a distanza R dal sito di interesse, che contribuisce maggiormente alla pericolosità sismica dello stesso. 11

14 Pertanto, la Magnitudo dell area dei Macelli è pari a

15 3.3 Parametri sismici Sono introdotti i seguenti concetti: Vita nominale - La vita nominale di un opera strutturale VN, secondo le NTC08, è definita come il numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata e viene definita attraverso tre diversi valori, a seconda dell importanza dell opera e perciò delle esigenze di durabilità: TIPI DI COSTRUZIONE Opere provvisorie, provvisionali e le strutture in fase costruttiva che però abbiano una durata di progetto 2 anni. Opere ordinarie, ponti, infrastrutture e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale. Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica. VITA NOMINALE VN (in anni) Nel caso oggetto di studio la vita nominale è da considerarsi V N = 50 anni. Classi d uso - In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d uso. Le NTC08 prevedono quattro classi d uso a ciascuna delle quali è associato un valore del coefficiente d uso: Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli. C U = 0.7; 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. C U= 1.0; 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. C U= 1.5; 13

16 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, 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. CU = 2.0; Nel caso in questione possiamo considerare una classe d uso II (Classe II - Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti). Periodo di riferimento per l azione sismica - Le azioni sismiche su ciascuna costruzione vengono valutate in relazione ad un periodo di riferimento V R. Il periodo di riferimento si ricava, per ciascun tipo di costruzione, moltiplicandone la vita nominale V N per il coefficiente d uso CU. Pertanto il periodo di riferimento, che non può essere inferiore a 35 anni, è dato dalla seguente relazione: VR = VN *C U Il valore del coefficiente d uso C U è definito, al variare della classe d uso, come mostrato nella sottostante tabella. Nel nostro caso ricadiamo nella classe d uso II con un coefficiente d uso CU pari a 1.0. CLASSE D USO COEFFICIENTE CU I II III IV Si determina il periodo di riferimento VR. VITA NOMINALE VN I Pertanto, VR = 50 anni > 35 anni. 14 VALORI DI VR CLASSE D USO II III IV

17 Azione sismica di progetto - Le azioni sismiche di progetto si definiscono a partire dalla pericolosità sismica di base del sito di costruzione, elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche. La pericolosità sismica di un sito è descritta dalla probabilità che, in un fissato intervallo di tempo, in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato. Nelle NTC 2008, tale intervallo temporale, espresso in anni, è denominato periodo di riferimento VR e la probabilità è denominata probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di riferimento PVR. La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa ag in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido (categoria A) con superficie topografica orizzontale (categoria T1), nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente S e (T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento VR. Ai fini delle NTC le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale: ag accelerazione orizzontale massima al sito; 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. Stati limite e relative probabilità di superamento - Le NTC08 prendono in considerazione 4 possibili stati limite (SL) individuati facendo riferimento alle prestazioni della costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e gli impianti: due sono stati limite di esercizio (SLE) e due sono stati limite ultimi (SLU). Uno stato limite è una condizione superata la quale l opera non soddisfa più le esigenze per la quale è stata progettata. 15

18 Più in particolare le opere e le varie tipologie strutturali devono essere dotate di capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio (sicurezza nei confronti di SLE) e di capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e di dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone o comportare la perdita di beni, oppure provocare gravi danni ambientali e sociali, oppure mettere fuori servizio l opera (sicurezza nei confronti di SLU). Gli stati limite di esercizio sono: Stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti 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, 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 sono: 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. 16

