PROGETTO ESECUTIVO. Relazione calcoli statici e strutturali

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1 PROGETTO ESECUTIVO A-03 Relazione calcoli statici e strutturali Elaborato A-03.doc Ottobre Emissione Ing. Mori Nicola Ing. Cosimo Convertino Ing. Remo Chiarini Ing. Guillermo Sannuto

2 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Indice 1. Generalità e obiettivi dell intervento Descrizione tecnica delle opere in progetto Tubazioni adottate Tracciati Verifica statica della condotta distributrice (DN200) e della condotta premente (DN150) in ghisa sferoidale Schema di calcolo Risultati della verifica statica La stima della pressione di collaudo p c L attraversamento della Ferrovia Centrale Umbra al km Dimensionamento del tubo di protezione DN Dimensionamento del tubo di protezione DN Verifica dello spessore delle condotte interne Verifica delle opere provvisionali I blocchi di ancoraggio Dimensionamento e verifica dei blocchi di ancoraggio I pozzetti in c.a Ipotesi di calcolo dei pozzetti Pozzetto al nodo Pozzetto al nodo APPENDICI ED ALLEGATI APPENDICE A Risultati della verifica allo scorrimento e al ribaltamento dei blocchi di ancoraggio e verifica di resistenza del calcestruzzo. APPENDICE B Verifiche strutturali e geotecniche dei pozzetti in c.a. mediante il programma API della AZTEC Informatica. Relazione calcoli statici e strutturali 2

3 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 1. Generalità e obiettivi dell intervento La presente relazione sui calcoli statici e strutturali costituisce parte integrante del progetto della nuova condotta idrica di distribuzione che, a partire dalla cameretta di manovra e derivazione posta in prossimità del Serbatoio di S. Casciano su via dei Molini, alimenterà l abitato di Santa Fiora e la limitrofa zona industriale nel comune di Sansepolcro (Ar). Come descritto nella relazione tecnica illustrativa (elaborato A-01) il progetto, redatto su incarico della società Nuove Acque S.p.a., gestore unico del Servizio Idrico Integrato per i Comuni dell A.T.O. n 4, oltr e alla riorganizzazione della parte iniziale delle condotte di distribuzione che, dal serbatoio di S. Casciano alimentano attualmente la zona di Riello S. Lazzaro, l ospedale, il centro di Sansepolcro e via Fossombroni, prevede, in un ottica di ammodernamento della rete e di ottimizzazione degli interventi sulla stessa, la contestuale dismissione di un tratto residuo in cemento amianto dell attuale condotta premente che a partire dal Campo Pozzi Buitoni alimenta il Serbatotio di San Casciano, posto poco a valle del Serbatoio di Baiocchino. In sostituzione di detta premente è infatti prevista la realizzazione di una nuova condotta che, con diverso tracciato dall esistente, procederà per buona parte in affiancamento alla predetta nuova distributrice. Relazione calcoli statici e strutturali 3

4 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 2. Descrizione tecnica delle opere in progetto 2.1 Tubazioni adottate Le condotte di progetto e le relative giunzioni e pezzi speciali saranno realizzate in ghisa sferoidale in conformità alla norma UNI EN 545. In particolare verranno utilizzati tubi di classe 40 del diametro nominale pari a 200 mm (per la condotta di distribuzione) e 150 mm (per la condotta premente), aventi giunti a bicchiere antisfilamento (solo nei tratti del tracciato con forte pendenza), rivestimento interno in malta cementizia d altoforno applicata per centrifugazione e rivestimento esterno in lega di zinco-alluminio ricoperto da vernice epossidica azzurra. Tutte le apparecchiature (saracinesche, sfiati, valvole automatiche riduttrici di pressione, raccoglitori di impurità ad Y, giunti di smontaggio, ecc.) e i pezzi speciali dotati di estremità flangiate invece, saranno classe PN Tracciati La figura seguente rappresenta in forma schematica il tracciato planimetrico delle due condotte di progetto. Si rimanda comunque alle specifiche tavole grafiche (elaborati C-02, C-03, C-04, C-05 e C-06) per una visione di dettaglio. Relazione calcoli statici e strutturali 4

5 Comune di Sansepolcro Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale NUOVE ACQUE S.p.A. Figura 2-1 Planimetria del tracciato delle due condotte di progetto Relazione calcoli statici e strutturali 5

6 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 3. Verifica statica della condotta distributrice (DN200) e della condotta premente (DN150) in ghisa sferoidale. 3.1 Schema di calcolo Le sezioni di posa delle condotte sono state identificate in conformità alle indicazioni contenute nella già citata norma UNI EN 545, appendice G, Metodo di calcolo per tubazioni interrate, altezze di copertura. I carichi che possono agire su una tubazione si possono distinguere in carichi uniformi e di tipo distorsionale (che determinano flessioni diametrali; agiscono in tal senso i carichi del terreno ed i carichi accidentali come quelli dovuti al passaggio di automezzi). Tali carichi, che tendono ad ovalizzare la tubazione, possono essere ricondotti ad unica forza risultante, equivalente ai carichi realmente agenti, applicata sulla generatrice superiore della condotta interrata. Il criterio di verifica proposto dalla normativa UNI sopracitata si basa sulla stima dell ovalizzazione (in percentuale) indotta dai carichi agenti sulla tubazione mediante la formula seguente: 100 K = 8 S + dove: ( P + P ) e f E' t - K: è il coefficiente di appoggio; - S: è la rigidezza diametrale del tubo (prospetto C.1 norma UNI EN 545) che dipende dalla classe di spessore e dal diametro nominale del tubo. Ipotizzando l impiego di tubi classe 40 si ha S DN150 =250 kn/m 2 (per DN 150 mm) e S DN200 =130 kn/m 2 (per DN 200); - f: è il coefficiente di pressione laterale (f=0.061); - E : è il modulo di reazione del terreno [kn/m 2 ]; - P t : è la pressione dovuta al carico del traffico [kn/m 2 ]; - P e : è la pressione dovuta al carico dei terreni [kn/m 2 ] con P e =γh, dove γ è il peso specifico del terreno e H è la profondità di rinterro. L ovalizzazione calcolata con tale formula non dovrebbe risultare maggiore della deformazione diametrale ammissibile δ riportata nel prospetto C.1 della norma UNI EN 545 che, per tubi di classe 40 aventi diametro nominale DN 200, è pari a δ C40,DN200 =2.25% mentre, per tubi della stessa classe ma con diametro nominale DN 150, risulta essere δ C40,DN150 =1.85%. Relazione calcoli statici e strutturali 6

