COMUNE DI BAGNOLO DI PO

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2 COMUNE DI BAGNOLO DI PO PROVINCIA DI ROVIGO ADEGUAMENTO DELL IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA DEL CENTRO SPORTIVO COMUNALE COMMITTENTE: AMMINISTRAZIONE COMUNALE DI BAGNOLO DI PO Piazza Marconi, 159 Bagnolo di Po (RO) CIG: Z2115B490E La presente relazione è composta da: - Relazione Tecnico-Illustrativa (con specifiche sul dosaggio e proprietà materiali impiegati) - Relazione di Calcolo (DM 14/01/2008 NTC) 1

3 RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA 1 - Progetto: Adeguamento dell impianto di illuminazione pubblica del centro sportivo comunale Campo sportivo sito in Via Napoleonica Bagnolo di Po 2 Descrizione dell opera: La presente Relazione di Calcolo è relativa al dimensionamento delle opere strutturali necessarie per la costruzione di quattro torri-faro, tra loro identiche, a servizio del campo sportivo comunale. Nello specifico saranno fissate le sollecitazioni alla base della torre metallica: la ditta aggiudicatrice dovrà garantire, presentando adeguata documentazione tecnica, che la torre faro metallica proposta si idonea a sopportare almeno le sollecitazioni di seguito calcolate. Nella presente relazione sarà dimensionato e verificato il plinto di fondazione. Di seguito si riporta una vista aerea per l individuazione dell area di intervento. Ogni torre-faro è da considerarsi come struttura isolata e completamente indipendente. 2

4 3 - Criteri di verifica Nei calcoli che seguiranno e nelle successive valutazioni si adotta il criterio del calcolo agli stati limite. Per la progettazione delle sezioni trasversali soggette a flessione e a pressoflessione, le tensioni nel calcestruzzo compresso si ricavano dal diagramma tensioni-deformazioni di progetto. Nelle verifiche a rottura delle sezioni in c.a. per tensioni normali si sono assunte le sotto riportate ipotesi di calcolo: 1) Diagramma delle deformazioni rettilineo; 2) Deformazione a rottura del conglomerato compresso: ε cu = 0,35% nel caso di pressione eccentrica o flessione; ε cu = 0,20% nel caso di pressione centrata. 3) Diagramma di calcolo sforzi-deformazione del calcestruzzo di tipo parabola-rettangolo con ascissa al vertice della parabola -0,002 ed ordinata massima del diagramma pari a: nel caso di pressione eccentrica o flessione; f c = 0,85 f cd f c = 0,80 f cd nel caso di pressione centrata. 4) Diagramma di calcolo sforzi-deformazione dell acciaio di tipo bilatera con resistenza di calcolo dell acciaio pari f a = R ak / 1,15. Di seguito si riporta il diagramma parabola rettangolo con le relative relazioni adottate: σ ε c 1 1 ε c1 n c = f cd per 0 ε c ε c1 σ c = f cd per ε ε ε c1 c cu 3

5 Per l acciaio d armatura, invece, viene adottato il diagramma c di figura, rappresentante comportamento elastico-perfettamente plastico con % ε ud 0,9 ε = 67,5 = uk un 4 - Classificazione sismica Il Comune di Bagnolo di Po (Rovigo) risulta classificato in zona sismica 3, in base all Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n 3274 del 20/03/2003. Estratto della mappa interattiva di pericolosità sismica e relativa legenda (INGV di Milano-Pavia). 4

