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1 Costruzioni idrauliche Dighe e traverse III COSTRUZIONI IDRAULICHE COSTRUZIONI IDRAULICHE Prof. Luigi Butera Politecnico di Torino Costruzioni idrauliche Dighe e traverse III DIGHE E TRAVERSE III parte DIGHE E TRAVERSE III parte Prof. Luigi Butera Politecnico di Torino

LEZ 03 BUTERA.PPT [Sola lettura] [modalità compatibilità]corsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02AMDGQ/LEZ_03_BUTERA.pdf · m⋅C Costruzioni idrauliche Dighe e traverse III Azioni

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1

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

COSTRUZIONI IDRAULICHE

COSTRUZIONI IDRAULICHE

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

DIGHE E TRAVERSEIII parte

DIGHE E TRAVERSEIII parte

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

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2

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Argomenti della lezioneArgomenti della lezione

Dighe a gravità: sollecitazioniDighe a gravità: sollecitazioniDighe a gravità: sollecitazioniDighe a gravità: sollecitazioni

Calcolo delleCalcolo dellesollecitazioni principalisollecitazioni principaliCalcolo delleCalcolo dellesollecitazioni principalisollecitazioni principali

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Effetti termici e del ritiroEffetti termici e del ritiroEffetti termici e del ritiroEffetti termici e del ritiro

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

SollecitazioniSollecitazioni

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

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3

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Peso strutturaPeso struttura

Azioni sulla strutturaAzioni sulla struttura

Peso strutturaPeso struttura

AcquaAcqua

GhiaccioGhiaccio

SottopressioniSottopressioni

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

SottopressioniSottopressioni

Azioni sismicheAzioni sismiche

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Peso della strutturaPeso della struttura

yyxx

hh

αα

ββ

σMσMσVσV

PCPC

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

P peso strutturaPc peso coronam.P peso strutturaPc peso coronam.

PP

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4

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Peso della strutturaPeso della struttura

yyxx

hh

PCPC

αα

ββ

3m mkgp

23502300 ÷≅γ

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

PPP peso strutturaPc peso coronam.P peso strutturaPc peso coronam.

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Spinta dell’acquaSpinta dell’acqua

S0S0

SvSv

Q diQ diS’0S’0

S’vS’v

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Quota di massimoinvaso

Quota di massimoinvaso

Quota dimassima regolazione

Quota dimassima regolazione

S 0S 0

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5

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Spinta del ghiaccioSpinta del ghiaccio

SgSg

Ω⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 2g cmkgp

5,1S

Retta d’azione dellaspinta del ghiaccioRetta d’azione dellaspinta del ghiaccio

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Quota di massimoinvaso

Quota di massimoinvaso

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

ΩΩ

Spinta del ghiaccioSpinta del ghiaccio

Area convenzionalesu cui agisce la

spinta (spessore minimo 20 cm)

Area convenzionalesu cui agisce la

spinta (spessore minimo 20 cm)

SgSg

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Quota di massimoinvaso

Quota di massimoinvaso

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6

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Spinta acqua e ghiaccioSpinta acqua e ghiaccio

Sg

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

1° caso 2° casoS’aS’a SaSa

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

aag 'SSS ≤≥+VerificaVerifica

Sg

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

1° caso 2° casoS’aS’a SaSa

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

SottopressioniSottopressioni

Canne Canne didi

10

Φ1

0 Φ

drenaggiodrenaggio

AAAA

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Sez. A-ASez. A-A

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

SottopressioniSottopressioni

Senza Senza didi

ConCon didicanne canne didi

drenaggiodrenaggiocanne canne didi

drenaggiodrenaggio

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

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8

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

SottopressioniSottopressioni

yy aa bb

γayγay(0,3÷0,5)γay(0,3÷0,5)γay

SbSb

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Sezione di verificaSezione di verifica

SaSa

bb

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Azioni sismicheAzioni sismiche

AA sxsx 2SC

BB

MM VV

dxdx

sxsx100

C =

Grado di sismicitàGrado di sismicitàSS

Coeff. intensità i i

Coeff. intensità i i

CC

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

sismicasismica

CF m⋅γ=Azioni orizzontaliAzioni orizzontali

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Azioni sismicheAzioni sismiche