7 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Nell espressione dell ovalizzazione, la pressione indotta dal carico dovuto al traffico P t, distribuita uniformemente sulla parte superiore del tubo, è stata calcolata con la formula seguente, valida per altezze di ricoprimento H 0.30 m: P t 4 β 2 ( DN ) [ kn ] = 40 m H dove: - DN: è il diametro nominale della condotta [mm]; - H: è l altezza del ricoprimento [m]; - β: è il coefficiente per il carico dovuto al traffico che può assumere valori diversi in funzione della zona di traffico su cui si esegue la posa della condotta.; In particolare, le zone di traffico sono tre e si distinguono in: - zone di traffico con strade principali, β = 1,50. Questo è il caso generale di tutte le strade, ad eccezione delle strade di accesso; - zone di accesso, β = 0,75. Strada dove vige il divieto di transito agli autocarri; - zone di traffico con strade rurali, β = 0,50. Tutti gli altri casi. È buona norma tenere presente che, come suggerisce la normativa europea, tutte le tubazioni dovrebbero essere progettate con un coefficiente di traffico β 0,50, anche nel caso in cui non si ritiene che esse vengano sottoposte al carico indotto dal traffico; le condotte posate nelle banchine e nelle scarpate stradali inoltre, dovrebbero essere progettate per sostenere tutto il carico generato dal traffico previsto nelle strade adiacenti. Per la stima del coefficiente di appoggio K e del modulo di reazione del terreno E è stato fatto riferimento a quanto riportato nel capitolo 6 della norma ISO che suggerisce valori diversi di K in funzione del tipo di trincea (così come riportato nello Tabella 3-1) e valori di E in funzione del tipo di trincea e del tipo di terreno utilizzato per il rinfianco della condotta (vedi Tabella 3-2). Relazione calcoli statici e strutturali 7

8 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Tabella 3-1 Modulo di Reazione del Terreno E' [Mpa] (Tab.1 - Norma ISO 10803) Tipo di trincea Grado di compattazione rinfusa leggera bassa media alta Densità prova Proctor a >75% >80% >85% >90% Angolo di posa 2α K (2α) Tipo di terreno Modulo di reazione del terreno E [Mpa] (Appendice D - Norma ISO 10803) Terreno gruppo A Terreno gruppo B Terreno gruppo C Terreno gruppo D Terreno gruppo E b b b b b Terreno gruppo F b b b b b a) Dipende dal tipo di terreno e dal suo contenuto di acqua, se il rinterro dello scavo avviene senza compattare il terreno si può assumere una densità della prova Proctor compresa fra 70% e 80%. b) Si assume un valore di E =0 a meno che non si ha la certezza di avere un valore maggiore. Tabella 3-2 Classificazione del terreno di rinfianco (Appendice D - Norma ISO 10803) CLASSIFICAZIONE DEL TERRENO DI RINFIANCO (APPENDICE D - NORMA ISO 10803) Gruppo terreno Gruppo A Gruppo B Gruppo C Gruppo D Descrizione Pietrisco (6 40mm). Include anche il materiale di riempimento interstiziale che può essere formato da residui di roccia e ghiaia frantumata. Terreno granulare grossolano contenente una piccola parte di terreno a grana fine. Nessuna particella più grande di 40 mm. Terreno granulare grossolano contenente terreno granulare fine di medio-bassa plasticità, con più del 25% di particelle grossolane e limite liquido minore del 50%. Terreno granulare fine avente plasticità medio-bassa, con meno del 25% di particelle grossolane e limite liquido minore del 25%. Gruppo E Terreno a grana fine avente plasticità medio-alta e limite liquido maggiore del 50%. Gruppo F Terreno organico. 3.2 Risultati della verifica statica La sezione tipo di posa è formata da uno scavo a sezione obbligata di larghezza variabile tra m (in funzione della profondità di scavo), nei tratti dove è prevista una sola condotta, e di larghezza variabile tra m quando sono previste le due condotte affiancate, con un altezza di ricoprimento non minore di 1.10 m sulla generatrice superiore (vedi Figura 3-1). Tale altezza oltre a garantire un adeguato isolamento termico permette, nel caso di posa su terreni agricoli, la normale aratura senza rischi di impatto e danneggiamento delle tubazioni. Relazione calcoli statici e strutturali 8

9 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Come si evince dalla Figura 3-1 e dagli elaborati di progetto (vedi tavola C-07), nei casi in cui lo scavo a sezione obbligata abbia una profondità maggiore di 1.50 m e debba essere realizzato su sede stradale (sia asfaltata che in macadam cilindrato) dovranno essere impiegate idonee armature modulari, tipo Blindoscavi, che garantiscano la sicurezza delle lavorazioni durante l esecuzione di scavi a parete verticale. Viceversa quando la posa delle condotte ricade su terreno agricolo, se lo scavo ha una profondità maggiore di 1.50 m si potrà procedere allo svasamento della parte superiore dello scavo realizzando pareti aventi paramenti con inclinazione 1 su 1. Figura 3-1 Sezioni tipo di posa. Per quanto riguarda le modalità di rinterro, indipendentemente dal tipo di posa, si prevedono: - un letto di posa in sabbia compattata, di spessore di 10 cm; - un rinfianco laterale con sabbia compattata, proseguito come ricoprimento fino ad un altezza di 10 cm sopra la generatrice superiore della tubazione. La restante parte di ricoprimento è invece funzione della tipologia di posa in relazione all uso del suolo soprastante. In particolare, se la posa avviene su sede stradale asfaltata il rinterro è costituito, in senso verticale dal basso verso l alto, da stabilizzato di cava, misto cementato e dal ripristino degli strati superficiali della pavimentazione (formati da binder e usura), viceversa, se la posa avviene su strada bianca in macadam cilindrato, il riempimento dello scavo non prevede l impiego di Relazione calcoli statici e strutturali 9

