Manuale SPW

I

Paratie SPW

Paratie SPW Parte I Paratie

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1 Introduzione ................................................................................................................................... 1

Parte Parte II Menu

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1 Menu File ................................................................................................................................... 3 Nuovo

............................. ........................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ......................... ........... 4

2 Menu Modifica ................................................................................................................................... 6 3 Menu Visualizza Vis ................................................................................................................................... ualizza 6 4 Menu Strumenti ................................................................................................................................... 7 5 Menu Archivi ................................................................................................................................... 8 6 Menu Dati ................................................................................................................................... 9 7 Menu ................................................................................................................................... Calcolo 10 8 Menu Esporta ................................................................................................................................... 11 9 Menu ................................................................................................................................... Preferenze 12 10 Menu ................................................................................................................................... Help 12

Parte III III Archivi

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1 Archivio ................................................................................................................................... materiali 13 2 Archivio ................................................................................................................................... sezioni 16 3 Cordoli ................................................................................................................................... di ancoraggio 21 4 Tiranti................................................................................................................................... di ancoraggio 23 5 Opzioni ................................................................................................................................... armature 26

Parte IV Dati calcolo

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1 Dati generali ................................................................................................................................... 29 2 Metodo ................................................................................................................................... di equilibrio limite 31 3 Metodo ................................................................................................................................... degli elementi finiti 32 4 Geometria ................................................................................................................................... terreno 35 5 Struttura ................................................................................................................................... 40 6 Stratificazioni ................................................................................................................................... 42 7 Falda ................................................................................................................................... 45 8 Sistema ................................................................................................................................... ancoraggio 48 9 Supporti ................................................................................................................................... 50 10 Carichi ................................................................................................................................... 51 11 Forze Forze ................................................................................................................................... applicate 56 12 Pressioni ................................................................................................................................... assegnate 58 13 Modulo ................................................................................................................................... di reazione assegnato 60

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Paratie SPW

14 Condizioni Condizioni ................................................................................................................................... a l contorno contorno 63

Parte V Calcolo

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1 Analisi................................................................................................................................... 64 Analisi per fasi ............................ .............. impostazione ............................ ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ............................ ............................. .......................... ........... 67

2 Diagrammi ................................................................................................................................... delle pressioni 67 3 Diagrammi ................................................................................................................................... sollecitazioni 70 4 Risultati ................................................................................................................................... analisi strutturale 70 5 Zona ancoraggio ................................................................................................................................... tiranti 71 6 Programma ................................................................................................................................... servizio trave continua 72 7 Cedimenti ................................................................................................................................... verticali 74

Parte VI Esportazione risult risultati ati

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1 Esportazione ................................................................................................................................... RTF 75 2 Esportazione ................................................................................................................................... DXF 76

Parte VII Computo materiali

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Parte VIII Stabilità globale

77

Parte IX Cenni teorici teorici

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1 Filtrazione ................................................................................................................................... 79 2 Metodo ................................................................................................................................... FEM 83 3 Metodo ................................................................................................................................... LEM 86 4 Carico................................................................................................................................... limite tiranti 89 5 Verifica ................................................................................................................................... a sifonamento 91

Parte X Contatti


92

Pa ra tie

1

Paratie

1.1 1.1

Intro ntrodu duzi zion one e Le parati paratie e sono sono costitui costituite te da una una struttur struttura a ver vertical ticale e relati elativam vamen ente te sottil sottile, amm ammorsata orsata nel terreno terreno fino ad una una certa profon profondi dità tà al di sotto del piano piano di scavo scavo,, in modo da otten ttenere ere un sup supporto orto suff suffiicien ciente tem mente ente robusto sto per contrastar contrastare e le spi spinte del del terr terreno, eno, del dell' acqua acqua e di even eventual tualii sovr sovraccarichi accarichi.. Questo esto tip tipo di str struttur ttura di sost sosteg egn no può esse esserre for formata ata da palan alanco colle prefab prefabbr briicate ed infi nfisse, sse, da pal pali trivel trivelllati accostati e da diafr diafram amm mi in c.a. costruiti in opera, o anche da pannelli di c.a. (setti in cemento armato). Nell ella figu figurra che segu segue e è ripor portato, a titol titolo o di esem esempi pio, o, lo schem schema a di una paratia a sbalzo costruita mediante pali in c.a:

Figura:Schema Figura:S chema di paratia costituita costituita dall'acc ostamento di pali in c.a.

