Il problema

La progettazione della centrale idroelettrica è stata particolarmente impegnativa a causa dei notevoli carichi idraulici generati dall’evento idrologico con tempo di ritorno di 200 anni (livello dell’acqua a 7 m sopra la copertura dell’impianto) in combinazione con una pressione laterale del suolo sbilanciata. La struttura principale, incassata nel terreno per 13 m, attraversa tre strati di terreno molto diversi da un punto di vista geotecnico.

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Centrale idroelettrica
verifiche geotecniche per il progetto di strutture di centrali idroelettriche
Sezione geotecnica corpo centrale

Soluzione

L’intera struttura della centrale idroelettrica è stata modellata con un modello a E.F. a guscio spesso. Sono stati identificati tre corpi principali: struttura di ingresso, struttura centrale principale e struttura di uscita. A causa dell’unità geologica molto diversa attraversata, il ricorso a pali è stato necessario per la struttura di ingresso, che poggiava sullo strato più morbido. I tre corpi erano separati da appositi giunti sigillati, che permettevano un certo grado di movimento relativo.

L’interazione della suolo-struttura è stata presa in considerazione in tutta l’estensione del modello numerico. In particolare, per il corpo centrale e per la struttura di uscita è stato utilizzato un letto di molle non lineari per includere la rigidezza variabile del terreno sottostante. Nel caso della struttura di ingresso, è stata adottata una soluzione mista con un palo di fondazione sotto ogni singola colonna che sostiene la piastra di copertura. Questo ha permesso il trasferimento del carico dalla colonna direttamente allo strato rigido inferiore (ghiaie). La platea fra i pali è stata modellata su terreno non lineare e l’interazione con i pali è stata valutata con parametri di terreno variabili.

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Sezione trasversale modello a E.F.
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Curve livello pressioni terreno
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Mappa momento flettente piastra di fondazione

Progetto

Il modello numerico è stato utilizzato per analizzare le forze interne nelle strutture in calcestruzzo e per il calcolo del contenuto di armatura. In questo caso è stato creato un algoritmo ad hoc per verificare le sezioni trasversali del calcestruzzo secondo la normativa italiana NTC 2008 e per la sua ottimizzazione. Il modello è stato quindi eseguito più volte in un processo iterativo volto a ridurre il contenuto di materiale mantenendo il necessario livello di sicurezza strutturale.