Relazione di calcolo delle strutture

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2 Indice 1. PREMESSA 2 2. RIFERIMENTI 3 3. CARATTERISTICHE DEI MATERIALI 4 4. VERIFICHE DI SICUREZZA 5 FIGURE PE-GEN-REL-007-A Pagina 1 di 10

3 1. Premessa La presente relazione descrive le tipologie strutturali ed i criteri di verifica adottati per soddisfare i requisiti di sicurezza previsti dalla normativa tecnica vigente. Il progetto definitivo prevede la realizzazione dei seguenti interventi: 1. Disgaggio e stabilizzazione di blocchi lapidei mediante chiodatura e sarcitura delle discontinuità con iniezione di malta cementizia in pressione, nel caso delle aree soggette a rischio di caduta massi per crolli e/o ribaltamenti; in alcuni casi i blocchi lapidei sono stabilizzati mediante chiodature medio-profonde; 2. intervento di chiodatura diffusa del terreno (soil nailing) e posa in opera di rete paramassi aderente in acciaio. 3. completamento del canale di gronda esistente sulla cresta del pendio oggetto di intervento; 4. opera di protezione allo sbocco delle acque (quest'ultimo già esistente) a valle della via Stazione, attraverso la realizzazione di materassi antierosivi tipo Reno; 5. protezione del pendio attraverso biostuoia e idrosemina; 6. messa a dimora di talee; 7. palizzata in legno di protezione. Nella presente relazione l'attenzione è posta agli elementi strutturali con i quali saranno realizzate le chiodature, al fine di garantire per essi i livelli prestazionali richiesti dalla normativa vigente. In particolare vengono determinati i valori caratteristici delle resistenze che i suddetti elementi possono offrire. L'effetto che i suddetti elementi determinano sulle condizioni di stabilità del pendio, sono invece illustrati nella Relazione Geotecnica e Studio di Compatibilità Geologica e Geotecnica al PAI (Elaborato PE-GEN-REL-003) PE-GEN-REL-007-A Pagina 2 di 10

4 2. Riferimenti - D.M. 14 Gennaio 2008 (NTC). Nuove norme tecniche per le costruzioni (G.U. n. 29 del 4 Febbraio 2008). - Circolare n.617 del 2 Febbraio Istruzioni per l'applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio C.S.LL.PP. (2006) - Linee Guida per la redazione di Capitolati per l impiego di rete metallica a doppia torsione emesse dalla Presidenza del Consiglio Superiore LL.PP., Commissione Relatrice n 16/2006, il 12 maggio UNI EN : Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali; - UNI EN 10080:2005 Acciaio d'armatura per calcestruzzo PE-GEN-REL-007-A Pagina 3 di 10

5 3. Caratteristiche dei materiali Gli ancoraggi di consolidamento profondo tipo Gewi previsto in progetto, è costituito da una barra a filettatura continua in acciaio, con diametro e lunghezza secondo quanto stabilito nei disegni di progetto, ed attrezzata, all'estremo libero, di dado di bloccaggio. In fase di progetto, si assume per le suddette barre: f yk = tensione di snervamento caratteristica 500 MPa; f yk = tensione a rottura caratteristica f tk 550 MPa; I profilati metallici che saranno utilizzati per l'irrigidimento dei materassi Reno saranno costituiti da acciaio S235 (F360). In fase di progetto, si assume per i profilati metallici, i seguenti parametri meccanici: f yk = tensione di snervamento caratteristica 235 MPa; f tk = tensione di rottura caratterische 360 MPa PE-GEN-REL-007-A Pagina 4 di 10

6 4. Verifiche di sicurezza Di seguito vengono calcolate, in accordo alle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al DM , le resistenze per lo stato limite ultimo degli elementi previsti in progetto, da confrontare con le caratteristiche della sollecitazione, calcolate nella Relazione Geotecnica e Studio di Compatibilità Geologica e Geotecnica al Piano di Assetto Idrogeologico. CHIODATURE TIPO GEWI Le chiodature Gewi saranno utilizzate sia per la stabilizzazione di blocchi di roccia in condizioni di potenziale instabilità (L=8m), sia per il consolidamento corticale della pendice (L=3,5 m). Il valore caratteristico della resistenza a sforzo normale di trazione dell'armatura metallica costituente la barra Gewy, può essere determinato con la relazione: N Ek = f yk A = 308 KN dove f yk = 500 MPa è il valore caratteristico della tensione di snervamento; A = 6,16 cm 2 è l'area dell'armatura metallica (Φ28mm); Al fine di determinare il valore di calcolo della resistenza, si assume un diametro ridotto a causa dell'ossidazione (spessore sacrificale assunto pari a 4 mm). L'area metallica ridotta risulta quindi pari: A r = 4,52 cm 2, da cui discende un valore caratteristico della resistenza, ridotto per l'ossidazione, pari a: N EKr = f yk A r = 226 KN Il valore di calcolo della res, si ottiene un: Assunto un coefficiente parziale di sicurezza γ s = 1,15 (punto del DM 14/01/2008), si ottiene un valore di calcolo della resistenza a trazione della barra, ridotta per l'ossidazione, pari a: N EDr = N EKr / γ s = 196 KN PE-GEN-REL-007-A Pagina 5 di 10

