COMUNE DI NAPOLI. Direzione Centrale Servizio Ciclo Integrato delle Acque

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2 COMUNE DI NAPOLI Direzione Centrale Servizio Ciclo Integrato delle Acque INTERVENTI PRIORITARI SUL BACINO AFFERENTE IL COLLETTORE ARENA S. ANTONIO LOTTO E LOCALITA CASE PUNTELLATE PROGETTO ESECUTIVO STRUTTURE RELAZIONE sulla PERICOLOSITA SISMICA del SITO di COSTRUZIONE Napoli, Settembre 2017

3 INDICE 1. PREMESSA NORMATIVA PARAMETRI SISMICI DI BASE Vita nominale, classi d uso e periodo di riferimento Categoria sismica del suolo Spettro di risposta elastico in accelerazione Coefficienti sismici per metodo pseudo statico Paratie L=8,20 m / 8,50m Paratia L=7,50m Paratia L=9,00m Paratia L=12,00m Definizone delle azioni elementari e combinazioni di verifica CONCLUSIONI La presente relazione risulta costituita da n. 14 pagine oltre la copertina. 2

4 1. Premessa. La presente relazione illustra le valutazioni di modellazione sismica relative all intervento strutturale associato alla rimodulazione e miglioramento delle condizioni di funzionamento idraulico di parte del collettore S. Antonio Lotto E Località case puntellate in Napoli. Committente il Comune di Napoli Servizio Ciclo integrato delle Acque. Le strutture, tutte interrate, e costituite da elementi di paratia per la protezione provvisionale in fase di scavo delle opere idrauliche, in scatolari di condotta ed in cameroni di confluenza e restituzione, risultano localizzabili in Napoli alle coordinate medie lat 40,851 e lon 14,222. Di seguito si riportano: - I dati di classificazione della struttura in relazione alla vita utile; - I parametri di caratterizzazione simica in relazione alla categoria di suolo; - La determinazione dello spettro elastico di risposta in termini di componenti orizzontali della accelerazione; - La determinazione dei coefficienti di azione orizzontale per metodo pseudostatico Le strutture in questione sono realizzate in c.c.a., pertanto ai fini della determinazione degli spettri si è utilizzato un fattore di ξ = 0,05. 3

5 2. Normativa Il progetto è stato elaborato mediante schematizzazioni ed analisi numeriche proprie della Scienza delle Costruzioni. La progettazione strutturale è stata impostata secondo i dettami del D.M Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni. In assenza di determinazioni dirette, le verifiche sono state condotte secondo i dettami dell eurocodice 3 EN Progettazione delle strutture in acciaio. Si è fatto, inoltre riferimento alla seguente normativa o letteratura tecnica di comprovata validità: - D.M. 14/01/2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni. - Circolare 617/09 Istruzioni per l applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14/01/08. - EN :2004 Eurocode 2 Design on concrete structures part 1-1 General Common Rules for building and civil engineering structures; - EN Eurocode 8 Design of structures for earthquake resistance Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings. - UNI EN Progettazione delle strutture in acciaio Parte 1 Regole generali e regole per gli edifici. - Legge regionale n.9 del 7 gennaio 1983 e ss.mm. e ii.: Norme per l esercizio delle funzioni regionali in materia di difesa del territorio da rischio sismico e successive modifiche e Regolamenti attuativi. Le elaborazioni numeriche ed i calcoli strutturali sono stati condotti con i seguenti programmi di calcolo: Travilog Titanium Logical Istruments s.r.l. Desio (MI) Licenza n. E5473 cod. cliente HWKey 8251 intestato a dr. Ing. Carmine Sangiuliano socio della Sparacio&Partners che acconsente all utilizzo. Aztec Pac 10.0 Max 10.0 Carl 10.0 Licenza n. AIU2916XC intestata a Sparacio&Partners srl Alcune verifiche sono realizzate utilizzando fogli di calcolo realizzati nell ambito delle attività scientifiche sviluppate dallo studio tecnico Sparacio&Partners s.r.l. 4

