A-03 Relazione calcoli statici e strutturali. Elaborato A-03.doc Settembre Emissione Ing. Cosimo Convertino Ing. Nicola Mori Ing.

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1 A-03 Relazione calcoli statici e strutturali Elaborato A-03.doc Settembre Emissione Ing. Cosimo Convertino Ing. Nicola Mori Ing. Remo Chiarini

2 Indice 1 Introduzione Normativa di riferimento... 4 Pozzetti di ispezione in c.a. posti in prossimità dell impianto di depurazione Ipotesi di calcolo Pozzetto n Pozzetto n Stazione di sollevamento al letto batterico e ai letti di rizofiltrazione Ipotesi di calcolo Soletta di copertura Soletta di fondazione Pareti laterali Vasca di rizofiltrazione Ipotesi di calcolo Verifiche della sezione parallela al lato corto Verifiche della sezione parallela al lato lungo Problemi legati alla sottospinta Percolatore (Letto Batterico) e Palazzina Servizi Ipotesi di calcolo Azioni sulle costruzioni Software utilizzati tipo di elaboratore Note sulla verifica delle strutture Verifica delle strutture secondarie palazzina servizi Verifica delle strutture secondarie letto batterico Muri di recinzione Ipotesi di calcolo Risultati ottenuti Manufatti in c.a. a servizio del collettore fognario Ipotesi di calcolo Pozzetto scaricatore di piena C Stazione di sollevamento Stima della pressione di collaudo p c Verifica statica delle condotte in ghisa sferoidale Schema di calcolo Risultati della verifica statica nei tratti in cui è prevista la posa in opera di un unica condotta nella stessa trincea Risultati della verifica statica nei tratti in cui è prevista la posa in opera di due condotte parallele nella stessa trincea Verifica statica delle condotte in PVC Schema di calcolo Carico dovuto al rinterro Q R Carico dovuto alla presenza di sovraccarichi mobili Q S D.M. 05/ Verifica statica nei tratti in cui è prevista la posa in opera di un unica condotta nella stessa trincea Verifica statica nei tratti in cui è prevista la posa in opera di due condotte parallele Relazione calcoli statici e strutturali Pagina

3 11 Giunti antisfilamento Blocchi di ancoraggio Dimensionamento e verifica dei blocchi di ancoraggio Risultati delle verifiche dei blocchi di ancoraggio ALLEGATI (ELABORATO A-04) ALLEGATO A ALLEGATO B ALLEGATO C ALLEGATO D ALLEGATO E ALLEGATO F Verifiche strutturali dei pozzetti in c.a. collocati in prossimità dell impianto di depurazione e della stazione di sollevamento al letto batterico e ai letti di rizofiltrazione, mediante il programma API++ 10 della AZTEC Informatica. Verifiche strutturali della vasca di rizofiltrazione, mediante il programma SCAT 9.1 della AZTEC Informatica. Verifiche strutturali della palazzina servizi mediante il software CDSWin versione Rel. 008/b. Verifiche strutturali del percolatore mediante il software CDSWin versione Rel. 008/b. Verifiche strutturali dei muri di sostegno tipo A e B, mediante il programma MAX 9.0 della AZTEC Informatica. Verifiche strutturali dei manufatti in c.a. al servizio del collettore fognario, pozzetto C e stazione di sollevamento, mediante il programma API++ 10 della AZTEC Informatica. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 3

4 1 INTRODUZIONE La presente relazione dei calcoli statici e strutturali è parte integrante del progetto del nuovo depuratore di Ponte Buriano e dei relativi collettori fognari, 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 della Toscana (Alto Va ldarno). Il nuovo impianto di depurazione tratterà da subito le acque reflue urbane provenienti dai collettori misti e neri dei nuclei abitati di Ponte Buriano e C. Fischio nel comune di Arezzo, ma è dimensionato per ricevere e trattare in futuro gli ulteriori contributi che verranno addotti anche dalle frazioni di Cincelli e di Meliciano, per un totale di circa 600 a.e. La presente relazione di calcolo si riferisce a tutte le opere in cemento armato che saranno realizzate nell ambito del nuovo impianto di depurazione e del collettore fognario. In particolare sono riportati i dimensionamenti dei pozzetti di ispezione in c.a., ai manufatti in c.a. costituenti le stazioni di sollevamento, alle vasche di rizofiltrazione, ai muri di sostegno, al filtro percolatore (letto batterico) ed alla palazzina servizi. 1.1 Normativa di riferimento Le verifiche che seguono sono state eseguite con il metodo delle tensioni ammissibili nel rispetto del seguente quadro normativo vigente: - Legge 5 Novembre 1971 n. 1086: Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica; - D.M. Min. LL.PP. 9 Gennaio 1996: Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche; - Legge Febbraio 1974, n. 64: Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche; - D. M. Min. L.L. P.P. 16 Gennaio 1996: Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche; - D.M. Min. LL.PP. 16 Gennaio 1996: Norme tecniche relative ai "Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi" ; - Circolare Min. LL.PP. 4 Luglio 1996, n. 156 AA.GG./STC: Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicu- Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 4

5 rezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi" di cui al D.M. 16 Gennaio Ricadendo il territorio comunale di Arezzo in zona sismica di seconda categoria (S=9), nel calcolo delle sollecitazioni sono state tenute in conto le azioni equivalenti al sisma. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 5

6 POZZETTI DI ISPEZIONE IN C.A. POSTI IN PROSSIMITÀ DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE I pozzetti in oggetto sono collocati in prossimità dell area in cui verrà realizzato l impianto di fitodepurazione (vedi Tavole T-03, T-04, T-07 e T-08). Le relative verifiche strutturali si riferiscono alle condizioni geometriche e di carico più gravose per le membrature e pertanto, ai fini del calcolo, a parità di spessori delle membrature e delle armature, tra i vari pozzetti vengono presi in esame quelli soggetti alle massime sollecitazioni. In particolare, vengono analizzati il pozzetto identificato col numero 9.4 (pozzetto di confluenza e scarico dai letti di rizofiltrazione) e quello identificato col numero 10 (pozzetto di prelievo). Il pozzetto al nodo n 9.4 si caratterizza per le s ue dimensioni in pianta, maggiori rispetto a quelle degli altri manufatti, in relazione alle quali la sua soletta superiore potrebbe contenere n impronte di carico del mezz o convenzionale da 60 t adottato per le verifiche. Tale circostanza determina su questa membratura sollecitazioni maggiori rispetto a quelle previste sulle solette degli altri pozzetti e per tale motivo questo manufatto viene verificato a parte e ritenuto rappresentativo anche del pozzetto n 6. Il pozzetto n 10 viene invece preso in esame in qu anto rappresentativo di tutti gli altri manufatti (pozzetti n 9.1, 9., 9.3, 14), ri spetto ai quali, pur avendo dimensioni in pianta molto simili, risulta più profondo. A parità di spessore delle membrature e di armatura delle stesse, l esito positivo delle verifiche strutturali di tale manufatto, comporterà pertanto la verifica dei restanti manufatti. Tutti i pozzetti previsti in progetto verranno realizzati con calcestruzzo Rck 300 (σ c,amm = 97.5 kg/cm, τ CO = 6.0 kg/cm ) armato con barre di acciaio Feb 44 k (σ A,amm = 600 kg/cm ) ed il copriferro minimo sarà pari a 3.0 cm..1 Ipotesi di calcolo Ai fini della verifica strutturale dei pozzetti c.a., si è proceduto scomponendo idealmente ogni singolo manufatto nelle sue pareti (parete corta P.C. e parete lunga P.L. ), nella sua soletta superiore ( S.S. ) e nella sua soletta di fondazione ( S.F. ), le quali vengono schematizzate come lastre adeguatamente vincolate lungo i bordi, soggette ai carichi effettivamente agenti sulle stesse, quali pesi propri e Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 6