10 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale misto cementato ma solo di stabilizzato di cava e gli strati superficiali della pavimentazione sono costituiti da uno strato di pietrischetto calcareo 40/70 (spessore 25 cm) e da uno strato di pietrischetto calcareo 10/30 (spessore 5 cm). Se la posa delle condotte non è su sede stradale, ma ricade invece su terreni agricoli, il rinterro dello scavo è realizzato con i materiali di risulta dagli scavi. A tal proposito inoltre è bene precisare che, nel caso in cui la posa sia su sede stradale asfaltata, il progetto prevede la scarifica e il ripristino dello strato di usura su una larghezza pari a metà carreggiata, tranne che nel tratto posto in corrispondenza di via dei Banchetti compreso fra la località Il Violino e la zona industriale, lungo circa 400 m, dove la larghezza della strada è talmente ridotta da imporre un ripristino sull intera carreggiata. Prevedendo pertanto l impiego di condotte in ghisa sferoidale Classe 40 (secondo UNI EN 545) ed assumendo l ipotesi maggiormente conservativa con la condizione di posa più sfavorevole, vale a dire su strada principale (coefficiente di carico indotto dal traffico β=1,5), trascurando in via cautelativa gli effetti favorevoli del costipamento del materiale di riempimento (che influenzano il coefficiente di appoggio K), ipotizzando l impiego di un terreno di rinfianco avente peso specifico medio γ=20 kn/m 3 ed assimilabile al gruppo E (che, secondo quanto riportato nella Tabella 3-1, ha un modulo di reazione del terreno pari a E =0 kn/m 2 ) nonché una profondità di scavo variabile tra un minimo di 1.40 m e un massimo di 3.00 m (che corrisponde ad un altezza del ricoprimento rispettivamente di 1.10 e 2.70 m), si ha un ovalizzazione del tubo inferiore a quella ammissibile. In particolare, per profondità di scavo pari ad H=1.40 m si ha: 100 K 2 2 ( P + P ) 100 0,108 ( 22,00 KN m + 52,91 KN m ) e t DN150 = = = S K f E' KN m + 0,061 0 KN m 2 2 ( P + P ) 100 0,108 ( 22,00 KN m + 52,36 KN m ) e t DN 200 = = = dove: 8 S + f E' KN m + 0,061 0 KN m < δ < δ C 40, DN150 C 40, DN K: è il coefficiente di appoggio; - S: è rigidezza diametrale del tubo [kn/m 2 ] (prospetto C.1 norma UNI EN 545); - f: è il coefficiente di pressione laterale (f=0.061); - E : è il modulo di reazione del terreno [kn/m 2 ]; - P t : è la pressione dovuta al carico del traffico [kn/m 2 ]; Relazione calcoli statici e strutturali 10

11 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale - P e : è la pressione dovuta al carico dei terreni [kn/m 2 ] con P e =γh, dove γ è il peso specifico del terreno e H è la profondità di rinterro; - δ C40,DN150 : è l ovalizzazione ammissibile per tubi in ghisa sferoidale classe 40 con diametro nominale pari a 150 mm, come indicato nel prospetto C.1 della norma UNI EN 545 (δ C40/DN150 =1.85%); - δ C40,DN200 : è l ovalizzazione ammissibile per tubi in ghisa sferoidale classe 40 con diametro nominale pari a 200 mm, come indicato nel prospetto C.1 della norma UNI EN 545 (δ C40/DN200 =2.25%). Mentre per profondità di scavo pari ad H=2.70 m si ha: 100 K 2 2 ( P + P ) 100 0,108 ( 54,00 KN m + 21,56 KN m ) e t DN150 = = = S + f E' KN m + 0,061 0 KN m 2 2 ( P + P ) 100 0,108 ( 54,00 KN m + 21,33 KN m ) 100 K 8 S + f E' KN m + 0,061 0 KN m Con lo stesso significato dei simboli sopra riportato. e t DN 200 = = = < δ < δ C 40, DN150 C 40, DN 200 Relazione calcoli statici e strutturali 11

12 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 4. La stima della pressione di collaudo p c. Poiché sia la scelta dello spessore delle condotte che il dimensionamento dei blocchi di ancoraggio (vedi capitolo 6), dipendono dalla pressione massima che si può verificare nelle più gravose condizioni di funzionamento idraulico del sistema, comprese le eventuali sovrappressioni p, moltiplicato per 1.5, è stato necessario individuare il valore della pressione di collaudo delle due condotte in progetto poiché questa è la pressione massima cui saranno sottoposte Si considera inoltre che il sovraccarico da colpo d ariete può essere valutato forfetariamente, in base a quanto indicato nel D.M , come: kg p = 2.5 cm 2 25 m c.a pertanto le pressioni di esercizio sono date da p E p = max + p dove: - p E : sono le pressioni di esercizio; - p max : sono i valori massimi di pressione, che possono verificarsi in asse alle tubazioni, per il più gravoso funzionamento idraulico del sistema; - p : sono le eventuali sovrappressioni determinate da imprevedibili condizioni di esercizio, comprese quelle conseguenti a fenomeni transitori e da manovre di regolazione del sistema. È necessario sottolineare inoltre che, in seguito alle verifiche idrauliche eseguite, i valori più elevati di p E si ottengono in condizioni di moto permanente e non in condizioni idrostatiche (ad acqua ferma) in quanto, nel secondo caso, nel calcolo delle pressioni di esercizio è lecito trascurare le sovrappressioni p generate da fenomeni transitori. Dall analisi dei risultati delle simulazioni in moto permanente della condotta distributrice in ghisa sferoidale DN200, riportate nella relazione idraulica (vedi elaborato A-02), si ricava che la massima pressione di esercizio p E(DN200) (individuata in corrispondenza del nodo 15) è pari a: p E DN = ( 200) = pmax + p = 68.50m m m c. a. dove: Relazione calcoli statici e strutturali 12