6 3. Parametri sismici di base Vita nominale, classi d uso e periodo di riferimento. Le strutture sono state progettate per una vita nominale V N 50 anni, ricadendo la costruzione nel tipo 2 di cui alla tabella 2.4.I delle NNTC La costruzione, in relazione alle conseguenza di una interruzione di operatività in presenza di azioni sismiche, rientra nella Classe II di cui al p.to delle NNTC Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Il periodo di riferimento per l azione sismica è definito al p.to delle NNTC come: Con V R = V N * C U VN = Vita Nominale CU = Coefficiente d uso pari ad 1 per la Classe II. Nel caso in questione: V R = 50 * 1 = 50 anni 3.2. Categoria sismica del suolo Ai fini della definizione degli spettri di risposta elastici in accelerazione per la determinazione della risposta sismica delle strutture, sulla scorta della Relazione Geologica a firma del dott.vincenzo Cimmino, dei dati di letteratura e delle prove in sito eseguite dal laboratorio PLP srl con sede in via Cutinelli, 121/C Baronissi (SA), si è assunta per il suolo la categoria B [p.to NNTC] Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30,00 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 360m/s e 800m/s, (ovvero N SPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e c u,30 > 250KPa nei terreni a grana fina). Tale suolo per la localizzazione del sito in questione (LAT LON ) risulta caratterizzato da una accelerazione di riferimento ag pari a g per la condizione di Stato Limite di Danno (SLD), di 0,167 g per la condizione di Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV). Le condizioni topografiche sono state considerate come T1 superficie pianeggiante o con pendii e rilievi isolati con inclinazione media i 15. Il coefficiente di amplificazione topografica è stato assunto pari a S T = 1. 5

7 3.3. Spettro di risposta elastico in accelerazione. Nono sono state considerate le componenti verticali della azione sismica ai fini delle verifiche globali. Gli spettri di risposta utilizzati per le condizioni limite sono definiti dai parametri riportati nella tabella che segue: DATI SISMICI DI PROGETTO N.N.T.C Vita nominale dell'opera V N 50 anni p.to Classe d'uso Classe = II p.to Coefficiente d'uso Cu Cu = 1 tab. 2.4.II Periodo di riferimento per l'azione sismica V R = 50 anni V R = V N * C U p.to Categoria di Suolo B p.to Categoria topografica T1 Coordinate geografiche sito di intervento Lat = 40,851 Long = 14,222 SLO Stato Limite Operativo F0 = 2,349 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,044 " Cc = 1,41 " T* C = 0,284 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,402 Tc = Cc * T*c " T B = 0,134 T B = Tc / 3 T D = 1,776 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " SLD Stato Limite di Danno F0 = 2,33 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,059 " Cc = 1,39 " T* C = 0,312 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,433 Tc = Cc * T*c " T B = 0,144 T B = Tc / 3 T D = 1,836 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " SLV Stato limite di salvaguardia della vita F0 = 2,366 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,167 " Cc = 1,37 " T* C = 0,336 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,460 Tc = Cc * T*c " T B = 0,153 T B = Tc / 3 T D = 2,268 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " SLC Stato limite di collasso F0 = 2,432 dal reticolo sismico Ss = 1,19 p.to ag / g = 0,213 " Cc = 1,37 " T* C = 0,339 " S T = 1,00 " S = 1,193 S = Ss * S T Tc = 0,463 Tc = Cc * T*c " 6

8 Per un fattore ξ di smorzamento pari al 5% lo spettro di risposta elastico in termini di risposta orizzontale utilizzato nella modellazione FEM è il seguente: Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente orizzontale. NNTC Materiale cls ξ = 0,050 η = 1,00 = [10/(5+ ξ)] SLO F0 = 2,349 Ss = 1,200 F0 = 2,330 Ss = 1,200 ag / g = 0,0440 Cc = 1,415 ag / g = 0,0590 Cc = 1,389 T* C = 0,284 S T = 1,000 T* C = 0,312 S T = 1,000 S = 1,200 Tc = 0,402 S = 1,200 Tc = 0,433 T B = 0,134 T D = 1,776 T B = 0,144 T D = 1,836 SLD SLV F0 = 2,366 Ss = 1,200 F0 = 2,432 Ss = 1,193 ag / g = 0,1670 Cc = 1,368 ag / g = 0,2130 Cc = 1,366 T* C = 0,336 S T = 1,000 T* C = 0,339 S T = 1,000 S = 1,200 Tc = 0,460 S = 1,193 Tc = 0,463 T B = 0,153 T D = 2,268 T B = 0,154 T D = 2,452 SLC 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 SLO SLD SLV SLC 0,20 0,10 0,00 7