7 permanenti, spinte geostatiche e sismiche, sia in presenza che in assenza di falda, effetto dei sovraccarichi agenti sulla soletta e sul terreno adiacente..1.1 Pareti laterali e soletta superiore Per quanto riguarda la verifica delle pareti laterali e della soletta superiore, queste sono analizzate attraverso il programma di calcolo automatico agli elementi finiti API++ 10 della Aztec Informatica. Per il calcolo delle spinte in condizioni statiche si fa riferimento ai parametri geotecnici ricavati dalle indagini geognostiche appositamente eseguite in situ, i quali sono riassunti nella Relazione Geotecnica allegata al progetto (Elaborato A-07). In particolare, in corrispondenza dei pozzetti in esame si assumono: γ = 1.9 t/m 3 ; γ sat =.0 t/m 3 ; c = 0 t/m 3 ; ϕ = 8. Con riferimento alle condizioni idrogeologiche del sito, nelle ipotesi di calcolo più gravose si considera una profondità della falda pari ad 1.00 m rispetto al p.c. In relazione alla simmetria dei manufatti e quindi all impossibilità di mobilitare la spinta attiva, le azioni spingenti delle terre in condizioni statiche sono valutate utilizzando il coefficiente di spinta a riposo, k 0 = 1 sen ϕ, anziché il coefficiente di spinta attiva k a, con k a < k 0. La spinta in presenza di sisma orizzontale è invece valutata, in analogia a quanto previsto per le opere di sostegno delle terre dal D.M , considerando sia l incremento di spinta sulla parete, sia l inerzia sismica della parete medesima. Poiché il territorio comunale di Arezzo ricade tra le zone sismiche di II A categoria (S = 9), si adotta il coefficiente di intensità sismica C = (S-)/100 = Ai fini del calcolo delle spinte orizzontali che il terreno trasmette ai manufatti, i sovraccarichi stradali agenti sul terreno ad essi adiacente sono schematizzati con un carico verticale uniforme q = 1.0 t/m. Per il calcolo delle solette superiori si considera invece la presenza, sulle stesse, delle impronte di carico di 30 x 30 cm, corrispondenti al mezzo convenzionale M.C. da 60 t a 3 assi previsto per i ponti stradali di 1 A categoria, tenendo anche conto dell incremento dei carichi dovuto all effetto dinamico (Φ = 1.4). Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 7

8 .1. Soletta di fondazione Le verifiche delle solette di fondazione sono state eseguite manualmente mediante un calcolo di tipo semplificato. In particolare, una volta individuate le sollecitazioni totali P tot che la soletta di fondazione trasmette al terreno sottostante nelle condizioni di carico più gravose, si è ipotizzato che il terreno sia in grado di esplicare, a contatto con la soletta, una reazione uniformemente distribuita su tutta la Ptot superficie inferiore della soletta di area A, diretta dal basso verso l alto: p tot =. A Fissato un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, si è quindi proceduto facendo uso del metodo semplificato di Grashov e determinando le sollecitazioni flettenti nella soletta in relazione ai vincoli presenti lungo i quattro lati della medesima. In particolare, i carichi uniformi corrispondenti alle strisce di soletta orientate secondo le direzioni parallele ai lati X ed Y sono rispettivamente: p x l = ptot ; p y = p tot p x ; k l + l 4 y 4 y 4 x dove: - l x ed l y rappresentano le due dimensioni della soletta nelle direzioni X ed Y definite in precedenza; - k rappresenta il coefficiente per piastre comunque vincolate (Grashov): nel caso in cui si abbia un vincolo ad incastro lungo tutti e quattro i lati della soletta, risulta k = 1.. Pozzetto n 9.4 Il manufatto avrà forma parallelepipeda di altezza.88 m e dimensioni in pianta.0 x 1.55 m, con spessori di tutte le membrature pari a 0 cm tranne che in corrispondenza della parete adiacente alla vasca, la quale assume lo stesso spessore della medesima (5 cm). Il manufatto sarà realizzato in maniera tale che la sua superficie superiore risulti alla stessa quota del piano campagna...1 Soletta di copertura La soletta di copertura verrà gettata direttamente in opera e le relative armature saranno ammorsate alle pareti laterali, in maniera tale da realizzare lungo il bordo un Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 8

9 vincolo di incastro. Avendo definito un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, la stessa viene schematizzata come una piastra di dimensioni.0 x 1.55 x 0.0 m, incastrata sulle quattro pareti del pozzetto. La soletta è soggetta alle seguenti azioni: - P.P. : peso proprio della membratura, valutato in automatico dal programma; - M.C. : azioni del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, agente in corrispondenza di 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Alla singola impronta corrisponde pertanto un carico totale Q = 60/6 x Φ = 10 x 1.4 = 14 t, il quale sarà ripartito sull area 30 x 30 cm; per la singola impronta viene quindi considerato un carico verticale ripartito uniforme pari a q = 14/(0.30 x 0.30) = t/m. In relazione alla posizione in pianta delle impronte del mezzo convenzionale, si sono dunque considerate le seguenti condizioni di carico (Figura -1): M.C. POS1: mezzo convenzionale in posizione 1; M.C. POS: mezzo convenzionale in posizione ; M.C. POS3: mezzo convenzionale in posizione 3; M.C. POS4: mezzo convenzionale in posizione 4; M.C. POS5: mezzo convenzionale in posizione 5. Figura -1: Posizione del mezzo convenzionale corrispondente alle diverse condizioni di carico. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme su tutta la superficie della soletta e pari a q = 0.4 t/m. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 9