13 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale - p E(DN200) : sono le pressioni di esercizio all interno della condotta distributrice DN 200; - p max : sono i valori massimi di pressione, che possono verificarsi in asse alle tubazioni, nel caso di portata media Q m ; - p : sono le eventuali sovrappressioni determinate da imprevedibili condizioni di esercizio, comprese quelle conseguenti a fenomeni transitori e da manovre di regolazione del sistema. Pertanto, per la nuova condotta distributrice DN 200, la pressione di collaudo p c(dn200) è: pc( DN 200) = 1.5 pe( DN 200) = m c. a bar Nel caso della condotta premente DN 150 invece, considerando che la portata convogliata dalla condotta rimarrà invariata rispetto allo stato attuale e sarà pari a l/s (vedi relazione idraulica, elaborato A-02) e tenendo conto del dislivello esistente tra il Campo pozzi Buitoni (punto di partenza della condotta premente, posto a quota 303 m s.l.m.) e il serbatoio di S. Casciano (avente quota pari a circa 385 m s.l.m.), nonché delle perdite distribuite lungo tale tratto di condotta, stimabili in circa m, si ottiene un valore di m c.a.. La massima pressione di esercizio p E(DN150) vale pertanto: p E DN = ( 150) = pmax + p = 105.5m m m c. a. e la pressione di collaudo p c(dn150) per la condotta premente è: pc( DN150) = 1.5 pe( DN150) = m c. a bar È necessario specificare che tali pressioni di esercizio e di collaudo, rientrano ampiamente nei limiti di funzionamento dei tubi con classe di spessore classe 40, individuati dalla normativa UNI EN 545. Nelle seguenti tabelle (vedi Tabella 4-1 e Tabella 4-2) si riportano i valori massimi di PFA 1, PMA 2 e PEA 3 definiti nella 1 PFA: Pressione di funzionamento ammissibile. È la massima pressione idrostatica che un componente può sopportare con sicurezza in servizio continuo. 2 PMA: Pressione di funzionamento massima ammissibile. È la massima pressione interna occasionale, sovrappressione inclusa, che un componente può sopportare in esercizio. 3 PEA: Pressione di prova ammissibile. È la massima pressione idrostatica che un componente appena installato può sopportare per un periodo di tempo relativamente breve allo scopo di misurare l integrità e la tenuta della tubazione Relazione calcoli statici e strutturali 13

14 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale normativa europea sopracitata sia per i tubi ed i raccordi con giunti a bicchiere (con classe di spessore classe 40), sia per i tubi ed i raccordi a flangia PN16. Tabella 4-1 Valori massimi di PFA, PMA e PEA per tubi e raccordi con giunti a bicchiere di spessore classe 40 (Prospetto A.1, UNI EN 545) Tubi e raccordi con giunti a bicchiere Classe 40 DN PFA PMA PEA (mm) (bar) (bar) (bar) Tabella 4-2 Valori massimi di PFA, PMA e PEA per tubi e raccordi a flangia PN16 (Prospetto A.1, UNI EN 545) Tubi e raccordi a flangia PN16 DN PFA PMA PEA (mm) (bar) (bar) (bar) da 100 a da 200 a Relazione calcoli statici e strutturali 14

15 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 5. L attraversamento della Ferrovia Centrale Umbra al km L attraversamento ferroviario, comune ad entrambe le condotte, è stato progettato in base alle prescrizioni contenute nel D.M. 2445/1971 Norme tecniche per gli attraversamenti e per i parallelismi di condotte e canali convoglianti liquidi e gas con ferrovie ed altre linee di trasporto. e successivo aggiornamento con D.M. 10/08/2004. La normativa prevede una serie di prescrizioni relative al posizionamento altimetrico e planimetrico del manufatto di attraversamento ed impone inoltre l'allontanamento e lo smaltimento dei volumi d acqua derivanti da eventuali rotture della condotta (vedi relazione idraulica, elaborato A-02), la realizzazione di appositi pozzetti di ispezione e la collocazione di organi di sezionamento, opportunamente protetti, in grado di intercettare il flusso in caso di necessità. Si rimanda per la visione di dettaglio allo specifico elaborato grafico C-10. Tale normativa impone tra l altro che la [...] condotta attraversante deve essere contenuta entro un tubo di maggior diametro (tubo di protezione) [...] e deve avere una pendenza uniforme non inferiore al due per mille in direzione dello spurgo [...]. Per questo motivo saranno messi in opera, mediante la tecnica spingitubo, due tubi di protezione in acciaio aventi diametro DN 400 (per la protezione della nuova condotta distributrice DN 200) e DN 350 (per la protezione della nuova condotta premente DN 150). 5.1 Dimensionamento del tubo di protezione DN400. Per il calcolo del tubo di protezione DN400 si considerano le seguenti sollecitazioni esterne: - Peso della tubazione; - Carico ripartito superiore corrispondente al peso del terreno sovrastante la tubazione e ai carichi transitanti sulla sede ferroviaria; - Carico ripartito laterale corrispondente alla parte rettangolare del diagramma di spinta (pressione dovuta al terreno + pressione dovuta al sovraccarico accidentale); - Carico triangolare laterale, corrispondente alla parte triangolare del diagramma di spinta (pressione dovuta al terreno); Relazione calcoli statici e strutturali 15

16 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale - Reazione radiale costante in un settore corrispondente ad un angolo al centro di 60 in funzione del carico Q, pari alla somma di tutti i carichi verticali agenti sulla tubazione. Le sollecitazioni massime cui sarà sottoposto il tubo di protezione dovranno essere inferiori o uguali a quelle previste come ammissibili dalla vigente normativa. Si sceglie di utilizzare un tubo di acciaio classificato secondo la norma UNI EN 10224: come: EN L x Il calcolo di tali sollecitazioni viene eseguito facendo ricorso alle relazioni riportate di seguito. - D e : è il diametro esterno del tubo di protezione; - D i : è il diametro interno del tubo di protezione; - s: è lo spessore del tubo di protezione; - r: è il raggio medio del tubo di protezione; - γ a : è il peso specifico dell'acciaio assunto pari a 7850 kg/m 3 ; - P: è il peso proprio del tubo di protezione; - p: è il carico ripartito superiore, funzione di γ t e H; - γ t : è il peso specifico del terreno; - H: è la distanza tra l'estradosso del tubo di protezione ed il piano inferiore delle traverse; - q: è il carico ripartito laterale costante, funzione di γ t, H e ϕ; - ϕ: è l angolo di attrito del terreno; - z: è il carico triangolare laterale, funzione di r e s; - Q: è la reazione radiale costante; - P c : è il peso proprio della condotta interna; - P a : è il peso dell'acqua contenuta nella condotta interna. dove il peso di volume del terreno γ t e l angolo d attrito ϕ sono stati assunti in seguito alle caratterizzazione geologica dei terreni in situ: γ t =2000 kg/m 3 ; ϕ = 25.6 ; H = 2.00 m; D e =406.4 mm; D i = mm; s = 7.1 mm; P=69.9 kg/m; P c = 27.6 kg/m; P a = 36.8 kg/m. In funzione di tali valori vengono determinati i carichi agenti sulla tubazione. 4 Tale norma sostituisce la precedente norma UNI Il tubo scelto corrisponde, secondo la vecchia designazione, ad un tubo in acciaio Fe 430 con diametro esterno D e =406.4 mm e spessore s=7.1 mm. Relazione calcoli statici e strutturali 16

