Rifacimento metanodotto Ravenna Chieti. DN 650 (26"), DP 75 bar ed opere connesse. Progetto di fattibilità tecnica ed economica.

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1 Fg. 1 di 19 Rifacimento metanodotto Ravenna Chieti DN 65 (6"), DP 75 bar ed opere connesse Progetto di fattibilità tecnica ed economica Annesso C Relazione sismica: verifica strutturale allo scuotimento sismico Emissione D Alberto Brunetti Sciosci Nov. 17 Descrizione Elaborato Verificato Approvato Data

2 Fg. di 19 INDICE 1 PREMESSA 3 VERIFICA STRUTTURALE ALLO SCUOTIMENTO SISMICO 4 3 CONCLUSIONI 19

3 Fg. 3 di 19 1 PREMESSA Nel presente Annesso al Progetto di fattibilità tecnica ed economica del Rifacimento metanodotto Ravenna Chieti, tratto San Benedetto del Tronto - Chieti DN 65 (6 ), DP 75 bar ed opere connesse si fornisce un approfondimento in merito alla compatibilità strutturale delle condotte in acciaio in riferimento alle sollecitazioni indotte da un evento sismico, rimandando alla consultazione del par..3.3, Sez. III, dello Studio di Impatto Ambientale (vedi SPC. LA-E-83) per i dettagli sulla caratterizzazione della sismicità del territorio in cui l opera si colloca.

4 Fg. 4 di 19 VERIFICA STRUTTURALE ALLO SCUOTIMENTO SISMICO I calcoli e le verifiche degli stati tensionali, indotti dallo scuotimento sismico del terreno (shaking) sui tratti rettilinei e curvi delle tubazioni in occasione di un terremoto (di progetto) concomitante all esercizio, sono stati elaborati per gli spessori previsti per le condotte in esame. Lo shaking è causato dalla propagazione delle onde sismiche nel terreno che, impartendo movimenti alle particelle di suolo, sollecitano la tubazione interrata a deformarsi così come si deforma il terreno circostante. Le tensioni indotte dalle onde sismiche sulla tubazione sono variabili sia nel tempo, che con la direzione di propagazione del movimento sismico rispetto l asse della condotta. Secondo le indicazioni di studi presentati nella letteratura tecnica internazionale, l azione di contenimento del terreno circostante il tubo permette di trascurare gli effetti dinamici di amplificazione (Hindy, Novak 1979) e la condotta può considerarsi semplicemente investita da una composizione di onde sinusoidali quali: le onde di compressione (onde P o primarie), le onde di taglio (onde S o secondarie) e le onde superficiali (onde R o di Rayleigh). Nei tratti di tubazione rettilinea le onde P provocano le massime sollecitazioni assiali durante la prima parte del moto; le onde S provocano le massime sollecitazioni di flessione durante la parte centrale del moto (i fenomeni non avvengono quindi contemporaneamente), mentre le onde R trasferiscono al terreno componenti di movimento sia parallelamente che perpendicolarmente la direzione di propagazione dell onda. Pur non essendo contemporanee, conservativamente tutte le onde sono considerate contemporaneamente agenti unitamente all esercizio massimo previsto per le condotte. Le verifiche sismiche oggetto di questo rapporto sono state eseguite facendo riferimento ai paragrafi e e all allegato E della norma EN 1594 Gas Supply Systems Pipelines for maximum operating pressure over 16 bar Functional requirements, edizione 9. La metodologia di calcolo e di verifica applicata è congruente con le indicazioni della norma EN 1594 che, nell Annex E con la Ref. [], richiama le Guidelines for the Seismic Design of Oil and Gas Pipeline Systems delle ASCE. Queste ultime sono state aggiornate nel 1 dalle ASCE nelle Guidelines for the Design of Buried Steel Pipe e sono ritenute sufficientemente conservative, poiché considerano la simultaneità dell azione (e quindi del relativo massimo effetto) delle onde P, S ed R, e ne massimizzano gli effetti sulla tubazione trascurando (nei tratti rettilinei) l interazione trasversale tra tubo e terreno che ridurrebbe le deformazioni trasmesse dal suolo alla condotta.