6 La trattazione e la determinazione dei parametri sismici di progetto è riportata al seguente paragrafo n Normativa di riferimento Legge n 1086 del 05/11/1971: Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica; D.M. del 09/01/1996 Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche; D.M. del 16/01/1996 Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi. D.M. del 05/08/1999 Modificazioni al D.M. 09/01/1996 contenente norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche; Circ. Min. LL.PP. 24/09/1988 n 30483: Istruzioni per l applicazione del D.M. 11/03/1988; Ordinanza Presidente Consiglio dei Ministri n 3274 del 20/03/2003 Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica ; Ordinanza n 3274 Protezione Civile (Suppl. Ord. n 72 della G.U. 08/05/2003, n 105): Nuova classificazione sismica del territorio nazionale e normativa tecnica per le costruzioni in zona sismica; Decreto Giunta Regione Veneto 24/06/2003 Nuova classificazione sismica del territorio regionale Direttive ; Nota Esplicativa Dip. Protezione Civile Uff. SSN 04 Giugno Decreto Giunta Regione Veneto 28/11/2003 n 3645 Categorie di edifici di interesse strategico a opere infrastrutturale e opere di rilievo fondamentale per la protezione civile ; Legge n 168 del 17/08/2005 Art. 14-undevicies Conversione in legge, con modificazioni, del D.L. 30/06/2005, n 115, Regime transitorio per l operatività delle norme tecniche per le costruzioni; D.M.I. del 14/09/2005 Norme Tecniche per le costruzioni. Circ. n /46.04 del 10/11/2005 della Regione Veneto; D.L. n 248 del 31/12/ Art Regime transitorio per l'operatività della revisione delle D.M. del 14/01/2008: norme tecniche per le costruzioni. Nuove norme tecniche per le costruzioni. Circ. Min. LL.PP. 02/02/2009 n 617: Istruzioni per l applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14/01/

7 6 - Carichi e condizioni di carico CRICHI PERMANENTI (G k ) In accordo con la definizione riportata al paragrafo delle NTC2008, si distinguono: - G 1 : carichi permanenti dovuti ai pesi propri degli elementi strutturali; - G 2 : carichi permanenti dovuti ai pesi propri portati di elementi non strutturali. Si fa pertanto riferimento alle seguenti azioni di carico elementari: PERMANENTI: - peso specifico c.a dan/mc - peso specifico acciaio dan/mc CARICHI VARIABILI (Q K ): Neve: Trascurabile, valutata la geometria dell opera. Vento: Per la valutazione delle pressioni del vento, si fa qui riferimento alla Zona 1^ - Veneto V ref q ref = 25 m/s = V ref 2 / 1,60 = 25 2 / 1,60 = 391 N/mq a s < a 0 = 1000 m altitudine L'ubicazione degli edifici si può considerare su area.priva di ostacoli o con al più rari ostacoli (aperta campagna, aree agricole, pascoli...) ossia nella Classe di rugosità del terreno di tipo D, II^ categoria K r = 0,19 Z 0 = 0,05 m Z = 18,00 m > Z min altezza dell edificio C t = 1 C e = K r 2 C t ln(z/z o ) [7 + C t ln(z/z o )] = 1,800 C p = 1,0 C d = 1,00 Pertanto: Azione frontale q = q ref C e C p C d = 391 x 1,800 x 1,0 x 1,00 = 704 N/mq = 71 dan/mq Azione radente q r = 0,40 q = 29 dan/mq Sisma: L azione sismica viene simulata attraverso l adozione di opportuni spettri di risposta e l analisi condotta per tenere conto degli effetti sismici è l analisi dinamica lineare. Per il calcolo della forza sismica si sono assunti i seguenti parametri in conformità al D.M. del 14/01/2008: Nuove norme tecniche per le costruzioni, applicandoli al programma Spettri versione 1.3 rilasciato dal C.S.LL.PP. - Vita nominale dell opera: V N = 50 anni - Classe d uso: I - Coefficiente d uso: C u = 0,7 6

8 - Periodo di riferimento: V R = 35 anni - Categoria del suolo: D - Categoria topografica: T1 - Coefficiente di amplificazione stratigrafica: S S = 1,8 - Coefficiente di amplificazione topografica: S T = 1,0 Il programma richiede, in accordo alla normativa sismica, l introduzione del fattore di struttura calcolabile con l espressione: dove: q = q 0 K R Nello specifico si assume un fattore di struttura q pari a 1,5. Si riportano i valori a g, F 0, T C * per differenti periodi fi ritorno T R di riferimento: Per un T R pari a 475 anni (considerato per le verifiche SLV) si ha che: - Accelerazione orizzontale massima al sito: a q = 0,085 g - Fattore di amplificazione spettrale: F 0 = 2,550 - Periodo di inizio del tratto a V costante nello spettro: T C * = 0,326 s 7