10 Dette condizioni elementari vengono tra loro combinate in maniera tale da dar luogo alle combinazioni più gravose per la soletta ed in particolare si pone: CC1 P.P. + FOLLA COMPATTA; CC P.P. + MC POS1; CC3 P.P. + MC POS; CC4 P.P. + MC POS3; CC5 P.P. + MC POS4; CC6 P.P. + MC POS5. Con lo stesso sistema di riferimento (X, Y) definito sopra, la soletta viene armata nel modo seguente: - direzione X: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m. Dai risultati dell elaborazione (vedi Allegato A - Elaborato A-04), si desume che le tensioni indotte sul calcestruzzo e sull acciaio sono inferiori rispetto ai valori ammissibili per gli stessi materiali e che pertanto le verifiche risultano soddisfatte... Soletta di fondazione In relazione alle modalità costruttive ed all effettivo vincolo presente lungo il suo bordo, la soletta di fondazione viene schematizzata come una piastra rettangolare di.0 x 1.55 x 0.0 m incastrata lungo i quattro lati. Le azioni a cui la soletta di fondazione è soggetta sono le seguenti: - P.P. : peso proprio della membratura. Poiché γ cls =.5 t/m 3, risulta: P.P.= γ cls x.0 x 1.55 x 0.0 = t. - S.S. : peso della soletta superiore: S.S = γ cls x.0 x 1.55 x 0.0 = t; - P.L. : peso delle pareti laterali. Poiché H P.L. =.48 m, tale carico assume il valore seguente: P.L. = γ cls x (.0 x x 1.10) x.48 = t. - M.C. : azione del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, con 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Alla singola impronta corrisponde pertanto un carico totale Q = 60/6 x Φ = 10 x 1.4 = 14 t, il quale sarà ripartito sull area 30 x 30 cm. Poiché il massimo numero di impronte che ricade al di sopra Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 10

11 della soletta di copertura è pari a (vedi Figura -1), il carico più gravoso che il mezzo convenzionale trasmette alla soletta di fondazione ammonta a: M.C. = x 14 = 8 t. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme q = 0.4 t/m, agente su tutta la superficie della soletta superiore: q x.0 x 1.55 = t. Poiché F.C. risulta nettamente inferiore ad M.C. ed è da escludersi che le due azioni agiscano simultaneamente, essa non è stata presa in considerazione nelle verifiche della soletta. - S w : sottospinta dovuta alla presenza di falda. Poiché tale azione agisce dal basso verso l alto, risultando discorde a tutte le forze sopra elencate, la sua presenza non è stata tenuta in considerazione nelle verifiche effettuate in questo paragrafo. Nella combinazione di carico più gravosa, il carico totale agente sulla soletta di fondazione è dunque dato da: P tot = P.P. + S.S. + P.L. + M.C. = 40.3 t; p P x1.55 tot tot = = = 11.8 t / m. A I relativi carichi p x e p y sono quindi: l p = 4 4 y 1.55 x = p tot = t / m ; k ly + lx 1x p = y = p tot p x = t / m. Per la striscia unitaria utilizzata per le verifiche si hanno i seguenti momenti flettenti: M M M M p xlx = = 1 x = p xlx = = 4 + x = p yly = = 1 y = p yly = = 4 + y = 0.94 t m/m; t m/m; 1.90 t m/m; t m/m. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 11

12 Avendo definito un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, la stessa viene armata nel modo seguente: - direzione X: sia superiormente che inferiormente 5 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 5 barre 1/m. Con riferimento alla massima sollecitazione flettente indotta nella membratura (corrispondente al momento negativo agente nelle sezioni di estremità della striscia diretta secondo y), nell acciaio risultano: σ C = 50.3 kg/cm ; σ A = 180 kg/cm ; σ A = 37 kg/cm ; dove: M y = 1.90 t/m, le tensioni indotte nel calcestruzzo e - σ C = rappresenta lo sforzo di compressione indotto nel calcestruzzo; - σ A = rappresenta lo sforzo di tensione indotto nell acciaio; - σ A = rappresenta lo sforzo di compressione indotto nell acciaio. Avendo ipotizzato di impiegare calcestruzzo Rck 300 (σ c,amm =97.5 kg/cm ) armato con barre di acciaio Feb 44k (σ A,amm = 600 kg/cm ), le tensioni indotte nei materiali dai carichi agenti in soletta sono pertanto inferiori rispetto a quelle ammissibili e le verifiche risultano soddisfatte. Per ciò che concerne le verifiche a taglio, considerando che, nella combinazione di carico più gravosa, la risultante delle azioni trasmesse in fondazione è pari a P tot = 40.3 t e che il perimetro L della soletta attraverso il quale tale azione viene trasmessa è pari a L=(x.00+x1.35)=6.7m, si ottiene che l azione tagliante unitaria è data da T = P tot /L = 40.3/6.7 = 6.0 t/m. Pertanto la tensione tangenziale massima può essere espressa tramite la formula: T 6.0 τmax = = = 39.3 t/m = 3.9 kg/cm. 0.9 B h Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 1

13 Avendo ipotizzato di impiegare calcestruzzo Rck 300 (τ CO =6.0 kg/cm ), poiché risulta τ max < τ C0, secondo quanto previsto dalla normativa non è necessario predisporre le armature a taglio...3 Pareti laterali Le pareti del pozzetto hanno dimensioni (H x L x s) pari a.88x.0x0.0 m e.88x.0x0.5 m (parete lato lungo P.L. ), e pari a.88x1.55x0.0 m (parete lato corto P.C. ). Ai fini delle verifiche si prendono a riferimento le pareti meno resistenti, ovvero caratterizzate da dimensioni maggiori e minor spessore: P.L. di dimensioni.88x.0x0.0 m e.88x1.55x0.0 m (P.C.), incastrate in corrispondenza della soletta di fondazione (bordo inferiore), delle pareti ad esse ortogonali (bordi laterali) e della soletta di copertura (bordo superiore). Dette membrature sono soggette alle spinte delle terre, sia in condizioni statiche che sismiche, con o senza falda, al peso proprio ed alle azioni trasmesse dalla soletta superiore. Per il calcolo delle spinte, considerando le indagini geognostiche eseguite in prossimità del pozzetto, si utilizzano i seguenti parametri geotecnici di progetto: γ = 1.9 t/m 3 ; γ sat =.0 t/m 3 ; c= 0 t/m 3 ; ϕ = 8, k 0 = 1-senϕ = Le azioni a cui le pareti sono soggette sono le seguenti: - P.P. : peso proprio della membratura, valutato in automatico dal programma; - S.S. : peso della porzione di soletta superiore non valutata in automatico dal programma, pari a γ cls x1.80x1.10x0.0=0.990 t. Supponendo che il peso della soletta superiore si trasmetta alle pareti sottostanti ripartendosi uniformemente attraverso l area A=(1.55x.0)-(1.10x1.80)=1.43 m, si ottiene che 0.990/1.43=0.69 t/m vengono trasmesse attraverso tutta la superficie superiore delle pareti. Considerato che lo spessore di entrambe le pareti prese in esame è pari a 0 cm, il peso della soletta superiore che si trasferisce alle pareti può essere schematizzato come una linea di carico agente in corrispondenza del bordo superiore, di entità pari a: S.S. = 0.69x0.0 = t/m. - M.C. : azione del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, agente in corrispondenza di 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Come nel caso della so- Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 13

