Author Topic: Vento e neve oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarli?  (Read 7116 times)

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Offline Bruno Palmero

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Buongiorno a tutti.

Apro questo topic per chiedere un'informazione: sto facendo uno studio personale sulle azioni agenti sulle strutture nella mia regione e mi sono imbattuto nel problema di stimare l'importanza di quelle ambientali (neve e vento) oltre i 1500 m s.l.m. (le NTC danno le formule fino a quella quota... da lì in su ci si deve rifare a studi specifici). Il motivo di arrivare fino a circa 2000/2500 m è che ci sono ancora un certo numero di abitazioni e strutture. Senza considerare i casi speciali come questo

http://www.nuovefuniviemontebianco.com/

Per il carico neve sto cercando di sbrogliarmela: in Valle d'Aosta è stato fatto uno studio statistico sulle altezze di neve al suolo, anche se il passaggio alla pressione è un po' complicato (per via della difficoltà di stimare la densità che varia in funzione di molte variabili).

Sul carico vento non so invece da dove iniziare.

Il problema principale è che sopra i 1500 m sul livello del mare la velocità del vento inizia a diventare importante con valori pari a 30-35 m/s (per via della correzione 1/s). E' da notare che il carico vento arriva a circa 1,5-2 kN/m2 tra parete sopravento e sottovento alla quota di 2000 m.

Ho pensato di fare riferimento all'atlante nazionale del vento per vedere se c'erano indicazioni in proposito ma ho notato che le velocità indicate sono dell'ordine di 7-10 m/s quindi ben lontane dai valori di vb pari a 25 e oltre. Immagino che sia stato effettuato un trattamento statistico... oppure sto considerando due grandezze totalmente diverse (da ignorante in materia eolica quale sono).

L'atlante eolico è reperibile qui

http://atlanteeolico.rse-web.it/viewer.htm

Avete qualche idea in proposito?

Grazie in anticipo per l'eventuale aiuto fornito,

Saluti e buon lavoro a tutti
« Last Edit: 01 October , 2014, 12:23:08 PM by Bruno Palmero »
cit. Il Santo (film 1997) Mi chiamo August Cristopher, porto il nome di Sant’Agostino, autore della mia frase preferita: “Signore dammi la castità e la costanza…ma non darmele adesso!!”.

cit. Rambo3ITA "Dobbiamo credere, perché la realtà di 4000 anni di storia documentata ce lo dimostra, che uscire dal buio è possibile e sicuro. Teniamo duro, perché domani è un giorno in meno che resta al buio"

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Offline Salvatore Bennardo

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Re:Vento oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarlo?
« Reply #1 on: 17 September , 2014, 21:13:35 PM »
qui l' 08/08/2014 antonio ha linkato un documento del CNR.
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Offline Bruno Palmero

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Re:Vento e neve oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarli?
« Reply #2 on: 18 September , 2014, 08:53:18 AM »
qui l' 08/08/2014 antonio ha linkato un documento del CNR.

Wow, topic bollente!

Grazie e buon lavoro
« Last Edit: 01 October , 2014, 12:22:17 PM by Bruno Palmero »
cit. Il Santo (film 1997) Mi chiamo August Cristopher, porto il nome di Sant’Agostino, autore della mia frase preferita: “Signore dammi la castità e la costanza…ma non darmele adesso!!”.

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Offline Betoniera

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Re:Vento oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarlo?
« Reply #3 on: 18 September , 2014, 15:37:39 PM »
... Il problema principale è che sopra i 1500 m sul livello del mare la velocità del vento inizia a diventare importante con valori pari a 30-35 m/s (per via della correzione 1/s). E' da notare che il carico vento arriva a circa 1,5-2 kN/m2 tra parete sopravento e sottovento alla quota di 2000 m.