19 Le NTC08, in presenza di azioni sismiche, richiedono le verifiche allo SLO solo per gli elementi non strutturali e per gli impianti di strutture di classi d uso III e IV (NTC08, punto 7.1). Lo SLO si utilizza anche come riferimento progettuale per quelle opere che devono restare operative durante e subito dopo il terremoto. Le verifiche allo SLC sono, invece, richieste solo per le costruzioni o ponti con isolamento e/o dissipazione (NTC08, punto 7.10). Ad ogni stato limite è associata una probabilità di superamento PVR, ovvero la probabilità che, nel periodo di riferimento V R, si verifichi almeno un evento sismico (n 1) di a g prefissata (ag = accelerazione orizzontale massima del suolo) avente frequenza media annua di ricorrenza = 1/TR (TR = periodo di ritorno). Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento P VR, cui riferirsi per individuare l azione sismica agente in ciascuno degli stati limite considerati sono riportate nella tabella successiva. PVR: Probabilità di superamento nel periodo di riferimento VR. 81% 63% 10% 5% Stati limite SLO SLD SLV SLC Stati limite di esercizio Stati limite ultimo Si ricava poi per ciascuno stato limite e relativa probabilità di eccedenza P VR nel periodo di riferimento VR, il periodo di ritorno TR del sisma. Si utilizza a tal fine la relazione: TR = - C U * VN VR =ln(1- PVR ) ln(1- PVR ) dove: VR Valore di riferimento PVR Probabilità di superamento nel periodo di riferimento VN Vita nominale CU Coefficiente d uso 17

20 Ottenendo, per i vari stati limite, le espressioni di T R in funzione di VR riportate nella tabella successiva: Valori in anni del periodo di ritorno T R al variare del periodo di riferimento V R 30 anni TR = 0.60*VR TR =VR TR = 9.50*VR TR = 19.50*VR 2475 anni Stati limite Stati limite di esercizi Stati limite ultimo SLO SLD SLV SLC Il Periodo di Ritorno per l'opera in progetto è T R = 475 anni Determinazione della VS30 e categoria del sottosuolo - Ai fini della definizione dell azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l effetto della risposta sismica locale (per risposta sismica locale si intende l azione sismica quale emerge in superficie a seguito delle modifiche in ampiezza, durata e contenuto in frequenza subite trasmettendosi dal substrato rigido) mediante specifiche analisi. Ai fini dell identificazione del sottosuolo, la Norma consente la classificazione anche mediante i valori della velocità equivalente Vs 30 di propagazione delle onde di taglio, entro i primi 30 metri di profondità. Nel caso oggetto di studio, per la stima del Vs 30 è disponibile il risultato di una prova geofisica M.A.S.W. ed il valore della velocità media equivalente delle onde di taglio dei primi 30 metri (Vs30 ) dal livello del piano campagna risulta: Vs30 = m/s Pertanto il sottosuolo dell area in esame può essere collocato, secondo la normativa italiana (D.M. 14/01/2008), e sulla base della successione stratigrafica rilevata, in Categoria B 18

21 A tale classe appartengono rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fine molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s. Condizioni topografiche - Per condizioni topografiche complesse è necessario predisporre specifiche analisi di risposta sismica locale. Per configurazioni superficiali semplici si può adottare la classificazione riportata in tabella. Categoria Caratteristiche della superficie topografica T1 Superficie pianeggiante, pendii e rilevati isolati con inclinazione media i 15. T2 Pendii con inclinazione media i >15. T3 T4 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media 15 i 30. Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i >30. Data la morfologia dell'area di intervento, con una pendenza media del 35% (19 ) la categoria topografica risulta: T2 19

22 3.4 Valutazione dell azione sismica Lo spettro di risposta elastico in accelerazione della componente orizzontale è definito secondo le espressioni riportate nel Cap pag.19 NTC 2008, D.M. 14 Gennaio nelle quali T e Se sono, rispettivamente, periodo di vibrazione ed accelerazione spettrale orizzontale. Nelle equazioni precedenti inoltre: - S è il coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche mediante la relazione seguente: S = SS x ST essendo SS il coefficiente di amplificazione stratigrafica e ST il coefficiente di amplificazione topografica. h è il fattore che altera lo spettro elastico per coefficienti di smorzamento viscosi convenzionali z diversi dal 5%, mediante la relazione: dove z (espresso in percentuale) è valutato sulla base di materiali, tipologia strutturale e terreno di fondazione; 20