5 Fg. 5 di 19 L interazione tubo-terreno è invece inevitabilmente considerata nell analisi dei tratti di tubazione curvi. Dati di Input La Tabella /A riporta le caratteristiche meccaniche e operative comuni alle tubazioni analizzate. Tab. /A: Caratteristiche delle tubazioni e condizioni di progetto Modulo elastico di Young N/mm 6 Coefficiente di Poisson adm,3 Peso specifico tubazioni kg/m Snervamento acciaio tubo EN L415NB/MB N/mm 415 Snervamento acciaio tubo EN L36NB/MB N/mm 36 Coefficiente dilatazione termica mm/mm/ C 1.17 E-5 Pressione di progetto bar 75 Differenza temperatura C 45 Le caratteristiche geometriche delle tubazioni (diametro, spessore e raggio delle curve stampate), unitamente alla rispettiva caratterizzazione sismica per i periodi di ritorno corrispondenti allo stato limite di danno (SLD) e a quello di vita (SLV), sono mostrate in Tabella /B. Conservativamente, tutti i tubi sono stati considerati nelle verifiche a prescindere dalle effettive lunghezze dei tratti che, a volte, presumibilmente non risultano sufficienti per trasferire al tubo le deformazioni provocate dal sisma sul terreno. Per il terreno circostante i tubi (suolo di reinterro della trincea con cui le tubazioni interagiscono), sono state considerate le seguenti caratteristiche medie: H = 1,5 m Altezza minima di copertura = kn/m 3 Peso specifico del terreno di rinterro = 1 Angolo di attrito tubo-terreno K =,5 Coefficiente di spinta a risposo Seguendo le indicazioni nelle Guidelines delle ASCE-ALA del 1, per un terreno mediamente denso, si è considerata una velocità di propagazione dell'onda sismica nel suolo (c) pari a m/s. Sulla base dei dati relativi alla sismicità storica e strumentale, sono state calcolate le massime accelerazioni e le massime velocità al suolo (a g e v g ) lungo il tracciato della tubazione a seguito dell evento sismico corrispondente sia per lo Stato Limite di Danno (SLD) corrispondente ad un periodo di ritorno di 11 anni) che per lo Stato Limite di Vita (SLV) corrispondente ad un periodo di ritorno di 975 anni).

6 Fg. 6 di 19 Conservativamente, sia lo Stato Limite di Danno che quello Limite di Vita, sono stati considerati unitamente alle condizioni massime di esercizio nell ambito di una verifica strutturale di tipo elastico lineare.

7 Fg. 7 di 19 Tab. /B: Allacciamenti oggetto di studio e caratteristiche sismiche di progetto TR (anni) = 11 TR (anni) = 975 Linea principale DN De (mm) Spessore (mm) L (km) Acciaio p (bar) DT ( C) Tubo di protezione Curve a max (g) v max (m/s) a max (g) v max (m/s) EN L415NB/MB DN 8 - spessore EN L415MB 7 DN Allacciamenti DN Di (mm) Spessore (mm) L (km) Acciaio p (bar) DT ( C) Tubo di protezione Curve a max (g) v max (m/s) a max (g) v max (m/s).coll. Fonderia Veco (Martinsicuro) EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Corropoli EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Tortoreto 1 presa EN L36NB/MB DN 5 - spessore EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Alba Adriatica EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Tortoreto presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Metallurgica Abruzzese (Mosciano Sant Angelo) EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Giulianova presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Mosciano Sant Angelo EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Giulianova 1 presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Metanauto Giulianova EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Roseto degli Abruzzi 3 presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN.133 TR (anni) = TR (anni) = Rif. Comune di Roseto degli Abruzzi Allacciamenti 1 presa 15 DN Di (mm) Spessore 7.1 (mm) L.715 (km) EN L36NB/MB Acciaio p (bar) 75 DT 45 ( C) DN 5 - Tubo spessore di protezione EN L36MB Curve 3 DN a.157 max (g) v max.11 (m/s) a.365 max (g) v max.97 (m/s) 14.Rif. Comune di Roseto degli Abruzzi presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. All. SGI EN L36NB/MB DN 5 - spessore EN L36MB 3 DN Coll. Pozzi ENI SpA Pineto EN L36NB/MB DN 45 - spessore EN L415MB 3 DN Rif. Comune di Pineto presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Pineto 1 presa EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Atri EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Silvi EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Allevamenti Fosso del Gallo (Silvi) EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Città Sant Angelo EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Montesilvano EN L36NB/MB DN 5 - spessore EN L36MB 3 DN Coll. Deriv. per Loreto Aprutino - Penne EN L36NB/MB DN 3 - spessore EN L36MB 3 DN Rif. Comune di Moscufo EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Pianella EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN Coll. Comune di Rosciano EN L36NB/MB DN - spessore 7. - EN L36MB 3 DN

