CONSORZIO 1 TOSCANA NORD Consorzio di Bonifica Ente di Diritto Pubblico

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1 REGIONE TOSCANA PIANO DI SVILUPPO RURALE 2014/2020 REGOLAMENTO (UE) 1305/2013 Sottomisura 8.3 Sostegno alla prevenzione dei danni arrecati alle foreste da incendi, calamità naturali ed eventi catastrofici CONSORZIO 1 TOSCANA NORD Consorzio di Bonifica Ente di Diritto Pubblico Sede legale: Via della Migliarina n. 64 Sede di Capannori: Via Scatena n. 4-S. Margherita Viareggio (LU) Capannori (LU) Tel 0584/43991Fax 0584/ Tel 0583/98241Fax 0583/ CUP ARTEA Opere di consolidamento e sistemazione del reticolo idraulico del Fosso delle Rave e delle Mulina nel Comune di Stazzema CUP H11E PROGETTO ESECUTIVO ELABORATO N. Relazione di calcolo 2.2 PROGETTISTI : Ing. Chiara Sarti COLLABORATORI: RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO: Dott. Ing. Antonio Difonzo REV. N. Data: 21 Marzo 2017

2 INDICE 1. Premessa... pag Normativa di riferimento..." 3 3. Caratterizzazione sismica dell'area di intervento..." 3 4. Verifica delle soglie..." 7 2

3 1. Premessa Nella presente relazione viene effettuate la verifica delle soglie di fondo in progetto realizzate in legname e pietrame di dimensioni variabili (L= m, H =1.40 m, p=2.00 m). Per le dimensioni di ogni soglie si rimanda agli elaborati grafici ed ai calcoli che seguono. 2. Normativa di riferimento Nel seguente elenco sono riportate le norme di riferimento secondo le quali sono state condotte le fasi di calcolo e verifica degli elementi strutturali: O.P.C.M 20 Marzo 2003 n Primi elementi in materia di criteri per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica (relativamente alla zonizzazione); L.R. 10 Novembre 2014 n. 65 Norme per il Governo del Territorio; D.M (Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni), nel seguito denominate NTC2008; Circolare 2 Febbraio 2009 n. 617 Nuova circolare delle norme tecniche per le costruzioni. 3. Caratterizzazione sismica dell'area di intervento In base all Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri no del 20 Marzo 2003 e successive modifiche ed integrazioni ed alla Delibera regionale DGRT 878/2012 il territorio comunale di Stazzema è inserito in zona sismica 3. Gli spettri di sito che più si attagliano alle situazioni locali dei sette interventi previsti sono quelli corrispondenti alle categorie ( NTC2008): Opere di tipo 2 ("opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale" NTC2008) con vita nominale V N 50 anni, Classe d'uso II ("costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli" NTC2008). 3

4 Intervento 1: B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grani fine molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 >250 kpa nei terreni a grana fina); Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Intervento 2: B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grani fine molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 >250 kpa nei terreni a grana fina); Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Intervento 3: E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s); Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Intervento 4: A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m.; Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) 4

5 Intervento 5: A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m.; Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Intervento 6: B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grani fine molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 >250 kpa nei terreni a grana fina); Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Intervento 7: E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s); Categoria topografica T2 "pendii con inclinazione media i > 15 " -( NTC2008); latitudine: 43, longitudine: 10, ; Coefficiente cu: 0,7; Vita di riferimento V R =V N *C U =35 anni ( NTC2008) Le opere verranno dimensionate allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) caratterizzato dai parametri: Probabilità di superamento: 10 %; Tr: 332 anni; ag: g (interventi 1, 2, 3); ag: g (interventi 4, 5, 6, 7); Fo: (interventi 1, 2, 3); Fo: (interventi 4, 5, 6); Fo: (intervento 7); Tc*: 0,285 s (interventi 1, 2, 3, 4, 6, 7); Tc*: 0,284 s (intervento 5). 5

6 4. Verifica delle soglie Le dimensioni delle soglie sono state desunte dalle indicazioni fornite dal Consorzio 1 Toscana Nord e sono state adattate caso per caso in base al rilievo topografico eseguito nella data 23/02/2017. Queste, unitamente ad altre misure di dettaglio di ogni opera, sono state verificate mediante modelli idraulici a moto (vedere elaborato A2.1 - Relazione Idraulica). Le soglie sono state nominate con il relativo numero di intervento e un secondo numero d'ordine salendo verso monte ottenendo i nomi: soglie 1.1, 1.2, 1.3 (per l'intervento 1); soglie 3.1, 3.2 (per l'intervento 3); soglie 4.1, 4.2 (per l'intervento 4); soglie 5.1, 5.2, 5.3 (per l'intervento 5); soglia 6.1 (per l'intervento 6). Lo schema statico di ogni soglia, relativo ad un concio di lunghezza pari a 1 metro, è quello riportato in figura 1 dove gli sporti a e b sono stati posti uguali a zero. Fig. 1 - Schema statico delle briglie L'altezza H dell'acqua a monte della soglia è pari a 3/2*k dove l'altezza critica k sulla soglia stessa è stata ottenuta dal calcolo idraulico a moto permanente di cui all'elaborato A "Relazione Idraulica". 6