17 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Il carico ripartito superiore risulta come somma del carico permanente p p e del carico accidentale 6 p a. Sarà dunque p = p p + p a ossia: kg p = γ t H + = H m col significato dei simboli già indicati in precedenza. La pressione laterale uniformemente ripartita risulta quindi: q = k 0 p = 3065, dove: m kg2 Jaky: k 0 è il coefficiente di spinta a riposo, funzione di φ, valutato con l espressione di 2 1 sinφ k 0 = 1 + sinφ = 0.51[ ] sinφ La pressione laterale variabile sarà: z = k D γ 0 e t = m kg 2 La reazione totale Q sarà data dalla somma di tutti i carichi verticali agenti sulla tubazione: Q = p De + P + Pc + Pa = kg m Valutati così i carichi agenti sulla condotta, si possono ottenere le sollecitazioni unitarie nelle sezioni radiali del tubo guaina utilizzando le formule fornite dalla normativa stessa e riportate nella Figura Come definito al punto 4.4.2, lettera b), del D.M. 2445/1971 successivamente aggiornato con D.M. 10/08/2004. Relazione calcoli statici e strutturali 17

18 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Figura 5-1 Calcolo delle sollecitazioni unitarie nel tubo di protezione Si è così ottenuto: Tabella 5-1 Valori delle sollecitazioni unitarie nel tubo di protezione DN400 Schema Sollecitazione Valore M 2.9 (Kgm/m) Sezione verticale superiore N (Kg/m) M (Kgm/m) Sezione orizzontale mediana N (Kg/m) M 53.5 (Kgm/m) Sezione verticale inferiore N (Kg/m) Relazione calcoli statici e strutturali 18

19 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale A tali sollecitazioni unitarie corrispondono le tensioni massime riportate in Tabella 5-2, calcolate per una sezione circolare presso-inflessa, utilizzando la nota relazione: σ max = N A ± M W N 6M = ± 2 1 s s Tabella 5-2 Valori di tensione nelle sezioni radiali del tubo di protezione DN400 Sezione σ max (Kg/cm 2 ) Sezione superiore 42.6 Sezione mediana Sezione inferiore Tali valori sono ampiamente inferiori a quelli ritenuti ammissibili dalla citata norma sugli attraversamenti, cioè la metà del carico di snervamento minimo del materiale (f y ) : σ f y adm = = 2550 kg = cm Dimensionamento del tubo di protezione DN350 Per il calcolo del tubo di protezione DN350 si considera che le sollecitazioni agenti siano le medesime del caso precedente avendo premura, anche per questo diametro, che le azioni massime a cui sarà sottoposto il tubo di protezione siano inferiori o uguali a quelle previste come ammissibili dalla vigente normativa. Si sceglie di utilizzare un tubo in acciaio classificato secondo la UNI EN come: EN L x 6.3 Il calcolo di tali sollecitazioni viene eseguito facendo ricorso alle relazioni riportate di seguito. Sia: γ t =2000 kg/m 3 ; ϕ = 25.6 ; H = 2.05 m; D e =355.6 mm; D i = mm; s = 6.3 mm; P=54.3 kg/m; P c = 19.4 kg/m; P a = 21.4 kg/m. Analogamente al caso precedente il carico ripartito superiore risulta come somma del carico permanente p p e del carico accidentale p a, pertanto: kg p = γ t H + = H m Relazione calcoli statici e strutturali 19

20 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale col significato dei simboli già indicati in precedenza. La pressione laterale uniformemente ripartita risulta quindi: q = k 0 p = 3101, dove: m kg2 Jaky: k 0 è il coefficiente di spinta a riposo, funzione di φ, valutato con l espressione di 2 1 sinφ k 0 = 1 + sinφ = 0.51[ ] sinφ La pressione laterale variabile sarà: z = k D γ 0 e t = m kg 2 La reazione totale Q sarà data dalla somma di tutti i carichi verticali agenti sulla tubazione: Q = p De + P + Pc + Pa = kg m Valutati così i carichi agenti sulla condotta, si possono ottenere le sollecitazioni unitarie nelle sezioni radiali del tubo guaina utilizzando le formule fornite dalla normativa stessa e riportate nella Figura 5-1 Si è così ottenuto: Tabella 5-3 Valori delle sollecitazioni unitarie nel tubo di protezione DN350 Schema Sollecitazione Valore Sezione verticale superiore Sezione orizzontale mediana Sezione verticale inferiore M N M N M N 2.6 (Kgm/m) (Kg/m) (Kgm/m) (Kg/m) 41.8 (Kgm/m) (Kg/m) A tali sollecitazioni unitarie corrispondono le tensioni massime riportate in Tabella 5-4, calcolate per una sezione circolare presso-inflessa, utilizzando la nota relazione: σ max = N A ± M W N 6M = ± 2 1 s s Relazione calcoli statici e strutturali 20

21 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Tabella 5-4 Valori di tensione nelle sezioni radiali del tubo di protezione DN350 Sezione σ max (Kg/cm 2 ) Sezione superiore 47.6 Sezione mediana Sezione inferiore Tali valori sono inferiori a quelli ritenuti ammissibili dalla citata norma sugli attraversamenti, cioè la metà del carico di snervamento minimo del materiale (f y ) : σ f y adm = = 2550 kg = cm Verifica dello spessore delle condotte interne Dopo aver stabilito le dimensioni dei tubi di protezione occorre confrontare lo spessore delle condotte interne in Ghisa Sferoidale DN 200 (5.4 mm) e DN 150 (5.0 mm), con quello minimo previsto dalla citata norma relativa agli attraversamenti Verifica condotta DN200: Il carico idraulico in corrispondenza del nodo posto in prossimità dell attraversamento ferroviario (nodo 21), valutata nel caso di portata media Q m, è pari a m c.a. La massima pressione di esercizio vale quindi: p E = = 64.1m c. a. e la pressione di riferimento per il collaudo è pertanto: p = 1.5 p = m c. a. 9. c E 6 bar Tale valore di p c è notevolmente inferiore rispetto ai valori massimi della PEA 7 (pressione di prova ammissibile) dei tubi commerciali che, secondo la normativa UNI EN 545, per tubi classe 40 con diametro nominale di 200 mm, è pari a 65 bar. 7 PEA: Pressione di prova ammissibile. È la massima pressione idrostatica che un componente appena installato può sopportare per un periodo di tempo relativamente breve allo scopo di misurare l integrità e la tenuta della tubazione. Relazione calcoli statici e strutturali 21