14 letta di fondazione il valore massimo del carico che il mezzo convenzionale trasmette alle pareti laterali ammonta a 8 t, ipotizzato uniformemente ripartito sull area A = 1.43 m. Considerato che lo spessore di entrambe le pareti è pari a 0 cm, il peso del mezzo convenzionale che si trasferisce alle pareti può essere schematizzato come una linea di carico agente in corrispondenza del bordo superiore, di entità pari a: M.C. = (8/1.43) x 0.0 = t/m. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme q = 0.4 t/m, agente su tutta la superficie della soletta superiore: q x.0 x 1.55 = t. Poiché, come nel caso della soletta di fondazione, F.C. si trasmette attraverso la stessa area A attraverso cui si trasmette anche M.C., risultando però a questa nettamente inferiore (1.364 t <<< t) e quindi meno gravosa, F.C. non è stata presa in considerazione nelle verifiche della parete. - S 0 : Spinta laterale del terreno in condizioni statiche. Nel caso in cui la falda si trovi al di sotto del piano di posa della fondazione, a tale spinta corrisponde un diagramma di forma triangolare, con minimo nullo in corrispondenza del piano campagna (z=0.0 m, bordo superiore della parete) e massimo a z =.88 m (bordo inferiore della parete): σ V0 (z=0.0) = k 0 γ z = x 1.9 x 0. 0 = 0.0 t/m ; σ V0 (z=.88) = k 0 γ z = x 1.9 x.88 =.906 t/m. Nel caso in cui invece la falda sia presente ad una quota che, nelle condizioni più gravose, può essere assunta pari ad 1.0 m al di sotto del piano campagna, i valori delle tensioni litostatiche risultano le seguenti: σ V0 (z=0.0) = k 0 γ z = x 1.9 x 0. 0 = 0.0 t/m ; σ V0 (z=1.00) = k 0 γ z = x 1.9 x 1.00 = t/m ; σ V0 (z=.88) = k 0 [γx1.0 +( γ sat - γ w ) 1.88] = ( ) =.007 t/m. Tra le profondità z=1.00 m e z=.88 m il diagramma di spinta del terreno risulta dunque ridotto. Al fine di tener conto della presenza di falda si è pertanto introdotto nelle analisi un diagramma di spinta negativo e di forma tri- Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 14

15 angolare, con minimo nullo a z=1.00 m e massimo a z=.88 m pari a: σ V0corr (z=.88) = = t/m. - S W : Spinta dovuta alla presenza di acqua a tergo delle pareti, nell eventualità che la falda sia collocata ad 1.0 m al di sotto della superficie del p.c.. Definita con z w l ascissa verticale con origine fissata in corrispondenza della superficie freatica, a tale spinta corrisponde un diagramma di forma triangolare, variabile tra: σ w (z=1.0) = γ w z w = 1.0 x 0.0 = 0.0 t/m ; σ w (z=.88) = γ w z w = 1.0 x 1.88 = t/m. - q : Spinta dovuta ai sovraccarichi stradali. Avendo assunto per i sovraccarichi stradali un valore di 1.0 t/m, tale spinta si trasmette alle pareti laterali del pozzetto tramite un diagramma di forma rettangolare (distribuzione uniforme), di entità pari a: q = k = t/m. - S AE : Incremento di spinta dovuto al sisma. Al fine di determinare come tale forza si trasmette alle pareti laterali del pozzetto, è necessario determinare i valori dei coefficienti di spinta attiva definiti da Rankine e da Mononobe- Okabe la cui espressioni sono le seguenti: 1 senϕ k A ( Rankine) = 1 + senϕ k AE ( M O) = cosψ cos cos ( φ' ψ β ) sen( φ + δ ) sen( φ ψ i) β cos( δ + β + ψ ) 1 + cos( ) cos( ) δ + β + ψ i β 0.5 dove: φ = 8, angolo di attrito del terreno; ψ = arctan [(S-)/100] = 4.004, con S, grado di sis micità, pari a 9; δ = /3 φ = 18.7, angolo di attrito terreno-pareti; β = 0, angolo di inclinazione della parete rispetto alla verticale; i = 0, angolo di inclinazione del terreno rispetto all orizzontale. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 15

16 Risulta pertanto: k = e k = Si assume che la spinta S AE A AE abbia una distribuzione di tipo triangolare, con massimo in corrispondenza del piano campagna, e minimo nullo alla profondità z =.88 m. Per semplicità di trattazione, e comunque a favore di sicurezza, si riporta il valore che si ottiene per S AE nel caso in cui la falda sia assente: σ HA (z=0.0) = k A γ z = 0 t/m ; σ HA (z=.88) = k A γ z = k A γ.88; σ HAE (z=0.0) = k AE γ z= 0 t/m ; σ HAE (z=.88) = k AE γ z = k A γ.88. Le spinte corrispondenti risultano pertanto: S A = ½ k A γ.88 ; S AE = ½ k AE γ.88 ; S AE = S AE - S A = ½ (k AE - k A ) γ x.88. Dato che S AE può anche essere scritto come: S AE = ½ σ H SAE(z=0).88, risulta: σ H SAE (z=0 -bordo superiore-) = (k AE - k A ) γ.88 = t/m ; σ H SAE (z=.88 -bordo inferiore-) = 0 t/m ; - S IN.S. : Spinta dovuta all inerzia sismica della parete, pari al 7% del peso della parete stessa. A tale spinta corrisponde un diagramma di forma rettangolare (distribuzione uniforme), di entità pari a: q IN.S = 0.07 x γ cls x s = 0.07 x.5 x 0. = t/m. Tali azioni elementari sono state tra loro combinate in modo tale da dar luogo alle combinazioni più gravose per le pareti ed in particolare si pone: CC1 P.P. + S.S. + S 0 + S w + q; CC P.P. + S.S. + S 0 + S w + q + M.C.; CC3 P.P. + SS + S 0 + S w + q + S AE + S IN.S.; Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 16