Ciao Bruno Palmero

In merito alle formulazioni per il calcolo del vento, avevo segnalato nel 2006 una anomalia nel calcolo secondo DM 1996
A questo proposito vedi questo post che avevo scritto in quell'anno.

http://www.ingegneri.info/forum/viewtopic.php?f=8&t=4733&hilit=vento

Allora non c'era la limitazione della norma a 1500 m. dal calcolo mi venivano pressioni di 300 kg/m2 e mi era venuto il dubbio che ci fosse qulacosa di sbagliato nelle formule.
Avevo espresso questi dubbi al prof. Toniolo, al prof Gelfi e la prof Solaris. Quest'ultimo in particolare era particolarmente esperto nel problema del vento.
Mi mandò un E-Mail dove mi confermò che, effettivamente, quei valori di 300 kg/m2 erano stati registrati in alta montagna dai rilevatori.
Inoltre il prof. Toniolo aveva già rilevato l'anomalia dei risultati di calcolo del vento ad alta quota ed aveva proposto di fissare nella normativa, una quota massima per il calcolo. Cosa che poi è stata recepita.
Ma questo non risove il problema di base: Il vento è fortemente aleatorio e i valori di calcolo vengono spesso superati nella realtà
Il documento più avanzato che abbiamo sul vento è il seguente:
CNR DT 207/2008,"Istruzioni per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni"
Questo documento va oltre la normativa e sicuramente troverai spunti interessanti.

Altro aspetto che non viene ancora preso in considerazione è il formarsi di fenomeni come i tornado e i downburst.
Questi fenomeni si presentano nelle località di mare. Si dicono rari, ma, per me, cominciano ad essere pittosto frequenti.
Si parla di velocità dell'ordine di 150 km/h e anche più.
Un vento a quella velocità produce una pressione dell'ordine di 200-250 kg/m2.
Questo perchè il rapporto tra velocità e pressione non è proporzionale, ma logaritmico. Per cui una piccola velocità del vento in più provoca un grande aumento di pressione.
Ciao

Offline Bruno Palmero

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Re:Vento oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarlo?
« Reply #4 on: 20 September , 2014, 15:55:35 PM »
Caro Betoniera,
ti ringrazio per il chiarimento e per il link al tuo post di alcuni anni fa.

In effetti ero un po' preoccupato dell'entità delle azioni fino a 2500 m. Sto lavorando con un software gis gratuito (QGIS 2.4 Chugiak) e ho visto che, incrociando diversi database tra cui OSM (Open Street Map), la maggior parte degli edifici è situato fra i 300/400 m i 2500 m: sopra i 2500 ho trovato solo qualche centinaio di fabbricati ma si tratta -perlopiù- di rifugi, casotti e altro.

Vi ringrazio per avermi segnalato le CNR DT: in effetti si tratta di un documento di un certo spessore che ha moltissime utili informazioni. Una parte non facile è quella di valutare la giusta rugosità (anche se esistono diversi studi in merito che si rifanno al Corine Land Cover, una carta di uso del suolo a cui può essere associata la rugosità del suolo) mentre una parte complicata è quella di valutare gli effetti topografici (similmente a quanto si deve fare per l'incremento dell'azione sismica).

Non avevo mai sentito parlare dei downburst. Intendi questo? http://it.wikipedia.org/wiki/Microburst

Per il carico neve sono riuscito a ridurre un po' l'entità del carico neve fino ai 2500 m perchè nella mia regione è stato fatto uno studio specifico sullo spessore della neve al suolo (tramite trattamenti statistici dei dati rilevati). La parte più complicata sembra essere quella dedicata al calcolo della densità (anche se me la sto cavando utilizzando una norma svizzera sul dimensionamento dei paravalanghe).

Ammetto che, sommando le sollecitazioni di vento e neve, non dovrei avere particolari problemi dal punto di vista sismico (le strutture civili sono già abbondantemente sovradimensionate in condizioni statiche, visto che il vento non entra nel calcolo sismico e la neve sopra i 1000 metri con un misero psi=0.2).

Vedrò cosa uscirà dai calcoli e, se sopravviverò al lavoro, metterò a disposizione i risultati per discuterne insieme.