7 I pesi specifici utilizzati sono: g=1000 dan/m 3 per l'acqua; g b =1600 dan/m 3 per le soglie in legname e pietrame (circa 0.40 m 3 di legno e 0.60 m 3 di pietrame); g f =2400 dan/m 3 per le fondazioni in pietrame Le spinte agenti sulla soglia e i loro bracci rispetto al piede a monte della fondazione sono: spinte bracci Risultanti e momenti sono: Le verifiche svolte sono quella a ribaltamento: e a scorrimento: M S /M R u R con u R = 1.5 f*r V /R O u S con u S = 1.1 e f coefficiente di attrito fondazione-terreno pari a 0.6 La verifica della capacità portante del terreno è stata effettuata mediante il metodo di Terzaghi generalizzato: 7

8 = con c''=2/3 * c' dove c' è la coesione efficace del terreno; g peso proprio del terreno; q=g*d dove D è la profondità del piano di posa della fondazione; B'=B-2*e b dove B è al base della fondazione ed e b l'eccentricità del carico; N c, N q, N g fattori tabellati in funzione dell'angolo di attrito del terreno; f c, f q, f g fattori di forma; i c, i q, i g fattori di inclinazione del carico; e c, e q, e g fattori di inclinazione del pendio. L'inclinazione del carico totale è stata ottenuta come somma dell'inclinazione del carico effettiva e dell'inclinazione del carico sismica: a = arctg(r O /R V ) + arctg(k h ) con: R O, R V componenti orizzontale e verticale del carico; K h coefficiente sismico ottenuto dagli spettri di progetto (0.045 per gli interventi 1, 2, 4, 5, 6; per gli interventi 3, 7) Il q lim è stato poi diviso per il coefficiente parziale di sicurezza g M =2.3 ottenendo il carico resistente di progetto q RD ( NTC2008). La relazione geologica del dott. geol. Gino Naselli evidenzia tre stratigrafie del terreno di cui la prima nei pressi dell'intervento 3 e le altre due nei pressi dell'intervento 5. Di queste verranno considerate le caratteristiche dello strato di terreno interessato dal piano di posa delle fondazioni (sotto i primo 40 cm) Sabbia limosa poco consistente (per le soglie degli interventi 1 e 3): angolo di attrito F=27 ; peso specifico terreno g=18.2 KN/m 3 ; coesione c'=18 KPa; modulo di deformazione drenato E=3500 KPa. 8

9 Sabbia limosa poco consistente (per le soglie degli interventi 4, 5, 6) : angolo di attrito F=28 ; peso specifico terreno g=18.5 KN/m 3 ; coesione c'=300 KPa; modulo di deformazione drenato E=59600 KPa. Nel seguito sono riportati i risultati dei calcoli per ogni soglia. 9

10 SOGLIA 1.1 Lunghezza (a quota fondazione) L=6.45 m Altezza critica k=0.59 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.89 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=2219 dan Componente verticale carico totale Rv=7580 dan Risultante R=7898 dan Inclinazione carico sulla verticale a=16.3 Momento stabilizzante Ms=7580 dan*m Momento ribaltante Mr=2212 dan*m Momento totale=5368 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.29 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=3.43 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.05 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=19 Carico di compressione sul terreno Q=7108 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.071 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.075 N/mm 2 10

11 SOGLIA 1.2 Lunghezza (a quota fondazione) L=7.13 m Altezza critica k=0.59 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.89 m Sporto fondazione lato monte af=0.60 m Sporto fondazione lato valle bf=0.60 m Base fondazione Bf=3.20 m Componente orizzontale carico totale Ro=2219 dan Componente verticale carico totale Rv=10103 dan Risultante R=10344 dan Inclinazione carico sulla verticale a=12.4 Momento stabilizzante Ms=17947 dan*m Momento ribaltante Mr=2212 dan*m Momento totale=15735 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.04 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=8.11 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.73 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=29 Carico di compressione sul terreno Q=3409 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.034 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.035 N/mm 2 11

12 SOGLIA 1.3 Lunghezza (a quota fondazione) L=7.16 m Altezza critica k=0.60 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.90 m Sporto fondazione lato monte af=0.40 m Sporto fondazione lato valle bf=0.30 m Base fondazione Bf=2.70 m Componente orizzontale carico totale Ro=2240 dan Componente verticale carico totale Rv=9192 dan Risultante R=9461 dan Inclinazione carico sulla verticale a=13.7 Momento stabilizzante Ms=13183 dan*m Momento ribaltante Mr=2235 dan*m Momento totale=10948 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.16 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=5.90 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.46 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=26 Carico di compressione sul terreno Q=4607 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.046 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.047 N/mm 2 12