17 Avendo definito per ciascuna parete un sistema di riferimento con direzione X corrispondente all orizzontale e direzione Y corrispondente alla verticale, le due pareti vengono armate nel modo seguente: a) P.C., parete corta (L = 1.55 m, H =.68 m): - direzione X: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m. b) P.L., parete lunga (L =.0 m, H =.68 m): - direzione X: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m. Dai risultati dell elaborazione (vedi Allegato A - Elaborato A04), si desume che le tensioni indotte sul calcestruzzo e sull acciaio sono inferiori rispetto ai valori ammissibili per gli stessi materiali e che pertanto le verifiche risultano soddisfatte...4 Problemi legati alla sottospinta Nel caso in cui all interno del terreno vi sia la presenza di falda ad un profondità inferiore al piano di posa della soletta di fondazione,.88 m, è importante valutare l entità della sottospinta che si genera in corrispondenza della superficie inferiore della soletta di fondazione stessa. Gli elaborati di progetto prevedono che, al di sotto di tale soletta, venga predisposto uno spessore di calcestruzzo magro ( magrone ), di spessore s magr pari a 10 cm, il cui peso specifico può essere posto pari a γ magr =.0 t/m 3. Si definisce con A il lato lungo del pozzetto (A=.0 m) e con B il lato minore (B=1.55 m); con s platea, s P ed s cop gli spessori rispettivamente della soletta di fondazione, delle pareti esterne e della soletta di copertura; con H P l altezza delle pareti compresa tra la soletta di fondazione e quella di copertura (H P =.48 m). Nel caso in cui la falda si rinvenga alla profondità z w di 1.0 m dal piano campagna (1.88 m al di sopra del piano di posa della platea di fondazione) la sottospinta risulta: S w = γ w (AxB) (s cop + H P + s platea + s magr - z w ) = 1.0 x (.0 x 1.55) x 1.98 = 6.8 t. Il peso del pozzetto è invece dato dalla somma di quattro contributi (magrone, soletta di fondazione, soletta di copertura, pareti esterne): Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 17

18 P pozzetto = AxB [γ magr xs magr + γ cls xs platea + γ cls xs cop ]+ γ cls [(AxB)-(A-0.45) x (B-xs P )] H p = 13.0 t. Poiché P pozzetto > S w non sussistono problemi di sottospinta. Tali problematiche non insorgono neppure nel caso in cui la falda sia presente al piano campagna..3 Pozzetto n 10 Il manufatto avrà forma parallelepipeda di altezza 3.60 m e dimensioni in pianta 1.40 x 1.40 m, con spessori di tutte le membrature pari a 0 cm. Il manufatto sarà collocato in sito in modo tale che la sua superficie superiore risulti alla stessa quota dell adiacente piano campagna..3.1 Soletta di copertura La soletta di copertura verrà gettata direttamente in opera e sarà collegata alle pareti laterali in modo tale da realizzare lungo il bordo un vincolo di incastro. Avendo definito un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, la stessa viene schematizzata come una piastra di dimensioni 1.40 x 1.40 x 0.0 m, incastrata sulle pareti del pozzetto in corrispondenza dei n 4 bord i, lungo i quali è impedita la traslazione in direzione verticale e le rotazioni attorno agli assi X ed Y. La soletta è soggetta alle seguenti azioni: - P.P. : peso proprio della membratura, valutato in automatico dal programma; - M.C. : azione del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, agente in corrispondenza di 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Alla singola impronta corrisponde pertanto un carico totale Q = 60/6 x Φ = 10 x 1.4 = 14 t, il quale sarà ripartito sull area 30 x 30 cm; per la singola impronta viene quindi considerato un carico verticale ripartito uniforme pari a q = 14/(0.30 x 0.30) = t/m. A causa delle ridotte dimensioni in pianta del pozzetto n 10, (1.40 x 1.40 m), il numero massimo di impronte del mezzo convenzionale che ricadono al di sopra di questa membratura è pari ad 1. In relazione alla posizione in pianta dell impronta del mezzo convenzionale, si sono dunque considerate le seguenti condizioni di carico (Figura -): Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 18

19 M.C. POS1: mezzo convenzionale in posizione 1; M.C. POS: mezzo convenzionale in posizione ; M.C. POS3: mezzo convenzionale in posizione 3. Figura -: Posizione del mezzo convenzionale corrispondente alle diverse condizioni di carico. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme, agente su tutta la superficie della soletta e pari a q = 0.4 t/m. Dette condizioni elementari vengono tra loro combinate in maniera tale da dar luogo alle combinazioni più gravose per la soletta ed in particolare si pone: CC1 P.P. + FOLLA COMPATTA; CC P.P. + MC POS1; CC3 P.P. + MC POS; CC4 P.P. + MC POS3. Con lo stesso sistema di riferimento (X, Y) definito sopra, la soletta viene armata nel modo seguente: - direzione X: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m. Dai risultati dell elaborazione (vedi Allegato A - Elaborato A-04), si desume che le tensioni indotte sul calcestruzzo e sull acciaio sono inferiori rispetto ai valori ammissibili per gli stessi materiali e che pertanto le verifiche risultano soddisfatte. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 19

20 .3. Soletta di fondazione In relazione alle modalità costruttive ed all effettivo vincolo presente lungo il suo bordo, la soletta di fondazione viene schematizzata come una piastra rettangolare di 1.40 x 1.40 x 0.0 m incastrata lungo i quattro lati. Le azioni che la soletta di fondazione trasmette al terreno sottostante sono le seguenti: - P.P. : peso proprio della membratura. Poiché γ cls =.5 t/m 3, risulta: P.P.= γ cls x 1.40 x 1.40 x 0.0 = t. - S.S. : peso della soletta superiore: S.S = γ cls x 1.40 x 1.40 x 0.0 = t. - P.L. : peso delle pareti laterali. Poiché H P.L. = 3.10 m, tale carico assume il valore seguente: P.L. = γ cls x ( ) x 3.10 = t. - M.C. : azione del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, agente in corrispondenza di 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Alla singola impronta corrisponde pertanto un carico totale Q = 60/6 x Φ = 10 x 1.4 = 14 t, il quale sarà ripartito sull area 30 x 30 cm. Poiché il massimo numero di impronte che ricade al di sopra della soletta di copertura è pari a 1 (vedi Figura -), il carico più gravoso che il mezzo convenzionale trasmette alla soletta di fondazione ammonta a: M.C. = 1x14 = 14 t. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme q = 0.4 t/m, agente su tutta la superficie della soletta superiore: q x 1.40 x 1.40 = t. Poiché F.C. risulta nettamente inferiore ad M.C., ed è da escludersi che le due azioni agiscano simultaneamente, essa non è stata presa in considerazione nelle verifiche della soletta di fondazione. - S w : sottospinta dovuta alla presenza di falda. Poiché tale azione agisce dal basso verso l alto, risultando discorde a tutte le forze sopra elencate, la sua presenza non è stata tenuta in considerazione nelle verifiche effettuate in questo paragrafo. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 0