8 Fg. 8 di 19 Criterio di Verifica Con riferimento al paragrafo della norma EN 1594, la tensione totale risultante sulla tubazione è calcolata col criterio di Von Mises, in campo elastico per il materiale del tubo, considerando tutti i carichi primari e contemporaneamente agenti (operativi ed esterni). La tensione equivalente totale, S V, è determinata secondo la formula: S V = [S L - S L S H + S H ] 1/ dove: S H è la tensione circonferenziale (hoop stress) dovuta alla pressione interna del tubo. S L è lo stress longitudinale totale risultante dalla sommatoria delle tensioni dovute all espansione termica impedita, agli effetti longitudinali dovuti alla pressione interna al tubo, al carico occasionale rappresentato dall evento sismico. In accordo al paragrafo della norma EN 1594 (edizione 9) la suddetta tensione equivalente totale è confrontata col 1% dello snervamento minimo del materiale della tubazione, Y, (in gergo anglosassone SMYS = Specified Minimum Yield Stress): S V = [S L - S L S H + S H ] 1/ Y = SMYS Infine, basandosi sulla good engineering practice, un ulteriore analisi è eseguita per verificare l insorgere di fenomeni di instabilità locale di parete nel caso in cui risulti una deformazione longitudinale di compressione,. Per una tubazione a parete sottile, fenomeni d instabilità possono accadere per una deformazione di compressione, cr, data dalla seguente espressione (ASCE 1984): t cr,35 D t Elemento di tubazione rettilineo Applicare i criteri di verifica proposti nelle Guidelines (ASCE 1984), ovvero trascurare l interazione tubo-terreno nei tratti di tubazione rettilinei, fornisce valori conservativi circa lo stato tensionale indotto sulla tubazione. L ipotesi che la tubazione rettilinea si deformi come il suolo circostante si deforma a seguito del passaggio dell onda sismica, rende pressoché indipendente il risultato delle tensioni indotte dallo spessore del tubo. Le tensioni assiali e di flessione indotte dalle onde di taglio S, obliquamente incidenti l asse della condotta, sono rispettivamente: V σa,s E sin cos C a 3 σb,s E R cos C

9 Fg. 9 di 19 Nella formula precedente è l angolo di incidenza tra l asse della tubazione e la direzione di propagazione del movimento sismico. Massimizzando questi valori rispetto all angolo di incidenza, i valori massimi delle tensioni a e b si ottengono, rispettivamente, per = 45 e = : V σa,s E C a σb,s ED C Le tensioni assiali e di flessione indotte dalle onde di compressione P, sono rispettivamente: V σa,p E cos C a σb,p ED sin cos C Massimizzando questi valori rispetto all angolo di incidenza, i valori massimi delle tensioni a e b si ottengono, rispettivamente, per = e = : V σa,p E C a σb,p.385 ED C Le massime tensioni assiali e di flessione indotte dalle onde superficiali di Rayleigh R, sono rispettivamente: V σa,r E C a σb,r ED C Una stima conservativa dei massimi stress assiali e di flessione si ottiene col metodo della radice quadrata della somma dei quadrati (SRSS method: Square Route Square Sum): σa σb a,s b,s a,p b,p La massima tensione longitudinale dovuta all evento sismico risulta quindi: σ sism σ Nelle porzioni di tubazione rettilinea, l espansione termica impedita dall attrito tuboterreno genera una tensione di compressione: a σ b a,r b,r