9 Gli spettri di progetto che si ricavano sono: 8

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13 7 Materiali impiegati in opera Calcestruzzo per magro di fondazione non strutturale con Rck 15 Mpa; Calcestruzzo a prestazione garantita (UNI EN 206-1) con classe di esposizione ambientale XC2 con Rck 30 Mpa per opere di fondazione. Segue tabella illustrativa delle caratteristiche principali del calcestruzzo utilizzato, calcolate con le espressioni indicate nel paragrafo del D.M. del 14/01/2008: Nuove norme tecniche per le costruzioni. Coeff. di sicurezza parziale γc 1,5 fck (MPa) 30 Max apporto acqua / cemento 0,60 Classe consistenza Copriferro prescritto S4 >30mm Inerte Naturale 0/ Acciaio per c.a. Si prescrive l impiego di acciaio per cementi armati tipo B450C controllato con le seguenti caratteristiche: Tensione di snervamento caratteristica fyk = 450 MPa Tensione di snervamento di progetto fyd = 391,3 MPa Modulo di elasticità di progetto Es = 200 GPa 7.4. Acciaio per carpenteria Acciaio S275JR (zincato a calco dove prescritto). Tensione ammissibile: 1900 dan/cm 2 Tensione snervamento: 2750 dan/cm 2 Tensione rottura: 4300 dan/cm 2 12

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16 8 Terreno Vista la modesta entità dell opera e del carico verticale trasmesso al terreno, non sono state richieste specifiche indagini geologiche in sito, potendoci avvalere di parametri tipici riscontrabili nelle zone limitrofe. Allo scopo si riportano i principali valori caratteristici che identificano in maniera adeguata il terreno in sito: Il terreno è classificato come tipo D : Alla profondita di scavo prevista a -130cm dal piano di campagna, si assume: q amm = 1,20 dan/cm 2 15

17 RELAZIONE DI CALCOLO 9. Programmi utilizzati Per la redazione della presente relazione di calcolo si sono utilizzati i seguenti programmi, con licenze intestate al sottoscritto professionista: - PRO-SAP Rv 2014b matricola dsi4663; - OFFICE Home&Businnes matricola X ; 10 Modellazione della struttura Il fabbricato è stato analizzato con metodologia agli elementi finiti. Il calcolo delle azioni sismiche e stato eseguito in analisi dinamica modale, considerando il comportamento della struttura in regime elastico lineare. Il numero di modi di vibrazione considerato ha consentito, nelle varie condizioni, di mobilitare le seguenti percentuali delle masse della struttura: Per valutare la risposta massima complessiva di una generica caratteristica E, conseguente alla sovrapposizione dei modi, si e utilizzata una tecnica di combinazione probabilistica definita CQC (Complete Quadratic Combination - Combinazione Quadratica Completa): Le sollecitazioni derivanti da tali azioni sono state composte poi con quelle derivanti da carichi verticali, orizzontali non sismici secondo le varie combinazioni di carico probabilistiche. Il calcolo e stato effettuato mediante un programma agli elementi finiti (PRO SAP) le cui caratteristiche verranno descritte nel seguito. Il calcolo degli effetti dell azione sismica e stato eseguito con riferimento alla struttura spaziale, tenendo cioe conto degli elementi interagenti fra loro secondo l effettiva realizzazione. Si e tenuto conto delle deformabilita taglianti e flessionali degli elementi monodimensionali. Sono stati considerati sei gradi di liberta per nodo; in ogni nodo della struttura sono state applicate le forze sismiche derivanti dalle masse circostanti. Le sollecitazioni derivanti da tali forze sono state poi combinate con quelle derivanti dagli altri carichi come prima specificato. 16