21 Nella combinazione di carico più gravosa, il carico totale agente sulla soletta di fondazione è dunque dato da: P tot = P.P. + S.S. + P.L. + M.C. = 3.40t; P x1.40 tot p tot = = = t / m. A Poiché l x =l y =1.40 m, i relativi carichi p x e p y sono quindi: l p = 4 4 y 1.40 x = p y = p tot = t / m ; k ly + lx 1x Per la striscia unitaria utilizzata per le verifiche si hanno i seguenti momenti flettenti: p xlx M x = M y = = = t m/m; p xlx M + x = M + y = = = t m/m; Avendo definito un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, la stessa viene armata nel modo seguente: - direzione X: sia superiormente che inferiormente 5 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 5 barre 1/m. Con riferimento alla massima sollecitazione flettente indotta nella membratura (corrispondente al momento negativo agente nelle sezioni di estremità della striscia diretta secondo x o y), M zo e nell acciaio risultano:: σ C = 5.9 kg/cm ; σ A = 110 kg/cm ; σ A = 1 kg/cm ; dove: x = M y =0.975 t/m, le tensioni indotte nel calcestruz- - σ C = rappresenta lo sforzo di compressione indotto nel calcestruzzo; - σ A = rappresenta lo sforzo di tensione indotto nell acciaio; - σ A = rappresenta lo sforzo di compressione indotto nell acciaio. Avendo ipotizzato di impiegare calcestruzzo Rck 300 (σ c,amm =97.5 kg/cm ) armato con barre di acciaio Feb 44k (σ A,amm = 600 kg/cm ), le tensioni indotte nei mate- Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 1

22 riali dai carichi agenti in soletta sono pertanto inferiori rispetto a quelle ammissibili e le verifiche risultano soddisfatte. Per ciò che concerne le verifiche a taglio, considerando che, nella combinazione di carico più gravosa, la risultante delle azioni trasmesse in fondazione è pari a P tot = 3.4 t e che il perimetro L della soletta attraverso il quale tale azione viene trasmessa è pari a L=(4x1.)=4.8 m, si ottiene che l azione tagliante unitaria è data da T = P tot /L = 3.4/4.8 = 4.9 t/m. Pertanto la tensione tangenziale massima può essere espressa tramite la formula: T 4.9 τmax = = = 31.9 t/m = 3.19 kg/cm. 0.9 B h Avendo ipotizzato di impiegare calcestruzzo Rck 300 (τ CO =6.0 kg/cm ), poiché risulta τ max < τ C0, secondo quanto previsto dalla normativa non è necessario predisporre le armature a taglio..3.3 Pareti laterali Tutte le pareti del pozzetto hanno dimensioni (HxLxs) pari a 3.50x1.40x0.0 m. Ai fini delle verifiche le pareti vengono schematizzate come piastre di dimensioni 3.50x1.40x0.0 m, incastrate in corrispondenza della soletta di fondazione (bordo inferiore), delle pareti ad esse ortogonali (bordi laterali) e della soletta di copertura (bordo superiore). Dette membrature sono soggette alle spinte delle terre, sia in condizioni statiche che sismiche, con o senza falda, al peso proprio ed alle azioni trasmesse dalla soletta superiore. Per il calcolo delle spinte, considerando le indagini geognostiche eseguite in prossimità del pozzetto, si utilizzano i seguenti parametri geotecnici di progetto: γ = 1.9 t/m 3 ; γ sat =.0 t/m 3 ; c= 0 t/m 3 ; ϕ = 8, k 0 = 1-senϕ = Le azioni a cui le pareti sono soggette sono le seguenti: - P.P. : peso proprio della membratura, valutato in automatico dal programma; - S.S. : peso della porzione di soletta superiore non valutata in automatico dal programma, pari a γ cls x1.00 x0.0=0.50 t. Supponendo che il peso della soletta superiore si trasmetta alle pareti sottostanti ripartendosi uniformemente attraverso l area A= =0.96 m, si ottiene che 0.50/0.960= Relazione calcoli statici e strutturali Pagina

23 0.51 t/m vengono trasmesse attraverso tutta la superficie superiore delle pareti. Considerato che lo spessore delle pareti è pari a 0 cm, il peso della soletta superiore che si trasferisce alle pareti può essere schematizzato come una linea di carico agente in corrispondenza del bordo superiore, di entità pari a: S.S. = 0.51 x 0.0 = t/m. - M.C. : azione del mezzo convenzionale da 60 t a 3 assi, agente in corrispondenza di 6 impronte di dimensioni 30 x 30 cm. Come nel caso della soletta di fondazione il valore massimo del carico che il mezzo convenzionale trasmette alle pareti laterali ammonta a 14 t, uniformemente ripartito sull area A = 0.96 m. Considerato che lo spessore delle pareti è pari a 0 cm, il peso del mezzo convenzionale che si trasferisce alle pareti può essere schematizzato come una linea di carico agente in corrispondenza del bordo superiore, di entità pari a: M.C. = (14 / 0.96) X 0.0 =.917 t/m. - F.C. : azione corrispondente alla folla compatta, data da un carico verticale ripartito uniforme q = 0.4 t/m, agente su tutta la superficie della soletta superiore: q x 1.40 = t. Poiché, come nel caso della soletta di fondazione, F.C. si trasmette attraverso la stessa area A attraverso cui si trasmette anche M.C., risultando però a questa nettamente inferiore (0.784 t <<< 14.0 t) e quindi meno gravosa, F.C. non è stata presa in considerazione nelle verifiche della soletta di fondazione. - S 0 : Spinta laterale del terreno in condizioni statiche. Nel caso in cui la falda si trovi al di sotto del piano di posa della fondazione, a tale spinta corrisponde un diagramma di forma triangolare, con minimo nullo in corrispondenza del piano campagna (z=0.0 m, bordo superiore della parete) e massimo a z = 3.50 m (bordo inferiore della parete): σ V0 (z=0.0) = k 0 γ z = x 1.9 x 0. 0 = 0.0 t/m ; σ V0 (z=3.50) = k 0 γ z = x 1.9 x 3.50 = t/m. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 3