Grazie ancora per la cortesia e buon week end,

Saluti

 :oook:
« Last Edit: 01 October , 2014, 12:23:59 PM by Bruno Palmero »
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Offline Betoniera

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Re:Vento oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarlo?
« Reply #5 on: 21 September , 2014, 00:22:07 AM »
... Non avevo mai sentito parlare dei downburst. Intendi questo?...
Anch'io non ne avevo mai sentito parlare, fino a quando, durante una manifestazione, è successo che si è oscurato improvvisamente il cielo. Si è alzato un vento fortissimo (150 km/h) con caduta di grossa grandine. Il fenomeno è durato appena 3 minuti ed ha investito una piccola zona del territorio.
Ma in quella zona ho visto alberi del diametro di 70 cm sradicati, 2 pesanti gru di acciaio e qualche camion si sono ribaltati, un container di acciaio adibito ad ufficio è stato ribaltato, alcuni tetti di case con manto di copertura in tegole sono volati via.
Il tutto, ripeto, è durato solo 3 minuti.
Successivamente un esperto in meteorologia ha spiegato che si era trattato del fenomeno del downburst. E' un fenomento che può verificarsi nelle località di mare. Si tratta di un flusso di aria fredda che improvvisamente precipita da 10.000 m di quota e impatta sul suolo portando con sè grandine e volocità del vento di 150-160 km/h in una zona molto contenuta. E' raro, dura poco, ma è devastante.

Relativamente alla densità della neve, se può esserti utile è indicata nella normativa. Se interessa te la vado a cercare.
Ciao
« Last Edit: 21 September , 2014, 00:25:24 AM by Betoniera »

Offline Salvatore Bennardo

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Re:Vento oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarlo?
« Reply #6 on: 22 September , 2014, 16:59:42 PM »
Il documento più avanzato che abbiamo sul vento è il seguente:
CNR DT 207/2008,"Istruzioni per la valutazione delle azioni e degli effetti del vento sulle costruzioni"
Questo documento va oltre la normativa e sicuramente troverai spunti interessanti.

Cliccando su "qui" si deduce che è quello che in quel posto aveva linkato antonio.
massima mai scaduta: la tua sinistra non sappia mai del bene che fa la tua destra (sempre che sia vero che lo faccia)
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Re:Vento e neve oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarli?
« Reply #7 on: 26 September , 2014, 22:27:07 PM »
Buonasera,
mi scuso per la risposta tardiva. Devo ammettere che non ho mai sentito parlare del fenomeno di cui parli, anche se mi sembra abbastanza "agghiacciante" (mi scuso per il gioco di parole infausto) visto quanto è stato repentino. Sono a conoscenza di un solo evento tanto veloce e brutale verificatosi nella mia zona: in montagna a circa 1600 m si è verificata una sorta di tromba d'aria che ha abbattuto circa 40 piante in mezzo ad un bosco. Si tratta di un fenomeno fortemente localizzato che mi ha lasciato con molti interrogativi (vista la quota e la zona boscosa). Ti ringrazio anche per la citazione delle norme CNR.

Vorrei farti ancora una domanda per il carico vento: ho cercato indicazioni sull'EC1 parte vento e mi sono accorto che fa valutare direttamente la categoria di esposizione (I, II, III, IV, V)  senza passare dalle classi di rugosità (A, B, C, D). Le NTC (anche vecchie) e la CNR DT fanno invece un passo intermedio: il professionista deve valutare la categoria di esposizione (che contiene i diversi parametri z0, zmin, kr) tramite la classe di rugosità in funzione dell'altitudine - distanza dal mare - zona. La cosa mi ha parecchio incuriosito, tu ne sai qualcosa? Sai se è un'introduzione per semplificare la scelta?

Ti ringrazio per la proposta per la densità della neve. Ho provato a cercare e già il DM 2005 (forse anche il DM96) dava indicazioni di densità compresa fra 150 e 400 kg/m3. Il problema del carico neve è che dalle mie parti è stato fatto uno studio statistico per valutare lo spessore della neve al suolo (affidabile fino a 2500 m) e non per la densità. In effetti questa grandezza varia molto in funzione dell'altitudine (neve più asciutta e leggera in quota e più bagnata e pesante a valle), della compattazione (valore più alto vicino al terreno e più basso verso il cielo), della zona considerata, dell'esposizione... Ho contattato l'ufficio regionale preposto da cui mi è stato consigliato di fare riferimento al documento citato di seguito.