7 Detto valori di sforzo normale di calcolo, potrà essere utilizzato nelle verifiche geotecniche finalizzate al dimensionamento degli interventi di consolidazione, fermo restando la necessità di verificare, caso per caso, le condizioni di aderenza tra acciaio e malta e tra malta e terreno, secondo quanto illustrato nella relazione geotecnica. MATERASSO TIPO RENO ANTIEROSIONE Il materasso tipo Reno è una struttura realizzata con rete metallica a doppia torsione con maglia esagonale con caratteristiche meccaniche conformi alla norma UNI-EN Il filo utilizzato nella produzione dei gabbioni dovrà essere in acciaio con lega di Zinco- Alluminio (Galfan) e ad esso dovrà essere applicato in aggiunta un rivestimento plasticato con spessore pari a 0,50 mm per consentire una maggiore protezione dalla corrosione durante l utilizzo. Le specifiche standard della combinazione maglia-filo sono indicate nella tabella seguente. Tipologia standard della combinazione maglia-filo del materasso Al fine di irrobustire la struttura, tutti i bordi sono rinforzati con un filo avente un diametro maggiore(vedi Tabella seguente). Tolleranze e rivestimenti del filo del materasso I materassi sono divisi in celle uniformi mediante diaframmi interni posti ad interasse di 1 m (Figura 1) PE-GEN-REL-007-A Pagina 6 di 10

8 seguente. Le dimensioni e le misure dei materassi tipo Reno sono riportate nella tabella Dimensioni dei materassi Reno Le operazioni di legatura possono essere effettuate utilizzando punti metallici o filo di legatura con diametro 3,0 mm e carico di rottura 170 kg/mm 2. Lo spazio fra i punti non deve eccedere i 200 mm(vedi schema di Figura 2). PROFILATI METALLICI SCATOLARI Come detto in precedenza, si prevede l inserimento nella gabbia del materasso Reno di tre profilati metallici scatolari di sezione 150x100x3.2mm e di lunghezza 2m ciascuno. Tali profilati sono stati verificati ipotizzando l'inefficacia dei chiodi intermedi ed un carico complessivo di 3.2m x 2m x 0.17m x 2 t/m 3 = t, corrispondente ad un carico distribuito sul profilato di t/m. Considerando uno schema statico di una trave su tre appoggi, il taglio massimo in corrispondenza dell appoggio centrale è pari a 1,36t. La tabella seguente mostra il calcolo delle tensioni agenti sui profilati ed una verifica preliminare degli stessi con il metodo delle tensioni ammissibili. E' inoltre riportato il calcolo delle deformazioni e spostamenti PE-GEN-REL-007-A Pagina 7 di 10

9 Si è inoltre proceduto ad eseguire le verifiche con il metodo semiprobabilistico agli stati limite, in accordo con quanto previsto dal DM 14/01/2008. La verifica è stata eseguita con l'approccio elastico. In dette condizioni sussiste la diretta proporzionalità tra le azioni agenti e le relative sollecitazioni. Con riferimento alla precedente tabella, le tensioni di calcolo agenti sono dunque pari a: σ d = γ g s x = 1,3 x 217,29 = 282,47 dan/cmq; τ d = γ g τ x = 1,3 x 295,96 = 384,75 dan/cmq; dove γ g è il coefficiente parziale di sicurezza sulle azioni relativo alle verifiche strutturali (tabella 2.6.I del DM 14/01/2008). Per gli stati tensionali biassiali si utilizza il criterio di resistenza di Von Mises, per cui la tensione normale di calcolo agente equivalente è pari a: σ id,d = (σ 2 d + 3 τ 2 d ) 0.5 = ( ,56+3x79.789,30) 0.5 = 723,8 dan/cmq = 72,38 MPa Considerando un coefficiente parziale sulle resistenze pari a γ M0 =1,05 (Tab. 4.2.V del DM 14/01/2008) si ottiene una tensione resistente di calcolo pari a: σ R = f yk /γ M0 = 235/1,05 = 223,8 MPa > σ id,d PE-GEN-REL-007-A Pagina 8 di 10

10 FIGURE Consolidamento dissesto idrogeologico del versante a monte di via Stazione Relazione di Calcolo delle Strutture PE-GEN-REL-007-A Pagina 9 di 10

11 Figura 1 Schema materasso tipo Reno Figura 2 Tipologia di legatura PE-GEN-REL-007-A Pagina 10 di 10