18 Seguono figure rappresentative dei passaggi di creazione del modello. Vista del modello 11 Condizioni e combinazioni di carico La struttura è stata sottoposta alle seguenti di carico: G1 Peso proprio struttura: introdotte le caratteristiche dei materiali e le geometrie delle sezioni, il programma ha calcolato automaticamente i pesi propri degli elementi. Q1 Accidentale vento: sono stati applicati i carichi dati dalla spinta del vento (azione frontale) sulla struttura metallica del palo e sull area di esposizione delle lampade. Q2 Accidentale sisma: si è proceduto a verificare la struttura in simulazione sismica, con accelerazione calcolata come indicato in precedenza. 17

19 Ipotizzando tipologia Categoria H, i valori dei coefficienti di combinazione sono pari a zero. 18

20 12 Sollecitazioni Si riportano i risultati dell analisi. Tali vaolri sono ritenuti attendibili e verificati in forma semplificata dal sottoscritto tecnico Sforzo flettente Si riporta di seguito l inviluppo delle sollecitazioni flettenti per la struttura in esame: 19

21 Momento flettente sulla torre faro in dancm - SLU (comb. 1) Sforzo di taglio Si riporta di seguito l inviluppo delle sollecitazioni di taglio per la struttura in esame: Sforzo di Taglio sulla torre faro in dan - SLU (comb. 1) Sforzo normale Si riporta di seguito l inviluppo della sollecitazione normale per la struttura in esame: Sforzo Normale sulla torre faro in dan - SLU (comb. 3) 20

22 12.4. Deformata Con le piotesi di progetto e le condizioni di carico applicate, la massima deformata per la torre faro, calcolata allo SLE, risulta essere: Massima deformata in cm - SLE (comb. 68) 13 Progetto e verifica del plinto di fondazione Si progetta il plinto di fondazione affinchè il coefficiente dato tra il rapporto del momento stabilizzante e il momento ribaltante sia maggiore di 1. La verifica al ribaltamento è condotta valutando la rotazione attorno al punto A, trascurando a favore di sicurezza la resistenza alla rotazione data dal terreno di fondazione. Le azioni destabilizzanti (ribaltanti) vengono amplificate per il coefficiente g = 1,5. Alla pagina seguente si riporta la geometria del sistema. Di colorazione rossa le azioni ribamtanti; di colore nero le azioni stabilizzanti. Nello specifico: - Peso proprio lampade a led: 720 N - Peso proprio stimato torre-faro: 5600 N - Peso proprio plinto: N - Azione frontale vento su lampade 1420 N - Azione frontale vento su torre-faro 710 N/mq 21

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24 Il momento ribaltante rispetto al punto A vale: 18,0 M R = 1420 = Il momento stabilizzante rispetto al punto A vale: Il rapporto tra M S e M R vale: La verifica è soddisfatta. ( 18,0 + 1,50 ) ,0 + 1,50 Nm 2,80 M S = M S FS = γ M ( ) = Nm R = = 1,66 1 1, Tensioni indotte nel piano d appoggio Si riporta l andamento delle massime sollecitazioni indotte dal sistema sul piano d appoggio del plinto: Massime tensioni indotte sul piano di posa in dan/cm - SLU (comb. 1) I valori delle massime tensioni indotte sul piano d appoggio del plinto sono compatibili con quanto considerato al precedente capitolo 8. 23

25 15 Conclusioni La ditta aggiudicataria dell appalto per lavori di ADEGUAMENTO DELL IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA DEL CENTRO SPORTIVO COMUNALE, oltre a garantire la qualità prestazionale prevista dal Capitolato Speciale D appalto, dovrà sottoporre alla validazione del sottoscritto direttore dei lavori la tipologia della torre-faro da installare in opera, con particolare riferimento alle caratteristiche strutturali della stessa. L elemento metallico, in sintesi, dovrà essere in grado di sostenere almento le seguenti sollecitazioni alla base: M max > 230 knm T max > 25 kn Il plinto in cls avrà dimensioni pari a 2,8x2,8xH=1,5m, con sommità del getto coincidente con il piano di campagna. Rovigo, li 31 Agosto 2015 Il Tecnico Ing. Alessandro Frigato 24