22 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Verifica condotta DN150: In questo caso la pressione in corrispondenza dell attraversamento ferroviario (nodo 21) è stata stimata considerando che tale condotta dovrà convogliare una portata di 17.3 l/s (come già anticipato nel capitolo 2 e spiegato nella relazione idraulica, vedi elaborato A-02) e quindi, tenendo conto del dislivello esistente tra il Campo pozzi Buitoni (punto di partenza della condotta premente, 303m s.l.m.) e l attraversamento ferroviario (nodo 21, 322.5m s.l.m.) e delle perdite distribuite lungo tale tratto di condotta, si ottiene un valore di circa 75 m c.a. La massima pressione di esercizio vale quindi: p E = = 100 m c. a. La pressione di riferimento per il collaudo è quindi pari a: p = 1.5 p = m c. a. 15. c E 0 bar Tale valore è notevolmente inferiore rispetto ai valori massimi della PEA (pressione di prova ammissibile) dei tubi commerciali che, secondo la normativa UNI EN 545, per tubi classe 40 con diametro nominale di 150 mm, è pari a 79 bar. 5.4 Verifica delle opere provvisionali L attraversamento della Ferrovia Centrale Umbra verrà realizzato in sotterraneo, senza interruzione del traffico ferroviario, inserendo i tubi di adduzione entro appositi tubi-camicia preventivamente posti in opera con la tecnica dello spingitubo. Per l infissione dei tubi-camicia e per la posa in opera dei tubi di adduzione dell acquedotto sarà in particolare necessario realizzare una camera di spinta, entro la quale verranno posizionate le attrezzature di perforazione e verranno realizzate la parete di contrasto in c.a. ed il piano di appoggio delle attrezzature medesime. Detta camera di spinta consisterà in un vano avente pianta rettangolare di dimensioni interne pari a 9.50 x 5.50 m ed altezza pari a 2.80 m. Il fatto che lo scavo suddetto ricada sulla viabilità esistente ed in prossimità di un muro di recinzione di un resede privato, ha richiesto l adozione di accorgimenti atti a limitarne l estensione, in maniera tale da salvaguardare tale recinzione ed al contempo di ridurre il più possibile le interferenze con il traffico veicolare, consentendo l accesso alle proprietà private limitrofe. Relazione calcoli statici e strutturali 22

23 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale A tale scopo si è prevista la preventiva realizzazione di idonee opere provvisionali costituite da berlinesi di micropali affiancati, delimitanti l area entro le quali gli scavi dovranno essere realizzati. Dette berlinesi la cui ubicazione e le cui modalità realizzative sono riportate nei disegni di progetto, saranno costituite da micropali affiancati di diametro esterno pari a 150 mm, posti ad interasse di 250 mm ed aventi lunghezza pari a 6.00 m. L armatura di ciascun micropalo sarà costituita da un profilo tubolare in acciaio Fe 510, di diametro esterno pari ad 88.9 mm e spessore 8.8 mm Modalità ed ipotesi di calcolo Le caratteristiche della paratia a cui si riferiscono le verifiche di stabilità sono quelle riportate in precedenza. In particolare la berlinese è costituita da micropali affiancati di diametro esterno 150 mm, posti ad interasse 250 mm ed aventi lunghezza 6.00 m. L armatura di ciascun micropalo è costituita da un profilo tubolare in acciaio Fe 510, di diametro esterno pari ad 88.9 mm e spessore 8.8 mm. Le verifiche riportate nella presente relazione si riferiscono alla configurazione geometrica corrispondente alla massima profondità dello scavo, pari a 2.80 m rispetto al piano di campagna figura 5-4. Figura 5-4: sezione tipo di verifica della berlinese Dal dimensionamento preliminare del manufatto, è risultata una profondità di infissione di circa 2.90 m, per cui, considerando il fatto che le armature dei micropali vengono generalmente fornite in elementi di lunghezza pari a multipli di 3.0 m, si è considerata, in via cautelativa, una profondità di infissione pari a 3.2 m, a cui corrisponde una lunghezza totale dei micropali pari a 6.0 m. Per i carichi di esercizio si fa riferimento alle situazioni che potranno verificarsi durante le fasi realizzative della camera di spinta e della corrispondente camera di manovra. In particolare, si considerano le seguenti combinazioni di carico: Relazione calcoli statici e strutturali 23