10 Fg. 1 di 19 σd T DT E Lontano dalle curve, l effetto longitudinale di trazione dovuto alla pressione interna, è dato dalla seguente: P D P D σ P,,3 t t Negli elementi curvi, l effetto longitudinale dovuto alla pressione interna, è dato dal tiro di fondo : P D P D σ PS,5 4t t Per ciascuna linea (diametro), le massime tensioni sismiche calcolate con le formule sopra riportate sono presentate nelle tabelle seguenti Tabelle /C e /D, rispettivamente riferite al terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (a g,sld relativo ad un periodo di ritorno di 11 anni) e a quello corrispondente allo Stato Limite di Vita (a g,slv relativo ad un periodo di ritorno di 975 anni). Tab. /C: Tensioni sismiche calcolate per l elemento rettilineo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (SLD) a,s (N/mm ) Onde di taglio S b,s (N/mm ) Onde di compressione P a,p b,p (N/mm ) (N/mm ) Onde di Rayleigh R a,r (N/mm ) b,r (N/mm ) Stress assiale sismico totale sism (N/mm ) DN 65 (6 ) 1 6,59,3 13,17,1 13,17,3 19,8 DN 1 (4 ) 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 3 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 15 (6 ) 4 6,33,1 1,66, 1,66,1 19, DN 1 (4 ) 5 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 6 5,11, 1,1, 1,1, 15,3 DN 1 (4 ) 7 6,7, 1,15, 1,15, 18,3 DN 1 (4 ) 8 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 9 6,3, 1,46, 1,46, 18,69 DN 1 (4 ) 1 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 11 5,46, 1,9, 1,9, 16,39 DN 1 (4 ) 1 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 15 (6 ) 13 6,18,1 1,35, 1,35,1 18,54 DN 1 (4 ) 14 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 15 (6 ) 15 5,6,1 1,5, 1,5,1 15,78 DN 3 (1 ) 16 5,1,1 1,41, 1,41, 15,64 DN 1 (4 ) 17 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 18 6,3, 1,46, 1,46,1 18,69 DN 1 (4 ) 19 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 5,46, 1,9, 1,9, 16,39 DN 1 (4 ) 1 6,3, 1,46, 1,46,1 18,69

11 Fg. 11 di 19 a,s (N/mm ) Onde di taglio S b,s (N/mm ) Onde di compressione P a,p (N/mm ) b,p (N/mm ) Onde di Rayleigh R a,r (N/mm ) b,r (N/mm ) Stress assiale sismico totale sism (N/mm ) DN 1 (4 ) 6,3, 1,46, 1,46,1 18,69 DN 15 (6 ) 3 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN (8 ) 4 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 5 6,7, 1,15, 1,15,1 18,3 DN 1 (4 ) 6 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 DN 1 (4 ) 7 5,1, 1,41, 1,41, 15,63 Tab. /D: Tensioni sismiche calcolate per l elemento rettilineo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Vita (SLV) Onde di Onde di Onde di Stress assiale taglio S compressione P Rayleigh R sismico totale a,s b,s a,p b,p a,r b,r sism (N/mm ) (N/mm ) (N/mm ) (N/mm ) (N/mm ) (N/mm ) (N/mm ) DN 65 (6 ) 1 15,77,6 31,55, 31,55,6 47,4 DN 1 (4 ) 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 1 (4 ) 3 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 15 (6 ) 4 15,47, 3,94,1 3,94, 46,43 DN 1 (4 ) 5 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 1 (4 ) 6 13,7,1 6,14, 6,14,1 39, DN 1 (4 ) 7 14,7,1 9,4, 9,4,1 44,1 DN 1 (4 ) 8 1,86,1 5,73, 5,73,1 38,61 DN 1 (4 ) 9 15,5,1 31,4, 31,4,1 46,57 DN 1 (4 ) 1 1,97,1 5,93, 5,93,1 38,91 DN 1 (4 ) 11 1,9,1 5,83, 5,83,1 38,76 DN 1 (4 ) 1 1,66,1 5,3, 5,3,1 37,99 DN 15 (6 ) 13 15,16, 3,3,1 3,3, 45,51 DN 1 (4 ) 14 15,77,6 31,55, 31,55,6 47,4 DN 15 (6 ) 15 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 3 (1 ) 16 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 1 (4 ) 17 15,47, 3,94,1 3,94, 46,43 DN 1 (4 ) 18 13,,1 6,4, 6,4,1 39,7 DN 1 (4 ) 19 13,7,1 6,14, 6,14,1 39, DN 1 (4 ) 14,7,1 9,4, 9,4,1 44,1 DN 1 (4 ) 1 1,86,1 5,73, 5,73,1 38,61 DN 1 (4 ) 15,5,1 31,4, 31,4,1 46,57 DN 15 (6 ) 3 1,97,1 5,93, 5,93,1 38,91 DN (8 ) 4 1,9,1 5,83, 5,83,1 38,76 DN 1 (4 ) 5 1,66,1 5,3, 5,3,1 37,99 DN 1 (4 ) 6 15,16, 3,3,1 3,3, 45,51 DN 1 (4 ) 7 15,77,6 31,55, 31,55,6 47,4