9 3.4. Coefficienti sismici per metodo pseudo statico Paratie L=8,20 m / 8,50m DATI SISMICI DI PROGETTO calcolo paratie N.N.T.C Categoria di Suolo B Categoria topografica T1 p.to Coordinate geografiche sito di intervento Lat = 40,851 Long = 14,222 SLO Stato Limite Operativo F0 = 2,349 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,044 " Cc = 1,41 " T* C = 0,284 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,402 Tc = Cc * T*c " T B = 0,134 T B = Tc / 3 T D = 1,776 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " ah = 0,026 Accelerazione pseudostatica SLV Stato limite di salvaguardia della vita F0 = 2,367 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,167 " Cc = 1,37 " T* C = 0,336 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,460 Tc = Cc * T*c " T B = 0,153 T B = Tc / 3 T D = 2,268 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " ah = 0,100 Accelerazione pseudostatica Altezza paratia H = 8,20 m us = 0,041 m us =0,005 * H α = 1 Fig NTC β = 0,5 Fig

10 Paratia L=7,50m DATI SISMICI DI PROGETTO calcolo paratie N.N.T.C Categoria di Suolo B Categoria topografica T1 p.to Coordinate geografiche sito di intervento Lat = 40,851 Long = 14,222 SLO Stato Limite Operativo F0 = 2,349 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,044 " Cc = 1,41 " T* C = 0,284 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,402 Tc = Cc * T*c " T B = 0,134 T B = Tc / 3 T D = 1,776 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " ah = 0,029 Accelerazione pseudostatica SLV Stato limite di salvaguardia della vita F0 = 2,367 dal reticolo sismico Ss = 1,20 p.to ag / g = 0,167 " Cc = 1,37 " T* C = 0,336 " S T = 1,00 " S = 1,200 S = Ss * S T Tc = 0,460 Tc = Cc * T*c " T B = 0,153 T B = Tc / 3 T D = 2,268 T D = 4,0 * ag/g + 1,60 " ah = 0,108 Accelerazione pseudostatica Altezza paratia H = 7,50 m us = 0,038 m us =0,005 * H α = 1 Fig NTC β = 0,54 Fig

13 3.5. Definizone delle azioni elementari e combinazioni di verifica. Le verifiche sono state condotte sia con riferimento alla condizione non sismica che con riferimento a quella sismica. Le combinazioni sono quelle di seguito riportate utilizzando quali coefficienti di combinazione quelli forniti dalla tab. 2.5.I delle NNTC riportata a fine paragrafo. Per la condizione non sismica, agli SLU è stata utilizzata la seguente combinazione: Combinazione fondamentale SLU: γ G1 G1 + γ G2 G2 + γ P P + γ Q1 *Q k1 + γ Q2 *ψ0 2 *Q k2 + γ Q3 *ψ0 3 *Q k3 +. Sono state condotte anche verifiche all esercizio secondo le combinazioni: Combinazione caratteristica rara SLE: G1 + G2 + P + Q k1 + ψ 02 *Q k2 + ψ 03 *Q k3 +. Combinazione frequente SLE: G1 + G2 + P + ψ 11 Q k1 + ψ 22 *Q k2 + ψ 23 *Q k3 +. Combinazione quasi permanente SLE: G1 + G2 + P + ψ 21 Q k1 + ψ 22 *Q k2 + ψ 23 *Q k3 +. Le verifiche di deformazione sono state eseguite per la condizione SLE rara. E stata utilizzata la seguente combinazione tra le azioni sismiche e quelle gravitazionali: G1 + G2 + P + E + (ψ 2j *Q kj ) I coefficienti parziali di combinazione adottati sono quelli di seguito descritti: I coefficienti parziali per le azioni e per l effetto delle azioni sono i seguenti: 12

14 Nel caso in questione essendo deterministicamente definiti i valori dei carichi permanenti portati per le combinazioni è stato assunto il valore di γ G2 = 1,30. Le verifiche degli elementi strutturali in elevazione sono state condotte per la condizione STR A1. 13

15 4. Conclusioni. Il progetto presentato è stato redatto con la normativa sismica di cui al D.M. 14/01/2008. In seguito alle calcolazioni eseguite ed alle verifiche effettuate, si può affermare che le opere progettate rispettano tutte le prescrizioni di cui alla normativa vigente. Napoli, Settembre