La norma svizzera per il dimensionamento delle barriere paravalanghe dice questo (tradotto per i non francofoni):

Quote
"[...] La densità media del manto nevoso, quale si presenta nel caso di uno spessore estremo di neve, è ammessa uniforme e pari a 2.70 kN/m3. Questo valore è valido per le Alpi svizzere per un'altitudine di 1500 m con esposizione WNW-N-ENE. La variazione di questo valore di base in funzione dell'altitudine e dell'esposizione è presa in conto tramite il fattore d'altitudine fc [...] L'aumento in funzione dell'altitudine della pressione della neve è considerata pari al 2% ogni 100 m fra 1500 e 3000 m con la formula fc=[1+0.02*(Z/100-15)] [...]"

Quella norma non dice nulla su cosa fare sotto i 1500 m. Nel mio caso ho assunto il valore base (2.70) anche per le basse altitudini. E' da notare che il confronto fra NTC08 vs Spessore neve con densità svizzera fornisce valori paragonabili. Si parla anche del fattore di reptazione ma non credo possa utile nel mio caso (tale fattore amplificativo mi sembra applicabile su elementi verticali o sub-verticali che subiscono la spinta orizzontale, sub-orizzontale delle neve quali ad esempio le barriere paravalanghe).

Ergo, in Valle d'Aosta (a seconda della zona considerata), il valore del carico neve sembra essere conservativo se valutato con le NTC08. Ma non è una regola generale perchè lo studio sullo spessore della neve al suolo ha diviso la regione in due zone (A e B), omogenizzate secondo le misurazioni dello spessore di neve al suolo: quindi la questione rimane ancora aperta (fino a quando non verrà fatto uno studio specifico sulla densità della neve come è stato fatto per il Veneto http://www.aineva.it/pubblica/neve67/5_carico.html).

Diciamo che la formula proposta sembra essere in buon accordo con le NTC. E' comunque da notare che con la dicitura "in buon accordo" intendo che a 2500 m il valore del carico di neve al suolo differisce di "soli" 2 kN/m2 (rispetto ai carichi totali agenti al suolo di circa 16/17 kN/m2)... Quindi occhio a quello che si fa!

Poi ci sarebbe il carico causato dalle valanghe... ma per quello ho seguito un corso a parte!

Grazie ancora per la cortesia,

Saluti e buon week end a tutti

PS Ciao Salvatore!!!
« Last Edit: 31 July , 2015, 15:12:57 PM by Bruno Palmero »
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Re:Vento e neve oltre i 1500 m sul livello del mare, come determinarli?
« Reply #8 on: 31 July , 2015, 15:09:56 PM »
Buongiorno a tutti!

Ritorno nel topic per aggiornare i valdostani sul problema del carico neve e vento a quote superiori ai 1500 m sul livello del mare.

Dal 31/12/2014 è disponibile un documento dal nome

"Linee guida per la redazione del progetto definitivo/esecutivo delle opere civili di infrastruttura degli impianti a fune (D.M. 16/11/2012, cap. 15) - Rev. 0 del 31/12/2014"

che contiene alcune preziose indicazioni in merito al problema del carico neve e vento per quote superiori ai 1500 m. Neanche a farlo apposta segue, in parte, quanto da me affermato nel post. Il documento è fatto per gli impianti a fune, ma può essere utile anche per le costruzioni residenziali (almeno per il carico neve e la densità dell'aria per il carico vento).

Ecco il link alla pagina per il download

http://www.regione.vda.it/trasporti/funivie/Linee_guida_progettazione/default_i.aspx

oppure questo (diretto)

www.regione.vda.it/allegato.aspx?pk=44719

Saluti e buon lavoro

PS L'unica cosa strana del documento è che non viene citato il carico da ghiaccio, che è stato egregiamente trattato in Bar Ingegneria. Il ghiaccio provoca un aumento di carico sulle strutture tipo tralicci ma il vento e il ghiaccio uniti danno luogo al line galopping che penso possa avere una certa importanza soprattutto sulle funi degli impianti di risalita.
« Last Edit: 02 August , 2015, 14:07:01 PM by Bruno Palmero »
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