12 Fg. 1 di 19 Combinando le tensioni delle Tabelle /C e /D in accordo ai criteri descritti al paragrafo precedente, nelle Tabelle /E e /F sono presentati i risultati delle verifiche a scuotimento sismico (shaking) eseguite per ciascuna linea esaminata in corrispondenza del terremoto per lo Stato Limite di Danno e di quello per lo Stato Limite di salvaguardia della Vita. Tab. /E: Risultati delle verifiche per l elemento rettilineo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (SLD) Tensione equivalente S V (N/mm ) Tensione ammissibile SMYS (N/mm ) Tasso di lavoro S V/SMYS Deformazione massima Deformazione ammissibile cr Tasso di lavoro cr DN 65 (6 ) 1 55,61 415,6,73E-4 1,E-3,7 DN 1 (4 ) 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 3 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 15 (6 ) 4 159,5 36,44 4,66E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 5 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 6 15,47 36,4 4,58E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 7 155,4 36,43 4,7E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 8 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 9 155,45 36,43 4,74E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 1 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) ,41 36,43 4,63E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 1 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 15 (6 ) ,1 36,44 4,64E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 14 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 15 (6 ) ,69 36,44 4,51E-4 1,E-3,45 DN 3 (1 ) ,75 36,5 3,93E-4 1,E-3,39 DN 1 (4 ) 17 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) ,45 36,43 4,74E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 19 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 153,41 36,43 4,63E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 1 155,45 36,43 4,74E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 155,45 36,43 4,74E-4 1,E-3,47 DN 15 (6 ) 3 156,56 36,43 4,5E-4 1,E-3,45 DN (8 ) 4 174,65 36,49 4,8E-4 1,E-3,41 DN 1 (4 ) 5 155,4 36,43 4,7E-4 1,E-3,47 DN 1 (4 ) 6 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46 DN 1 (4 ) 7 15,74 36,4 4,59E-4 1,E-3,46

13 Fg. 13 di 19 Tab. /F: Risultati delle verifiche per l elemento rettilineo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Vita (SLV) Tensione equivalente S V (N/mm ) Tensione ammissibile SMYS (N/mm ) Tasso di lavoro S V/SMYS Deformazione massima Deformazione ammissibile cr Tasso di lavoro cr DN 65 (6 ) 1 74,48 415,66 4,8E-4 1,E-3,41 DN 1 (4 ) 173,8 36,48 5,74E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 3 173,8 36,48 5,74E-4 1,E-3,57 DN 15 (6 ) 4 184, 36,51 6,1E-4 1,E-3,6 DN 1 (4 ) 5 173,8 36,48 5,74E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 6 173,94 36,48 5,75E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 7 178,43 36,5 5,99E-4 1,E-3,6 DN 1 (4 ) 8 173,39 36,48 5,7E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 9 18,68 36,5 6,11E-4 1,E-3,61 DN 1 (4 ) 1 173,67 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) ,53 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 1 17,83 36,48 5,69E-4 1,E-3,57 DN 15 (6 ) ,17 36,51 5,96E-4 1,E-3,6 DN 1 (4 ) ,53 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 15 (6 ) ,35 36,49 5,65E-4 1,E-3,56 DN 3 (1 ) 16,98 36,56 5,8E-4 1,E-3,51 DN 1 (4 ) ,39 36,48 5,7E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 18 18,8 36,5 6,1E-4 1,E-3,61 DN 1 (4 ) ,67 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 173,66 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 1 18,8 36,5 6,1E-4 1,E-3,61 DN 1 (4 ) 18,8 36,5 6,1E-4 1,E-3,61 DN 15 (6 ) 3 176,8 36,49 5,6E-4 1,E-3,56 DN (8 ) 4 194,7 36,54 5,E-4 1,E-3,5 DN 1 (4 ) 5 178,43 36,5 5,99E-4 1,E-3,6 DN 1 (4 ) 6 173,67 36,48 5,73E-4 1,E-3,57 DN 1 (4 ) 7 173,8 36,48 5,74E-4 1,E-3,57 Risultando soddisfatte tutte le verifiche eseguite, nei tratti rettilinei le tubazioni oggetto di analisi sono da considerarsi positivamente verificate. Elemento di tubazione curvo Nell analisi dello stato tensionale causato dal terremoto sugli elementi curvi della condotta, l interazione tra tubo e terreno è inevitabilmente presa in considerazione. Assumendo il movimento dell onda sismica parallelo ad uno dei tratti rettilinei della curva, si indica con L la lunghezza di scorrimento della tubazione nel terreno su cui agisce la forza di attrito t u (ASCE 1984):