24 Nel caso in cui invece la falda sia presente ad una quota che, nelle condizioni più gravose, può essere assunta pari ad 1.0 m al di sotto del piano campagna, i valori delle tensioni litostatiche risultano le seguenti: σ V0 (z=0.0) = k 0 γ z = x 1.9 x 0. 0 = 0.0 t/m ; σ V0 (z=1.00) = k 0 γ z = x 1.9 x 1.00 = t/m ; σ V0 (z=3.50) = k 0 [γx1.0 +( γ sat - γ w ).5] = ( )] =.336 t/m. Tra le profondità z=1.00 m e z=3.50 m il diagramma di spinta del terreno risulta dunque ridotto. Al fine di tener conto della presenza di falda si è pertanto introdotto nelle analisi un diagramma di spinta negativo e di forma triangolare, con minimo nullo a z=1.00 m e massimo a z=3.50 m pari a: σ V0corr (z=3.50) = = t/m. - S W : Spinta dovuta alla presenza di acqua a tergo delle pareti, nell eventualità che la falda sia collocata ad 1.0 m al di sotto della superficie del p.c.. Definita con z w l ascissa verticale con origine fissata in corrispondenza della superficie freatica, a tale spinta corrisponde un diagramma di forma triangolare, variabile tra: σ w (z=1.0) = γ w z w = 1.0 x 0.0 = 0.0 t/m ; σ w (z=3.50) = γ w z w = 1.0 x.50 =.50 t/m. - q : Spinta dovuta ai sovraccarichi stradali. Avendo assunto per i sovraccarichi stradali un valore di 1.0 t/m, tale spinta si trasmette alle pareti laterali del pozzetto tramite un diagramma di forma rettangolare (distribuzione uniforme), di entità pari a: q = k = t/m. - S AE : Incremento di spinta dovuto al sisma. Al fine di determinare come tale forza si trasmette alle pareti laterali del pozzetto, è necessario determinare i valori dei coefficienti di spinta attiva definiti da Rankine e da Mononobe- Okabe la cui espressioni sono le seguenti: 1 senϕ k A ( Rankine) = 1 + senϕ Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 4

25 k AE ( M O) = cosψ cos cos ( φ' ψ β ) sen( φ + δ ) sen( φ ψ i) β cos( δ + β + ψ ) 1 + cos( ) cos( ) δ + β + ψ i β 0.5 dove: φ = 8, angolo di attrito del terreno; ψ = arctan [(S-)/100] = 4.004, con S, grado di sis micità, pari a 9; δ = /3 φ = 18.7, angolo di attrito terreno-pareti; β = 0, angolo di inclinazione della parete rispetto alla verticale; i = 0, angolo di inclinazione del terreno rispetto all orizzontale. Risulta pertanto: k = e k = Si assume che la spinta S AE A AE abbia una distribuzione di tipo triangolare, con massimo in corrispondenza del piano campagna, e minimo nullo alla profondità z = 3.50 m. Per semplicità di trattazione, e comunque a favore di sicurezza, si riporta il valore che si ottiene per S AE nel caso in cui la falda sia assente: σ HA (z=0.0) = k A γ z = 0 t/m ; σ HA (z=3.50) = k A γ z = k A γ 3.50; σ HAE (z=0.0) = k AE γ z= 0 t/m ; σ HAE (z=3.50) = k AE γ z = k A γ Le spinte corrispondenti risultano pertanto: S A = ½ k A γ 3.50 ; S AE = ½ k AE γ 3.50 ; S AE = S AE - S A = ½ (k AE - k A ) γ x Dato che S AE può anche essere scritto come: S AE = ½ σ H SAE(z=0) 3.50, risulta: σ H SAE (z=0 -bordo superiore-) = (k AE - k A ) γ 3.50 = t/m ; σ H SAE (z=3.50 -bordo inferiore-) = 0 t/m ; Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 5

26 - S IN.S. : Spinta dovuta all inerzia sismica della parete, pari al 7% del peso della parete stessa. A tale spinta corrisponde un diagramma di forma rettangolare (distribuzione uniforme), di entità pari a: q IN.S = 0.07 x γ cls x s = 0.07 x.5 x 0. = t/m. Tali azioni elementari sono state tra loro combinate in modo tale da dar luogo alle combinazioni più gravose per le pareti ed in particolare si pone: CC1 P.P. + S.S. + S 0 + S w + q; CC P.P. + S.S. + S 0 + S w + q + M.C.; CC3 P.P. + SS + S 0 + S w + q + S AE + S IN.S.; Avendo definito per ciascuna parete un sistema di riferimento con direzione X corrispondente all orizzontale e direzione Y corrispondente alla verticale, le due pareti vengono armate nel modo seguente: - direzione X: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m; - direzione Y: sia superiormente che inferiormente 4 barre 1/m. Dai risultati dell elaborazione (vedi Allegato A - Elaborato A-04), si desume che le tensioni indotte sul calcestruzzo e sull acciaio sono inferiori rispetto ai valori ammissibili per gli stessi materiali e che pertanto le verifiche risultano soddisfatte..3.4 Problemi legati alla sottospinta Nel caso in cui all interno del terreno vi sia la presenza di falda ad un profondità inferiore al piano di posa della soletta di fondazione, 3.50 m, è importante valutare l entità della sottospinta che si genera in corrispondenza della superficie inferiore della soletta di fondazione stessa. Gli elaborati di progetto prevedono che, al di sotto di tale soletta, venga predisposto uno spessore di calcestruzzo magro ( magrone ), di spessore s magr pari a 10 cm, il cui peso specifico può essere posto pari a γ magr =.0 t/m 3. Si definisce con A la dimensione del lato del pozzetto (A=1.40 m); con s platea, s P ed s cop gli spessori rispettivamente della soletta di fondazione, delle pareti esterne e della soletta di copertura (s platea =s P =s cop =0 cm); con H P l altezza delle pareti compresa tra la soletta di fondazione e quella di copertura (H P =3.10 m). Nel caso in cui la falda si rinvenga alla profondità z w di 1.0 m dal piano campagna (.50 m al di sopra del piano di posa della platea di fondazione) la sottospinta risulta: Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 6

27 S w = γ w A (s cop + H P + s platea + s magr - z w ) = 1.0 x 1.40 x.60 = 5.1 t. Il peso del pozzetto è invece dato dalla somma di quattro contributi (magrone, soletta di fondazione, soletta di copertura, pareti esterne): P pozzetto = AxB [γ magr xs magr + γ cls xs platea + γ cls xs cop ]+ γ cls [A -(A-xs P ) ] H p = 9.8 t. Poiché P pozzetto > S w non sussistono problemi di sottospinta. Tali problematiche non insorgono neppure nel caso in cui la falda sia presente al piano campagna. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 7

