Il calcolo Verifica Statica Tubo

Una condotta interrata Ŕ soggetta a carichi verticali costituiti dal peso del terreno di ricoprimento, da eventuali sovraccarichi accidentali e dal peso dell’acqua contenuta, tali carichi tendono ad ovalizzare la condotta.

 

Il comportamento statico della condotta, rigido o flessibile, dipende dall’interazione tra la condotta ed il terreno ed Ŕ, quindi, funzione delle caratteristiche della condotta (dimensioni e materiale), del terreno e della posa.

L’analisi dei carichi Ŕ svolta secondo la teoria di Marston & Spangler.

La verifica statica di condotte interrate rigide prevede il calcolo dei carichi ovalizzanti e la verifica allo stato limite ultimo di resistenza. Qualora non sia noto il carico di rottura a schiacciamento della condotta Ŕ possibile eseguire una verifica alle tensioni ammissibili (normativa francese Ouvrages d’assainissement. Fascicule n░70).

La verifica statica di condotte interrate flessibili, che pu˛ essere svolta con il metodo di Spangler o seguendo le indicazioni della normativa americana ANSI-AWWA C950/88, riguarda il calcolo dei carichi, della inflessione diametrale, della tensione e deformazione massime di flessione e la verifica all’instabilitÓ all’equilibrio elastico (buckling).

E’ possibile eseguire anche la verifica statica di tubazioni in pressione.

 

Il software consente il calcolo automatico della rigidezza della condotta:

Definizione della rigidezza della condotta

coefficiente di elasticitÓ  n=Es/Et(r/s)3

dove

Es = modulo di elasticitÓ del terreno

Et =modulo di elasticitÓ della tubazione

r = raggio medio della tubazione r=(D-s)/2

D = diametro esterno della tubazione

s= spessore della tubazione

n>=1 tubazione flessibile

Tubazione Rigida - Verifica allo stato limite ultimo di resistenza

  1. Determinazione dei carichi: carico dovuto al rinterro, in funzione del tipo di posa, (trincea stretta o larga), sovraccarichi mobili concentrati e distribuiti, carico dovuto alla massa d’acqua contenuta nella condotta, calcolo del carico per pressione idrostatica esterna;
  2.  Definizione del coefficiente di posa;
  3.  Verifica: Qr/Qt<=Coeff. Sic.

Qr = carico di rottura in trincea

 Qt = risultante dei carichi

 Coeff. Sic. = coefficiente di sicurezza allo schiacciamento, di solito pari a 1.5.

 Tubazione Rigida - Verifica alle tensioni ammissibili

  1. Determinazione dei carichi: carico dovuto al rinterro, in funzione del tipo di posa, (trincea stretta o larga), sovraccarichi mobili concentrati e distribuiti, carico dovuto alla massa d’acqua contenuta nella condotta, calcolo del carico per pressione idrostatica esterna;
  2.  Valutazione del momento flettente massimo M;
  3. Verifica s/samm <=Coeff.Sic

 s = 6M/s2

 samm = sigma ammissibile

  Coeff. Sic. = coefficiente di sicurezza, di solito pari a 1.5.

 

Tubazione Flessibile

  1.  Determinazione dei carichi: carico dovuto al rinterro, sovraccarichi mobili concentrati e distribuiti, carico dovuto alla massa d’acqua contenuta nella condotta, calcolo del carico per pressione idrostatica esterna;
  2.  Calcolo dell’inflessione diametrale verticale:                 Dy=(DeWC+WL)Kxr3/(EtI+0.061KaEsr3)+Da

                 

                 dove:

                 De = fattore di ritardo d’inflessione

                 WC = carico dovuto al rinterro

                 WL = carico mobile

                  Kx = coefficiente di inflessione

                  r = raggio medio della tubazione r=(D-s)/2

                  Et = modulo di elasticitÓ della tubazione

                  I = momento di inerzia

                  Ka, Da = parametri per passare da inflessione media

                  a inflessione massima caratteristica 

                  Es = modulo di elasticitÓ del terreno

 

                  e verifica  Dy<=Dymax

 

  1.  Verifica: s/ slim <=Coeff.Sic

            s = tensione dovuta alla deflessione diametrale

            slim = tensione limite ultima

                coeff. Sic. = coefficiente di sicurezza, di solito pari a 1.5.

 

  1.  Verifica: e/ elim <=Coeff.Sic

            e= deformazione massima

            elim = deformazione limite ultima

                Coeff. Sic. = coefficiente di sicurezza, di solito pari a 1.5

 

  1.  Verifica all’instabilitÓ all’equilibrio elastico (buckling)
Consiste nel verificare che la pressione dovuta ai carichi esterni, nel caso di depressione interna in condotta o nel caso di sovraccarichi mobili, non superi la pressione ammissibile di buckling, grandezza che dipende dalle caratteristiche geometriche della condotta, dal suo materiale e dalle caratteristiche di posa (altezza di rinterro, modulo di elasticitÓ del terreno, etc.).