14 Fg. 14 di 19 4Ap E 3 max ko L' ko tu D tu H (1 Ko ) tg Wp tg dove: A p = area della sezione trasversale del tubo = (k /4EI) ¼ k = modulo di reazione del suolo I = momento di inerzia della sezione trasversale del tubo max = massima deformazione del terreno K = coefficiente di pressione del suolo a riposo Per la tubazione in acciaio lo spostamento sulla curva dovuto allo scorrimento della stessa nel terreno è: tu L' max L' Ap E D ko L' L' I 1 A E A r dove r è il raggio di curvatura dell elemento curvo. p La forza assiale sul tratto rettilineo longitudinale (parallelo alla direzione del movimento del movimento sismico) è: * ko K E I S D ro con: * 9 K 1 1 1(t r / R ) o p o Il momento flettente sulla curva è: M D K E I r o * K 1 è il fattore di intensificazione dello stress: K 1 3K * t ro / R 1/ La tensione assiale sulla curva dovuta alla forza S, si calcola con la seguente: S a A p

15 Fg. 15 di 19 La tensione di flessione sulla curva dovuta al momento flettente M, vale: MD b K 1 I Nelle successive tabelle sono riportati i valori ottenuti seguendo la sopra riportata procedura di calcolo per la curva di 9. In accordo al criterio di verifica riportato in precedenza, la deformazione sismica è trasferita all elemento curvo unitamente agli effetti delle condizioni operative massime in termini di temperatura, pressione e gravità. Per ciascuna linea (diametro), lo spostamento e le sollecitazioni interne risultanti dalla combinazione dell espansione termica, degli effetti dovuti ai carichi sostenuti ed a quelli sismici, per il calcolo di S V, sono riportati nelle Tabelle /G e /H, rispettivamente riferite al terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (a g,sld ) e a quello corrispondente allo Stato Limite di Vita (a g,slv ). Tab. /G: Spostamento e tensione sismica per l elemento curvo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (SLD) D (mm) S (kn) M (knm) a (N/mm ) b (N/mm ) DN 65 (6 ) 1,73E-4 5,9 47,4 17,4 18,88 48,86 DN 1 (4 ) 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,44 DN 1 (4 ) 3 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 15 (6 ) 4 4,66E-4 6,1 4,7 15,6 11,89 159,37 DN 1 (4 ) 5 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 6 4,58E-4 18,7 18,1 5,5 1,18 159,78 DN 1 (4 ) 7 4,7E-4 19,5 18,9 5,7 1,59 166, DN 1 (4 ) 8 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 9 4,74E-4 18,7 18,8 5,6 1,53 161,48 DN 1 (4 ) 1 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 11 4,63E-4 19, 18,4 5,6 1,33 16,13 DN 1 (4 ) 1 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 15 (6 ) 13 4,64E-4 6, 4,5 15,6 11,8 158,41 DN 1 (4 ) 14 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 15 (6 ) 15 4,51E-4 5,1 41, 15, 11,39 15,74 DN 3 (1 ) 16 3,93E-4 35, 14,3 47, 13,5 11,86 DN 1 (4 ) 17 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 18 4,74E-4 18,7 18,8 5,6 1,53 161,48 DN 1 (4 ) 19 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 4,63E-4 19, 18,4 5,6 1,33 16,13 DN 1 (4 ) 1 4,74E-4 18,7 18,8 5,6 1,53 161,48 DN 1 (4 ) 4,74E-4 18,7 18,8 5,6 1,53 161,48 DN 15 (6 ) 3 4,5E-4 5, 4,9 15, 11,37 15,4