28 3 STAZIONE DI SOLLEVAMENTO AL LETTO BATTERICO E AI LETTI DI RIZOFILTRAZIONE La stazione di sollevamento al letto batterico ed ai letti di rizofiltrazione sarà costituita da un manufatto in c.a. gettato in opera caratterizzato da una pianta circa rettangolare con ingombro pari a 4.80 x 3.60 m suddiviso in n 5 scomparti interni. Le pareti esterne ed i setti di separazione interni del manufatto avranno altezza variabile tra m e tutte le membrature avranno uno spessore di 0 cm. Il manufatto sarà realizzato in maniera tale che il suo estradosso superiore risulti alla stessa quota dell adiacente piano campagna. Come detto in precedenza, i setti di separazione interni suddivideranno il manufatto in 5 scomparti (vedi Tavola T-07) caratterizzati da profondità diverse ed, in particolare, la profondità delle due sezioni all interno delle quali verrano alloggiate le pompe in ghisa sferoidale (sezione B-B riportata in Figura 3-1, estratta dalla Tavola T-07), risulterà pari a 4. 0 m, mentre quella che compete alle rimanenti tre sezioni sarà pari a 1.90 m per due di esse e 1.40 m per la terza. Il manufatto verrà realizzato con calcestruzzo Rck 350 (σ c,a = 110 kg/cm, τ CO = 6.67 kg/cm ) armato con barre di acciaio Feb 44 k (σ A,a = 600 kg/cm ) ed il copriferro minimo sarà pari a 3.0 cm. 3.1 Ipotesi di calcolo Ai fini della verifica strutturale della stazione di sollevamento al letto batterico e ai letti di rizofiltrazione, si è proceduto analizzando singolarmente la soletta superiore, le pareti esterne, e la soletta di fondazione, le quali sono considerate adeguatamente vincolate lungo i bordi e soggette ai carichi effettivamente agenti sulle stesse, quali pesi propri e permanenti, spinte geostatiche e sismiche, sia in presenza che in assenza di falda, effetto dei sovraccarichi agenti sulla soletta e sul terreno adiacente Soletta Superiore e Pareti Laterali Per quanto riguarda la verifica della soletta superiore e delle pareti laterali, queste sono analizzate attraverso il programma di calcolo automatico agli elementi finiti API++ 10 della Aztec Informatica. Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 8

29 Per il calcolo delle spinte in condizioni statiche si fa riferimento ai parametri geotecnici ricavati dalle indagini geognostiche appositamente eseguite in situ, i quali vengono riassunti nella Relazione Geotecnica allegata al progetto. In particolare, in corrispondenza dei pozzetti in esame si assumono: γ = 1.9 t/m 3 ; γ sat =.0 t/m 3 ; c = 0 t/m 3 ; ϕ = 5. Con riferimento alle condizioni idrogeologiche del sito, nelle ipotesi di calcolo più gravose si considera la presenza di falda alla stessa quota del p.c. In relazione alla simmetria dei manufatti e quindi all impossibilità di mobilitare la spinta attiva, le azioni spingenti delle terre in condizioni statiche sono valutate utilizzando il coefficiente di spinta a riposo, dato da k 0 = 1 sen ϕ, anziché il coefficiente di spinta attiva k a, con k a < k 0. La spinta in presenza di sisma orizzontale è invece valutata, in analogia a quanto previsto per le opere di sostegno delle terre dal D.M , considerando sia l incremento di spinta sulla parete, sia l inerzia sismica della parete medesima. Poiché il territorio comunale di Arezzo ricade tra le zone sismiche di II A categoria (S = 9), si adotta il coefficiente di intensità sismica C = (S-)/100 = Ai fini del calcolo delle spinte orizzontali che il terreno trasmette ai manufatti, i sovraccarichi stradali agenti sul terreno ad essi adiacente sono schematizzati con un carico verticale uniforme q = 1.0 t/m. Per il calcolo della soletta superiore si considera sulla stessa la presenza delle impronte di carico di 30 x 30 cm, corrispondenti al mezzo convenzionale M.C. da 60 t a 3 assi previsto per i ponti stradali di 1 A categoria, tenendo anche conto dell incremento dei carichi dovuto all effetto dinamico (Φ = 1.4). La soletta superiore del manufatto viene schematizzata come una lastra con geometria corrispondente all effettiva forma della soletta medesima, adeguatamente vincolata in corrispondenza delle pareti e dei setti. Nonostante complessa geometria del manufatto, la verifica delle pareti laterali è invece stata limitata per semplicità alle sole pareti più profonde individuate nella sezione B-B di Figura 3-1, in ragione delle maggiori spinte geostatiche agenti sulle stesse e della circostanza che, anche per le pareti meno profonde, verrà comunque Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 9

30 impiegata la stessa armatura. Ai fini delle verifiche delle pareti si considera pertanto un pozzetto fittizio di dimensioni in pianta pari a 3.60 x 1.70 m e di altezza 4.0 m. Figura 3-1: Stazione di sollevamento al letto batterico ed ai letti di rizofiltrazione, sezione B-B Soletta di fondazione Come si è già avuto modo di osservare nei precedenti paragrafi, la geometria della stazione di sollevamento è tale per cui il manufatto è dotato di tre diverse solette di fondazione collocate al di sotto delle diverse sezioni del medesimo (vedi Figura 3-1). Ai fini delle verifiche è stata presa in considerazione la soletta più sollecitata, ovvero quella più profonda, le cui dimensioni sono 3.60 x 1.90 x 0.0, nell ipotesi che le altre vengano armate in modo a questa del tutto identico, risultando automaticamente verificate una volta che lo sia la membratura più profonda. La verifica della soletta di fondazione è stata eseguita manualmente mediante un calcolo di tipo semplificato. In particolare, una volta individuate le sollecitazioni totali P tot che la soletta di fondazione trasmette al terreno sottostante nelle condizioni di carico più gravose, si è ipotizzato che il terreno sia in grado di esplicare, a contatto con la soletta, una reazione uniformemente distribuita su tutta la superficie inferiore Ptot della soletta di area A, diretta dal basso verso l alto: p tot =. A Fissato un sistema di riferimento cartesiano locale con direzione X corrispondente al lato lungo e direzione Y corrispondente al lato corto della soletta, si è quindi proceduto facendo uso del metodo semplificato di Grashov e determinando le sollecitazioni flettenti nella soletta in relazione ai vincoli presenti lungo i quattro lati della medesima. In particolare, i carichi uniformi corrispondenti alle strisce di soletta orientate secondo le direzioni parallele ai lati x ed y sono rispettivamente: Relazione calcoli statici e strutturali Pagina 30