23 - Fo è il fattore che quantifica l amplificazione spettrale massima, su sito di riferimento rigido orizzontale, ed ha valore minimo pari a 2.2; - TC è il periodo corrispondente all inizio del tratto a velocità costante dello spettro, dato da: TC = CC x T*C dove T*C è stato definito in precedenza e CC è un coefficiente funzione della categoria di sottosuolo; - TB è il periodo corrispondente all inizio del tratto costante, dato dalla dello spettro ad accelerazione seguente relazione: TB = TC / 3; - TD è il periodo corrispondente all inizio del tratto a spostamento costante dello spettro, espresso in secondi mediante la relazione: TD = 4.0 x ag / g Per le componenti orizzontali del moto e per le categorie di sottosuolo di fondazione, la forma spettrale su sottosuolo di categoria A è modificata attraverso il coefficiente stratigrafico SS, il coefficiente topografico ST e il coefficiente CC che modifica il valore del periodo TC. Amplificazione stratigrafica Per sottosuolo di categoria A, i coefficienti Ss e Cc valgono 1. Per le categorie di sottosuolo B, C, D ed E i coefficienti Ss e Cc possono essere calcolati, in funzione dei valori di Fo e T*C relativi al sottosuolo di categoria A, mediante le espressioni fornite nella tabella sottostante, nelle quali g è l accelerazione di gravità ed il tempo è espresso in secondi. Categoria di sottosuolo A B C D E SS * Fo * ag/g * Fo * ag/g * Fo * ag/g * Fo *ag/g CC *(T*c)-0, *(T*C)-0, *(T*C)-0, *(T*C)-0,40

24 Amplificazione topografica Per tener conto delle condizioni topografiche e in assenza di specifiche analisi di risposta sismica locale, si utilizzano i valori del coefficiente topografico S T riportati nella tabella sottostante, in funzione delle categorie topografiche e dell ubicazione dell opera o dell intervento. Categoria Topografica T1 T2 T3 T4 Ubicazione dell opera o dell intervento ----In corrispondenza della sommità del pendio In corrispondenza della cresta del rilievo In corrispondenza della cresta del rilievo ST La variazione spaziale del coefficiente di amplificazione topografica è definita da un decremento lineare con l altezza del pendio o rilievo, dalla sommità o cresta fino alla base dove ST assume valore unitario. Spettri di risposta Lo spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale è definito secondo le espressioni nelle quali T e Sve sono, rispettivamente, periodo di vibrazione ed accelerazione spettrale verticale e Fv è il fattore che quantifica l amplificazione spettrale massima, in termini di 22

25 accelerazione orizzontale massima del terreno ag su sito di riferimento rigido orizzontale, mediante la relazione: Fv = 1.35 x Fo x (ag/g)0,5 I valori di ag, Fo, S, η sono definiti nella parte relativa alle componenti orizzontali; i valori di SS, TB, TC e TD, salvo più accurate determinazioni, sono quelli riportati nella tabella seguente: Categoria del sottosuolo A,B,C,D,E SS TB TC TD s 0.15 s 1.0 s 23

26 3.4 Elaborazione dei parametri sismici La stima dei parametri spettrali necessari per la definizione dell azione sismica di progetto viene effettuata calcolandoli direttamente per il sito in esame utilizzando come riferimento le informazioni disponibili in un reticolo di riferimento costituito da nodi (distanziati di non più di 10 km). Per ciascuno dei nodi della griglia vengono forniti 9 valori del Periodo di ritorno (da 30 anni a anni) e i corrispondenti valori dei parametri ag (espresso in g/10), F 0 (adimensionale) e T*C (espresso in secondi) necessari per la definizione dell'azione sismica. Nella strada di accesso al Mattatoio Comunale è prevista la materializzazione di un'opera strutturale per il consolidamento del sedime viario aggredito da dissesto franoso. Pertanto si determinerà l'azione sismica che agirà sulla paratia prevista in progetto. Le ipotesi assunte nella definizione degli spettri di risposta elastici in accelerazione risultano: - Tipo di costruzione: 2 (opere ordinarie); - Vita nominale della struttura: VN = 50 anni; - Classe d uso = II; Cu = 1.00; - Periodo di riferimento per l azione sismica VR= 50 anni (Cu = 1,00) > 35 anni; - Categoria sottosuolo B; - Coefficiente di amplificazione stratigrafica SS = 1.20; - Coefficiente di amplificazione topografica T2 - ST = 1.20; - Localizzazione del sito oggetto di studio: Long (ED50) Lat (ED50) Come indicato nell Allegato A delle NTC D.M. 14 gennaio 2008, è possibile, con apposito programma di calcolo, ottenere il valore dei suddetti parametri spettrali ( ag, Fo e T*c) propri del sito in esame tramite media pesata con i 4 punti della griglia di accelerazioni. 24