AA sxsx 2SC

− 50m ≥

BB

MM VV

dxdx

sxsx100

C =

Grado di sismicitàGrado di sismicitàSS

Coeff. intensità i i

Coeff. intensità i i

CC

5,0m ≥

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

sismicasismica

CmF m⋅γ⋅=Azioni verticaliAzioni verticali

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Azionisismiche

Azionisismiche

ββ

y0y0

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

γay0γay0

y0y0

ppcyCp oa ⋅⋅γ⋅=

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

cyCp oa ⋅⋅γ⋅=Azioni

sismicheAzioni

sismiche

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−+⎟

⎞⎜⎝

⎛−=

oooo

m

yy

2yy

yy

2yy

2c

c

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

74.0)(fcm ≈β=

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

MM VVm0 100

2S2F γ⋅

−×= m0 100

γ

Diga ad arcoDiga ad arco

Diga arco – gravitàDiga arco – gravità

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Diga arco gravitàDiga arco gravità

Diga a cupolaDiga a cupola

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

sxsx

m0 1002S

2F γ⋅−

×=

dxdx

m0 100γ

Diga a speroni a vani interniDiga a speroni a vani interni

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Diga a speroni (solo per gli speroni)

Diga a speroni (solo per gli speroni)

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Calcolo delle sollecitazioni principali

Calcolo delle sollecitazioni principali

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Calcolo delle sollecitazioniCalcolo delle sollecitazioni

AA AA

yy

xxy1y1

σσ

JxM

AN ⋅

+=σ

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

σMσMσVσV

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

AA

MonteMonte ValleValle

AAAA AA

γyγyσ’2Mσ’2M

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

σMσM

τMτM

ββ

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

βσ+βγ=⋅σ 2'M2

2M cossiny1

’’

2i

2iM

2

2

2M'

M2

y)1(

cossin

ycos

θγ−θ+σ=

ββ

γ+β

σ=σ

γyγyσ’2Mσ’2M

σMσM

τMτM

ββ

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

iM

'M2M

)y(

sincosysincos

θγ−σ=

ββγ−ββσ=τ

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

AA

MonteMonte ValleValle

AAAA AA

γyγyσ’2Mσ’2M σ’2Vσ’2V

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

σMσM

τMτM

ββ

σVσV

τVτV

αα

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

)1( 2eV

'V2 θ+σ=σ

σVσV

σ’2Vσ’2V

τVτV

αα49.07.0 2ee =θ⇒=θ

' 51 σσ

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

eVV

VV2 5.1

θ⋅σ=τ

σ⋅=σ

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Valori limiteValori limite

In caso di sismaIn caso di sisma

2cmkgp

3<σ− 2cmkgp

5<σ−

In caso di sismaIn caso di sisma

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

cR41

<σ+ 2c cmkgp

150R >

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Effetti termici e del ritiro

Effetti termici e del ritiro

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

Presa ed indurimento del clsPresa ed indurimento del cls

CauseCause

Presa ed indurimento del clsPresa ed indurimento del cls

C15tritiro °−=∆

Variazioni stagionalidi temperaturaVariazioni stagionalidi temperatura

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

di temperaturadi temperatura

C10tstag °±=∆

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

EffettiEffetti

)C15t()C10t( °−=∆+°−=∆ )C15t()C10t( ritinv =∆+=∆

mm75.3LLC25ttot =⋅ε=∆⇒°−=∆

tott∆⋅α=ε Deformazione unitariaDeformazione unitaria

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Coefficiente didilatazione termica

Coefficiente didilatazione termica

)C(10 15 −− °=α

Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

EffettiEffetti

)C15t()C10t( °−=∆+°+=∆

tott∆⋅α=ε Deformazione unitariaDeformazione unitaria

)C15t()C10t( ritest =∆++=∆

mm75.0LLC5ttot =⋅ε=∆⇒°−=∆

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino

Coefficiente didilatazione termica

Coefficiente didilatazione termica

)C(10 15 −− °=α

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Costruzioni idraulicheDighe e traverse III

COSTRUZIONI IDRAULICHE

COSTRUZIONI IDRAULICHE

Prof. Luigi ButeraPolitecnico di Torino