16 Fg. 16 di 19 D (mm) S (kn) M (knm) a (N/mm ) b (N/mm ) DN (8 ) 4 4,8E-4 6,6 55,8 17,7 11,96 19,4 DN 1 (4 ) 5 4,7E-4 19,5 18,9 5,7 1,59 166, DN 1 (4 ) 6 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 DN 1 (4 ) 7 4,59E-4 18,8 18, 5,5 1, 16,45 Tab. /H: Spostamento e tensione sismica per l elemento curvo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Vita (SLV) D (mm) S (kn) M (knm) a (N/mm ) b (N/mm ) DN 65 (6 ) 1 4,8E-4 69,6 56,6 167,7 4,85 64,31 DN 1 (4 ) 5,74E-4 5, 4,4 7,4 13,69 14,9 DN 1 (4 ) 3 5,74E-4 5, 4,4 7,4 13,69 14,9 DN 15 (6 ) 4 6,1E-4 36,1 59, 1,6 16,41 19,98 DN 1 (4 ) 5 5,74E-4 5, 4,4 7,4 13,69 14,9 DN 1 (4 ) 6 5,75E-4 5, 4,4 7,4 13,71 15,7 DN 1 (4 ) 7 5,99E-4 6,6 5,8 7,8 14,48 7,41 DN 1 (4 ) 8 5,7E-4 5, 4,3 7,4 13,6 13,77 DN 1 (4 ) 9 6,11E-4 6,1 6, 7,8 14,7 5,7 DN 1 (4 ) 1 5,73E-4 5,1 4,4 7,4 13,66 14,5 DN 1 (4 ) 11 5,73E-4 5,1 4,3 7,4 13,64 14,15 DN 1 (4 ) 1 5,69E-4 4,9 4,1 7,3 13,5 1,8 DN 15 (6 ) 13 5,96E-4 35,7 58,4 1,4 16,5 17,84 DN 1 (4 ) 14 5,73E-4 5,1 4,3 7,4 13,64 14,15 DN 15 (6 ) 15 5,65E-4 33,3 54,5 19,9 15,14 3,3 DN 3 (1 ) 16 5,8E-4 45,8 163, 61,9 17,37 159,73 DN 1 (4 ) 17 5,7E-4 5, 4,3 7,4 13,6 13,77 DN 1 (4 ) 18 6,1E-4 6,1 6,3 7,8 14,74 6,7 DN 1 (4 ) 19 5,73E-4 5,1 4,4 7,4 13,66 14,5 DN 1 (4 ) 5,73E-4 5,1 4,4 7,4 13,66 14,5 DN 1 (4 ) 1 6,1E-4 6,1 6,3 7,8 14,74 6,7 DN 1 (4 ) 6,1E-4 6,1 6,3 7,8 14,74 6,7 DN 15 (6 ) 3 5,6E-4 33,1 54,1 19,8 15,4 1,64 DN (8 ) 4 5,E-4 34,9 73,3 3,3 15,7 169,9 DN 1 (4 ) 5 5,99E-4 6,6 5,8 7,8 14,48 7,41 DN 1 (4 ) 6 5,73E-4 5,1 4,4 7,4 13,66 14,5 DN 1 (4 ) 7 5,74E-4 5, 4,4 7,4 13,69 14,9 Con i valori in Tabelle /G e /H, in accordo ai criteri di verifica descritti, nelle Tabelle /I e /J sono presentati i risultati dei calcoli degli stati tensionali indotti sulle tubazioni. Per ciascuna linea esaminata, nelle Tabelle.3.3/Q e.3.3/r sono riportati i risultati delle verifiche strutturali corrispondenti al terremoto per lo Stato Limite di Danno e a quello per lo Stato Limite di salvaguardia della Vita.

17 Fg. 17 di 19 Tab. /I: Risultati delle verifiche per l elemento curvo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Danno (SLD) Diametro esterno D (mm) Stress equivalente S V (N/mm ) Stress ammissibile SMYS (N/mm ) Tasso di lavoro S V/SMYS DN 65 (6 ) 1 66,4 61,5 415,63 DN 1 (4 ) 114,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 3 114,3 88,1 36,8 DN 15 (6 ) 4 19,1 9,11 36,81 DN 1 (4 ) 5 114,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 6 114,3 87,41 36,8 DN 1 (4 ) 7 114,3 94,3 36,8 DN 1 (4 ) 8 114,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 9 114,3 89,4 36,8 DN 1 (4 ) 1 114,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) ,3 89,84 36,81 DN 1 (4 ) 1 168,3 88,1 36,8 DN 15 (6 ) ,3 89,13 36,8 DN 1 (4 ) 14 33,4 88,1 36,8 DN 15 (6 ) ,3 83,5 36,79 DN 3 (1 ) ,3 67,58 36,74 DN 1 (4 ) ,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 18 73,1 89,4 36,8 DN 1 (4 ) ,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 114,3 89,84 36,81 DN 1 (4 ) 1 114,3 89,4 36,8 DN 1 (4 ) 168,3 89,4 36,8 DN 15 (6 ) 3 114,3 8,93 36,79 DN (8 ) 4 114,3 69,57 36,75 DN 1 (4 ) 5 73,1 94,3 36,8 DN 1 (4 ) 6 114,3 88,1 36,8 DN 1 (4 ) 7 114,3 88,1 36,8