27 I valori dei parametri ag, F0 e T*c determinati sono relativi a situazioni geologiche corrispondenti ad un sito con assenza di effetti locali dei terreni, ovvero con presenza di substrato sismico (Vs30 > 800 m/s) affiorante o sub affiorante ed in condizioni morfologiche pianeggianti. Qualora il sito di progetto non presenti le suddette condizioni, sarà necessario verificare la categoria di suolo di fondazione mediante la stima del parametro Vs 30 e di conseguenza valutare l incremento sull azione sismica ed il coefficiente di amplificazione topografica. Pertanto, una volta definiti i parametri spettrali ag, Fo e T*C per il sito di progetto (approccio sito-dipendente ) per il periodo di ritorno necessario, incrementati per l amplificazione stratigrafica e topografica e sulla base della classe d uso della costruzione, sarà possibile definire gli spettri orizzontali e verticali, necessari per la stima dell azione sismica di progetto. Posizionamento del sito in esame rispetto ai nodi della griglia nazionale 25

28 Come detto è prevista la realizzazione di una paratia, con un tratto intirantato, secondo la geometria rappresentata nel seguente schema costruttivo. Si tratta di una paratia di pali trivellati verticali diam mm di lunghezza m. In un tratto sono presenti ancoraggi di tipo passivo costituiti da tiranti a n. 6 trefoli di acciaio armonico in perfori di diam. 160 mm, lunghezza m di cui m di fondazione e m di tratto libero. I tiranti sono inclinati di 30 s.o.. L azione sismica di progetto da applicarsi alle paratie può essere valutata mediante metodi pseudo-statici. Nei metodi pseudo-statici l azione sismica è definita mediante un accelerazione equivalente costante nello spazio e nel tempo. Le componenti orizzontale e verticale ah e av dell accelerazione equivalente devono essere ricavate in funzione delle proprietà del moto sismico atteso nel volume di terreno significativo per l opera e della capacità dell opera di subire spostamenti senza significative riduzioni di resistenza. 26

29 In mancanza di studi specifici, ah può essere legata all accelerazione di picco amax attesa nel volume di terreno significativo per l opera mediante la relazione: ah = kh x g = a x b x amax dove: g kh a b è l accelerazione di gravità; è il coefficiente sismico in direzione orizzontale; è un coefficiente che tiene conto della deformabilità dei terreni interagenti con l opera; è un coefficiente funzione della capacità dell opera di subire spostamenti senza cadute di resistenza. Per le paratie si può porre av = 0. L accelerazione di picco amax è valutata mediante un analisi di risposta sismica locale, ovvero amax = S x ag = SS x ST x ag dove S è il coefficiente che comprende l effetto dell amplificazione stratigrafica (SS) e dell amplificazione topografica (ST) e ag è l accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido. Il valore del coefficiente a, che tiene conto della deformabilità dei terreni interagenti con l opera, può essere ricavato a partire dall altezza complessiva H della paratia e dalla categoria di sottosuolo mediante il seguente diagramma. 27