24 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale CC 1) spinta delle terre sul manufatto, senza alcun sovraccarico; CC 2) spinta delle terre sul manufatto + presenza del traffico veicolare sulla strada adiacente alla paratia; tale mezzo viene schematizzato come un carico verticale uniformemente distribuito q = 1500 kg/mq, posto ad una distanza di 1.0 m rispetto al ciglio dello scavo; CC 3) spinta delle terre sul manufatto + carico equivalente al traffico veicolare sulla strada adiacente alla paratia (q = 1500 kg/mq) + azione statica equivalente ad un sisma (S = 9, c = 0.07). Premesso che per la caratterizzazione dei terreni si rimanda alla Relazione Geotecnica, si riassume la stratigrafia adottata per le verifiche della paratia: z = m rispetto al p.c.: terreno di riporto di scadenti caratteristiche meccaniche costituito da laterizi e frammenti di arenaria in matrice limososabbiosa; i parametri geotecnici caratteristici di detto litotipo sono: γ = 1990 kg/mc; γ SAT = 2090 kg/mc; ϕ = 24.2 ; δ = ; c = 0.06 kg/cmq; k W = 0.50 kg/cmc; z = m rispetto al p.c.: limi, limi sabbiosi e sabbie limose sabbiosi, con poca ghiaia e frammenti arenacei, mediamente compatto; i parametri geotecnici caratteristici di detto litotipo sono: γ = 1920 kg/mc; γ SAT = 2020 kg/mc; ϕ = 25.6 ; δ = ; c = 0.08 kg/cmq; k W = 2.40 kg/cmc; z = m rispetto al p.c.: ghiaie e ciottoli arenacei in matrice-sabbioso limosa e limoso-sabbiosa; i parametri geotecnici caratteristici sono: γ = 1890 kg/mc; γ SAT = 1990 kg/mc; ϕ = 36 ; δ = 24 ; c = 0.05 kg/cmq; k W = 5.0 kg/cmc Risultati delle verifiche Dai risultati delle elaborazioni effettuate con il programma di calcolo automatico PAC 9.0 della Aztec Informatica, riportati nell Allegato B della Relazione Geotecnica, si desume che le verifiche geotecniche di stabilità della paratia risultano soddisfatte. Si osserva inoltre che: - le massime tensioni indotte sulle membrature della paratia risultano inferiori rispetto ai valori ammissibili per il materiale impiegato per la realizzazione dei micropali, acciaio Fe 510 (σ ID = 2167 kg/cmq < 2400 kg/cmq = σ AMM ); Relazione calcoli statici e strutturali 24

25 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale - i massimi spostamenti orizzontali della paratia, valutati nella sua sezione di testa, sono pari a: u = cm nella combinazione CC1, u = cm nella combinazione CC2, u = cm nella combinazione CC3. Tali valori sono ammissibili in relazione alla natura provvisionale del manufatto. Relazione calcoli statici e strutturali 25

26 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 6. I blocchi di ancoraggio Per assorbire le azioni che l acqua trasmette alle condotte in pressione in corrispondenza di punti singolari, il progetto prevede la realizzazione di blocchi di ancoraggio monolitici in cls che, nelle deviazioni planimetriche, riescano a contrastare la spinta indotta dalla pressione idrostatica e dalla quantità di moto, causa della tendenza allo sfilamento dei tubi dagli elementi di raccordo. Come si evince dagli elaborati di progetto (vedi tavola C-07) i blocchi di ancoraggio, che saranno realizzati con getto monolitico di cls Rck 300, avranno dimensioni variabili in funzione dell angolatura del raccordo e del diametro della condotta. La geometria del blocco (vedi Figura 6-3), a cui si è giunti mediante dimensionamento basato sui rapporti geometrici usualmente impiegati per i blocchi di ancoraggio, è riportata dettagliatamente nei disegni di progetto. 6.1 Dimensionamento e verifica dei blocchi di ancoraggio. In seguito alla stima della pressione di collaudo delle due condotte è stato possibile dimensionare i blocchi di ancoraggio per la condotta da realizzare in corrispondenza di deviazioni planimetriche. A tal proposito è stata stimata la risultante delle pressioni R P sulla generica sezione ortogonale all asse con l espressione: R P = p π dove: 2 D 4 - R P : è la risultante delle pressioni sulla generica sezione ortogonale all asse [kg]; - p: è la pressione all interno della condotta [kg/cm 2 ]; - D : è il diametro della condotta [cm]. Isolando idealmente il tronco fluido delimitato dalle sezioni 1 e 2 (vedi Figura 6-1) subito a monte e a valle della curva, detto α l angolo di deviazione della curva, la spinta S=-R, esercitata dal liquido sulla superficie della curva, è diretta radialmente verso l esterno secondo la bisettrice dell angolo α e il suo modulo è pari a: S = INST R P dove: α 2sin 2 Relazione calcoli statici e strutturali 26

27 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale - S INST : è la spinta diretta radialmente verso l esterno della curva [kg]; - R P : è la risultante delle pressioni sulla generica sezione ortogonale all asse [kg]; - α: è l angolo di deviazione della curva [ ] ; Figura 6-1 Spinta agente su una curva con deviazione planimetrica (Acquedotti, V. Milano; Hoepli editore, 1996) Tale spinta è diretta perpendicolarmente alla parete esterna dello scavo e può essere contrastata in parte mediante la forza di attrito che nasce alla base di appoggio del blocco di ancoraggio sul terreno e in parte a mezzo della spinta passiva della parete a contato con il blocco. La spinta S inoltre, genera anche un momento ribaltante rispetto allo spigolo del blocco di ancoraggio dato da M RIB dove: = S INST h 2 - M RIB : è il momento ribaltante indotto dalla spinta S rispetto allo spigolo del blocco di ancoraggio [kgm]; - S INST : è la spinta diretta radialmente verso l esterno della curva [kg]; - h: è l altezza del blocco di ancoraggio [m]; Le verifiche che devono essere soddisfatte sono pertanto le seguenti: - verifica allo scorrimento del blocco; - verifica al ribaltamento del blocco; - verifica di resistenza del calcestruzzo del blocco agli sforzi massimi cui è sottoposto. Relazione calcoli statici e strutturali 27

28 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Si riportano i risultati in appendice A Verifica allo scorrimento La verifica allo scorrimento è stata ritenuta verificata quando il fattore di sicurezza allo scorrimento FS S 1.3. A tal proposito FS S è definito come: S FS S = S S dove: STAB INST - FS S : è il fattore di sicurezza allo scorrimento del blocco di ancoraggio [-]; - S INST : è la spinta che tende ad in stabilizzare il blocco di ancoraggio, diretta radialmente verso l esterno della curva [kg]; - S STAB : è la spinta risultante dalla somma della spinta passiva del terreno sulla parete verticale esterna dello scavo S P e dell attrito A RB tra il calcestruzzo e il terreno alla base del blocco, che tende a stabilizzare [kg]; con riferimento alla Figura 6-2, la spinta passiva del terreno S P è data da P = σ P, MED L ( H r) nella quale σ P,MED è la pressione media trasmessa dal terreno sulla parete del blocco e calcolata come σ P, MED dove: σ = P, MAX γ T k = P + σ 2 P, MIN ( H + r) 2 = ( γ k H + 2 c k ) + ( γ k r + 2 c k ) T + 4 c P k P = σ P, MED - σ P,MAX : è la pressione massima trasmessa dal terreno sulla parete del blocco calcolata in corrispondenza della base inferiore del blocco stesso [kg/m 2 ]; - σ P,MIN : è la pressione massima trasmessa dal terreno sulla parete del blocco calcolata in corrispondenza della base superiore del blocco stesso [kg/m 2 ]; - γ T : è il peso di volume del terreno; - k P : è il coefficiente di spinta passiva; - c: è la coesione del terreno; P 2 T P P = Relazione calcoli statici e strutturali 28