18 Fg. 18 di 19 Tab. /J: Risultati delle verifiche per l elemento curvo per il terremoto corrispondente allo Stato Limite di Vita (SLV) Diametro esterno D (mm) Stress equivalente S V (N/mm ) Stress ammissibile SMYS (N/mm ) Tasso di lavoro S V/SMYS DN 65 (6 ) 1 66,4 76,4 415,67 DN 1 (4 ) 114,3 344,51 36,96 DN 1 (4 ) 3 114,3 344,51 36,96 DN 15 (6 ) 4 19,1 353,34 36,98 DN 1 (4 ) 5 114,3 344,51 36,96 DN 1 (4 ) 6 114,3 344,9 36,96 DN 1 (4 ) 7 114,3 357,54 36,99 DN 1 (4 ) 8 114,3 343,34 36,95 DN 1 (4 ) 9 114,3 356,9 36,99 DN 1 (4 ) 1 114,3 344,1 36,96 DN 1 (4 ) ,3 343,73 36,95 DN 1 (4 ) 1 168,3 341,79 36,95 DN 15 (6 ) ,3 351,9 36,98 DN 1 (4 ) 14 33,4 343,73 36,95 DN 15 (6 ) ,3 335,59 36,93 DN 3 (1 ) ,3 36,3 36,85 DN 1 (4 ) ,3 343,34 36,95 DN 1 (4 ) 18 73,1 356,48 36,99 DN 1 (4 ) ,3 344,1 36,96 DN 1 (4 ) 114,3 344,1 36,96 DN 1 (4 ) 1 114,3 356,48 36,99 DN 1 (4 ) 168,3 356,48 36,99 DN 15 (6 ) 3 114,3 334,13 36,93 DN (8 ) 4 114,3 311,17 36,86 DN 1 (4 ) 5 73,1 357,54 36,99 DN 1 (4 ) 6 114,3 344,1 36,96 DN 1 (4 ) 7 114,3 344,51 36,96 Risultando soddisfatte tutte le verifiche eseguite, le tubazioni oggetto di analisi sono da considerarsi positivamente verificate.

19 Fg. 19 di 19 3 CONCLUSIONI Le verifiche sismiche eseguite consentono di garantire la conformità delle condotte di gas in progetto ai requisisti del D.M. della norma EN 1594 (e quindi ai criteri delle linee guida sismiche nelle Guidelines for the Seismic Design of Oil and Gas Pipeline Systems delle ASCE, richiamate nella Ref. [] dell annex E, ed alla relativa revisione ultima), nei confronti del movimento del suolo (scuotimento o shaking) provocato da un evento sismico e caratterizzato da picchi di accelerazione massima del terreno presentate in Tabella.3.3/J per lo Stato Limite di Danno e lo Stato Limite di Vita. I risultati delle analisi presentate, riguardanti elementi di tubazione rettilinei e curvi, hanno evidenziato l idoneità dello spessore della tubazione a sopportare le sollecitazioni trasmesse dal movimento transitorio del terreno durante l evento sismico. Dai risultati si evince pure che in nessun caso, per effetto dello shaking, si avvicinano i valori di resistenza a rottura dell'acciaio costituente le condotte in progetto, che sotto questo aspetto possono essere considerate assolutamente sicure. D'altra parte, per questo fenomeno, in letteratura tecnica internazionale non sono riportati casi di rottura di tubazioni integre e in acciaio, saldate e controllate con le tecniche attualmente disponibili. Si rileva a tale proposito che le tubazioni Snam Rete Gas sono periodicamente controllate dall'interno con apparecchiature automatiche che rilevano qualsiasi variazione di spessore dell'acciaio ed i fenomeni corrosivi eventualmente in atto.