13 SOGLIA 3.1 Lunghezza (a quota fondazione) L=5.23 m Altezza critica k=0.71 m Altezza acqua a monte della soglia H=1.07 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=2471 dan Componente verticale carico totale Rv=7820 dan Risultante R=8201 dan Inclinazione carico sulla verticale a=17.5 Momento stabilizzante Ms=7820 dan*m Momento ribaltante Mr=2489 dan*m Momento totale=5331 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.32 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=3.14 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=1.90 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.060 Inclinazione pendio=16 Carico di compressione sul terreno Q=7644 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.076 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.089 N/mm 2 13

14 SOGLIA 3.2 Lunghezza (a quota fondazione) L=9.19 m Altezza critica k=0.50 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.75 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=2030 dan Componente verticale carico totale Rv=7400 dan Risultante R=7673 dan Inclinazione carico sulla verticale a=15.3 Momento stabilizzante Ms=7400 dan*m Momento ribaltante Mr=2004 dan*m Momento totale=5396 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.27 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=3.69 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.19 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.060 Inclinazione pendio=10 Carico di compressione sul terreno Q=6707 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.067 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.123 N/mm 2 14

15 SOGLIA 4.1 Lunghezza (a quota fondazione) L=4.62 m Altezza critica k=0.32 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.48 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=1652 dan Componente verticale carico totale Rv=7040 dan Risultante R=7231 dan Inclinazione carico sulla verticale a=13.2 Momento stabilizzante Ms=7040 dan*m Momento ribaltante Mr=1589 dan*m Momento totale=5451 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.23 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=4.43 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.56 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=11 Carico di compressione sul terreno Q=5903 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.059 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=2.086 N/mm 2 15

16 SOGLIA 4.2 Lunghezza (a quota fondazione) L=3.97 m Altezza critica k=0.24 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.36 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=1484 dan Componente verticale carico totale Rv=6880 dan Risultante R=7038 dan Inclinazione carico sulla verticale a=12.2 Momento stabilizzante Ms=6880 dan*m Momento ribaltante Mr=1404 dan*m Momento totale=5476 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.20 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=4.90 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=2.78 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=35 Carico di compressione sul terreno Q=5546 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.055 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.085 N/mm 2 16

17 SOGLIE 5.1 E 5.2 Lunghezza (a quota fondazione) L=7.92 m Altezza critica k=0.10 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.15 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=1190 dan Componente verticale carico totale Rv=6600 dan Risultante R=6706 dan Inclinazione carico sulla verticale a=19.8 Momento stabilizzante Ms=6600 dan*m Momento ribaltante Mr=1080 dan*m Momento totale=5520 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.16 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=6.11 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=3.33 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=32 Carico di compressione sul terreno Q=4921 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.049 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=0.259 N/mm 2 17

18 SOGLIA 5.3 Lunghezza (a quota fondazione) L=8.08 m Altezza critica k=0.11 m Altezza acqua a monte della soglia H=0.17 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=1211 dan Componente verticale carico totale Rv=6620 dan Risultante R=6730 dan Inclinazione carico sulla verticale a=10.4 Momento stabilizzante Ms=6620 dan*m Momento ribaltante Mr=1103 dan*m Momento totale=5517 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.17 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=6.00 > Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=3.28 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.045 Inclinazione pendio=21 Carico di compressione sul terreno Q=4965 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.050 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=1.094 N/mm 2 18

19 SOGLIA 6.1 Lunghezza (a quota fondazione) L=4.30 m Altezza critica k=1.52 m Altezza acqua a monte della soglia H=2.28 m Sporto fondazione lato monte af=0.00 m Sporto fondazione lato valle bf=0.00 m Base fondazione Bf=2.00 m Componente orizzontale carico totale Ro=4172 dan Componente verticale carico totale Rv=9440 dan Risultante R=10321 dan Inclinazione carico sulla verticale a=28.7 Momento stabilizzante Ms=9440 dan*m Momento ribaltante Mr=4361 dan*m Momento totale=5079 dan*m Eccentricità del carico su piano di posa fondazione eb=0.46 m Verifica a ribaltamento Ms/Mr=2.16> Verifica soddisfatta Verifica a scorrimento f*rv/ro=1.36 > Verifica soddisfatta Coefficiente sismico Kh=0.060 Inclinazione pendio=14 Carico di compressione sul terreno Q=11261 dan/m 2 Carico trasmesso sul terreno q=0.113 N/mm 2 Carico limite di progetto qrd=1.435 N/mm 2 Viareggio, lì 21/03/2017 Il Tecnico Ing. Chiara Sarti 19