29 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale A A Figura 6-2 Blocco di ancoraggio in corrispondenza di una curva con deviazione planimetrica. La risultante delle forze di attrito A RB tra il calcestruzzo e il terreno alla base del blocco invece, è calcolata con la seguente espressione: i ( T, F ) + 0,6 c ( L Lmin ) 2 A = P tan δ + RB dove: BL h - P BL : è il peso del blocco di ancoraggio [kg]; - δ T,F : è l angolo di attrito tra il terreno e la fondazione cautelativamente ipotizzato pari δ T,F =φ T -2, dove φ T è l angolo di attrito del terreno [ ]; - c: è la coesione del terreno; - 0,6: è il coefficiente di adesione variabile tra 0,5 0,7 c; Verifica al ribaltamento La verifica al ribaltamento è stata ritenuta verificata quando il fattore di sicurezza al ribaltamento FS R 1.5. A tal proposito FS R è definito come: M FS R = M dove: STAB RIB - FS R : è il fattore di sicurezza al ribaltamento del blocco di ancoraggio [-]; - M RIB : è il momento che tende ribaltare il blocco di ancoraggio, calcolato rispetto allo spigolo inferiore del blocco [kgm]; - M STAB : è il momento stabilizzante avente verso opposto a M RIB [kgm]; Relazione calcoli statici e strutturali 29

30 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Verifica di resistenza del calcestruzzo La sezione da verificare è quella di contatto tra il blocco di ancoraggio e la tubazione, avente area pari a L INT D. Pertanto, sia σ ADM la tensione ammissibile del calcestruzzo, deve risultare = S INST σ C σ ADM LINT D dove: - S INST : è la spinta che tende ad in stabilizzare il blocco di ancoraggio, diretta radialmente verso l esterno della curva [kg]; - L INT : è il lato intermedio del blocco di ancoraggio definito secondo la Figura 6-2[m]; - D: è il diametro della condotta [m]; Dimensioni dei blocchi di ancoraggio e risultati della verifiche effettuate Come si evince dagli elaborati di progetto (vedi tavola C-07) sono stati previsti blocchi di ancoraggio con dimensioni diverse in funzione del diametro nominale della condotta e dell angolo di deviazione planimetrica che, per ovvie ragioni legate alla commercializzazione dei raccordi, può assumere solo quattro valori. In particolare si hanno quattro tipi diversi di curva: - tipo b1: curva a 90 (1/4); - tipo b2: curva a 45 (1/8); - tipo b3: curva a (1/16); - tipo b4: curva a (1/32). Nella seguente Tabella 6-1 si riportano le dimensioni dei blocchi di ancoraggio in riferimento alla Figura 6-3. Tabella 6-1 Dimensioni dei blocchi di ancoraggio per variazioni planimetriche di direzione. Curva (1/32) Curva (1/16) Curva 45 (1/8) Curva 90 (1/4) DN 150 DN 200 DN 150 DN 200 DN 150 DN 200 DN 150 DN 200 L [m] L min [m] hi [m] hs [m] Si [m] Ss [m] H [m] Relazione calcoli statici e strutturali 30

31 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale Figura 6-3 Blocchi di ancoraggio per variazioni planimetriche di direzione. Relazione calcoli statici e strutturali 31

32 Comune di Sansepolcro NUOVE ACQUE S.p.A. Realizzazione della condotta idrica di distribuzione per la zona di Santa Fiora e per l area industriale 7. I pozzetti in c.a. I pozzetti oggetto della presente relazione sono quelli ricadenti in corrispondenza delle principali infrastrutture stradali e per tale motivo saranno soggetti alle azioni indotte dai relativi sovraccarichi. Per tener conto di dette azioni, in analogia a quanto previsto dal D.M Aggiornamento delle norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo dei ponti stradali, nelle verifiche di stabilità vengono utilizzati i sovraccarichi previsti per i ponti stradali di 1 A categoria. Le verifiche strutturali si riferiscono alle condizioni geometriche e di carico maggiormente onerose per le relative membrature e pertanto, ai fini del calcolo, a parità di spessori delle membrature e di armature, tra i vari pozzetti vengono presi in esame quelli soggetti alle massime caratteristiche di sollecitazione. In particolare, vengono rispettivamente analizzati il manufatto previsto al nodo n 15 ( pozzetto per valvola riduttrice di pressione con idrante antincendio) ed il manufatto previsto al nodo n 11 ( pozzetto per apparecchiature di scarico, sezionamento e sfiato). Il pozzetto al nodo n 15 si caratterizza per le su e dimensioni in pianta, sensibilmente maggiori rispetto a quelle degli altri manufatti, in relazione alle quali la sua soletta superiore potrebbe contenere tutte le n 6 impronte di carico del mezzo convenzionale adottato per le verifiche. Tale circostanza determina su questa membratura sollecitazioni sensibilmente maggiori rispetto a quelle previste sulle solette degli altri pozzetti e per tale motivo questo manufatto viene verificato a parte. Il pozzetto al nodo n 11 viene invece preso in esa me in quanto rappresentativo di tutti gli altri manufatti, rispetto ai quali, pur avendo dimensioni in pianta molto simili e comunque non minori, risulta in assoluto il più profondo. Pertanto, a parità di spessore delle membrature e di armatura delle stesse, l esito positivo delle verifiche strutturali di tale manufatto, comporterà la verifica dei restanti manufatti. 7.1 Ipotesi di calcolo dei pozzetti L analisi strutturale si riferisce alle singole membrature dei pozzetti, le quali vengono analizzate attraverso il programma di calcolo automatico agli elementi finiti API della Aztec Informatica. Il singolo manufatto viene idealmente scomposto nelle sue pareti, nella sua soletta superiore e nella sua soletta di fondazione, le quali vengono considerate adeguatamente vincolate lungo i bordi e soggette ai carichi Relazione calcoli statici e strutturali 32