30 Per la valutazione della spinta nelle condizioni di equilibrio limite passivo deve porsi = 1. Il valore del coefficiente b può essere ricavato dal seguente diagramma in funzione del massimo spostamento us che l opera può tollerare senza riduzioni di resistenza. Per us = 0 è b = 1. Deve comunque risultare: us H e se a b 0.2 deve assumersi kh = 0.2 amax / g Pertanto si assume kh = a x b x amax / g dove: g è l accelerazione di gravità; kh è il coefficiente sismico in direzione orizzontale; a è il coefficiente che tiene conto della deformabilità dei terreni interagenti con l opera ed è posto = 1.0 essendo la categoria di sottosuolo di tipo B e l'altezza della paratia H = 15.0 m; b è il coefficiente funzione della deformabilità dell'opera, cioè della capacità dell opera di subire spostamenti senza cadute di resistenza. Tale coefficiente è stimato pari a assumendo per la paratia uno spostamento dell'opera pari a u s = 0.05 m < m (0.005 H) Infine per la paratia si assume kv =

31 Si valutano pertanto i seguenti parametri sismici. Tipo di elaborazione: paratie Sito in esame latitudine: longitudine: Classe: Vita nominale: 43, , Le coordinate sono espresse in ED50 Dati relativi alla paratia Altezza: us: [m] [m] Siti di riferimento Sito 1 Sito 2 Sito 3 Sito 4 ID: ID: ID: ID: Lat: 43,0557 Lat: 43,0572 Lat: 43,0072 Lat: 43,0057 Lon: 10,8896 Lon: 10,9580 Lon: 10,9601 Lon: 10,8917 Parametri sismici Categoria sottosuolo: Categoria topografica: Periodo di riferimento: Coefficiente cu: B T2 50 anni 1 Operatività (SLO): Probabilità di superamento: Tr: ag: Fo: Tc*: 81 % 30 [anni] 0,035 g 2,556 0,210 [s] Danno (SLD): Probabilità di superamento: Tr: ag: Fo: Tc*: 63 % 50 [anni] 0,043 g 2,548 0,228 [s] 29 Distanza: 154,932 Distanza: 5419,210 Distanza: 7719,368 Distanza: 5496,142

32 Salvaguardia della vita (SLV): Probabilità di superamento: Tr: ag: Fo: Tc*: 10 % 475 [anni] 0,101 g 2,551 0,273 [s] Prevenzione dal collasso (SLC): Probabilità di superamento: Tr: ag: Fo: Tc*: 5 % 975 [anni] 0,128 g 2,548 0,281 [s] Coefficienti Sismici SLO: Ss: Cc: St: Kh: Kv: Amax: Beta: 1,200 1,500 1,200 0,023 0,000 0,480 0,480 Ss: Cc: St: Kh: Kv: Amax: Beta: 1,200 1,480 1,200 0,030 0,000 0,611 0,480 Ss: Cc: St: Kh: Kv: Amax: Beta: 1,200 1,430 1,200 0,069 0,000 1,423 0,480 Ss: Cc: St: Kh: Kv: Amax: Beta: 1,200 1,420 1,200 0,088 0,000 1,804 0,480 SLD: SLV: SLC: 30

33 È importante ricordare che il rispetto dei vari stati limite viene considerato conseguito dalle NTC 2008: nei confronti di tutti gli stati limite di esercizio (SLE) quando siano rispettate le verifiche relative al solo SLD: SLE SLD. nei confronti di tutti gli stati limite ultimi (SLU) quando siano soddisfatte le verifiche relative al solo SLV: SLU SLV. Le azioni sismiche agenti sulla paratia possono essere determinate nello stato limite ultimo SLV mediante l'applicazione dei seguenti valori dei coefficienti sismici orizzontale e verticale: kh = kv = 0.00 Le azioni sismiche agenti sulla paratia possono essere determinate nello stato limite di esercizio SLD mediante l'applicazione dei orizzontale e verticale: kh = kv = seguenti valori dei coefficienti sismici

34 La seguente immagine illustra la configurazione geometrica e geotecnica della paratia con indicazione dell'azione sismica agente. Schema rappresentativo delle paratia e verifica della lunghezza del tratto libero in condizioni sismiche Nella figura è riportato anche in forma grafica il criterio per il dimensionamento minimo del tratto libero dell'ancoraggio della paratia richiesto in condizioni sismiche, ai sensi dell'art del D.M , che risulta di m, pertanto inferiore ai m previsti in progetto. Firenze, Febbraio 2014 Prof. Geol. Eros Aiello Ing. Francesca Procacci 32