I metodi di calcolo più largamente utilizzati sono: Equilibrio limite (LEM) Elementi finiti (FEM) Mentre Mentr e il metodo etodo del dell' equ equilibri brio limite si basa basa su consi conside derrazi azioni oni sol solo ed esclusivamente di carattere statico, per il metodo degli elementi finiti si fanno consi consider derazion azionii che si basan basano o anche anche sul sulla congr congruenz uenza a dell delle defor deform mazion azionii (il (il meto etodo FEM FEM è quindi un meto etodo più razi azional onale) e).. I meto etodi cita citati ti son sono di compl complessi essità tà crescente sia sia dal punto punto di vista vista num numerico erico che dal punto punto di vista del delle oper operazi azion onii prel preliiminar nari al calcolo. calcolo. Di fatti mentre entre per per il metodo etodo LEM LEM è necessari necessario conoscere conoscere le propr proprie ietà tà classiche classiche del material ateriale e terreno terreno (angol (angolo o di attrito interno ecc.) per il metodo FEM è necessario anche stimare il modulo di reazione eazione del terreno terreno e caratterizzar caratterizzarne ne il suo even eventual tuale e compor comportam tamento ento non linear ineare. e. Il progr program amm ma PARATIE PARATIE consente consente di effett uare uare l' analis analisii di paratie paratie a sbalzo o con tiranti, secondo i due modelli di calcolo citati. CARATTERI CARATTERISTI STICH CHE E GENERALI (Relativ (Relativame amente nte all' input del de l software) I model modelli li che è possibi possibile le analizzare analizzare c on Paratie sono rappresen rappresentat tat ivi di buona buona parte dei problemi che si incontrano nella pratica corrente. Dal punto di vista generale generale (si scenderà scenderà nel particolare particolare in sezioni sezioni succ essive) le caratt eristiche eristiche principali dell'input sono le seguenti:


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Materiali che costituiscono la paratia (Archivio materiali); Sezioni della struttura verticale (Archivio delle sezioni); Cordoli di ancoraggio; Tiranti (Archivio tiranti); Trattam Trattamen ento to del delle impostaz postaziioni oni legate egate all all' arm armatur atura del della struttu strutturra (Opzioni armature); Metodi di calcolo (Equilibrio limite, Elementi Finiti); Geometria del modello del terreno (trattabile sia in termini di coordinate di vertici sia in termini di angoli e distanze); Propr Proprietà ietà del terreno terreno (è possibi possibile le definir definire e diverse diverse propr proprietà ietà di terreno terreno e considerare diverse stratificazioni); E' possibile considerare la presenza della falda, anche per eventuali studi di filtrazione e quindi quindi verifiche a sifonamento; sifonamento; Cari Carichi agenti agenti,, trattati trattati sia sia medi ediante ante carichi carichi concentra concentrati, ti, sia sia median ediante te carichi ripartiti per strisce per linee o uniformi; Fasi di analisi. analisi. E' possibile possibile definir definire e diversi diversi sc enari enari di cimentazion cimentazione e della della st ru rut tu tura, rif er erendosi a fasi di analisi c he he possono variare per stratigrafia, caratteristiche dei materiali, vincoli imposti, carichi ecc. CARATTERI CARATTERISTI STICH CHE E GENERALI GENERALI (Relativ (Relativame amente nte alla a lla fase di calcolo) ca lcolo) Anali Analisi si realiz ealizzabi zabile le con metodo di equi equilibr libriio limite e con metodo degl degli elementi finiti; Anali Analisi si reali realizzabil zzabile e per più più combi combinaz nazio ioni ni di carico carico e per diver diverse se fasi di analisi; Cal Calcolo colo del delle pres pressi sion onii dovu dovute te all alla pres presen enza za del della falda falda,, dei dei cari carichi esterni ecc. Predisposizi Predisposizione one di program programm ma di servizio servizio per l' anali a nalisi si delle delle sollec sollec itazioni su una trave continua schematizzante o la trave di testata o la trave di ancoraggio; Realizzazione di computo metrico; Analisi di stabilità globale (mediante i metodi di: Fellenius, Bishop, Janbu, Bell, Bell, Sarm a) Progetto delle sezioni della paratia; Determinazione del reticolo di flusso e calcolo della portata di filtrazione; CARATTERI CARATTERISTI STICH CHE E GENERALI GENERALI (Relativ (Relativame amente nte alla a lla fase di output)

Pa ra tie

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Visualizzazione dei diagrammi delle pressioni orizzontali; Risultati isultati dell' dell' analisi analisi strutturale strutturale della della paratia, paratia, in termin terminii di verifiche verifiche o di progetto della sezione; Gene enera razi zione one di rela relazi zione one tec nica nica (con cenni t eorici eorici)) selett selett iva rispetto rispetto agli agli argomenti argomenti da stampar stampare e (è possibi possibile le st ampar ampare e cenni t eorici, eorici, dati di input, output di calcolo). Gene enera razi zione one di elabor elaborati ati grafi grafici ci compl completi, eti, nei qual qualii vengono vengono defini definite te le misure, nonchè le quantità e le sagomature delle armature risultanti dal calcolo;

2

Menu Menu Menu File Menu Modifica Menu Visualizza Menu Dati generali Menu Carichi Menu Struttura Menu Calcolo Menu Esporta Menu Preferenze Menu Help

2.1

Menu Menu File Nuovo : Consente di creare un nuovo progetto; Apri: Viene Viene aperto un progett progett o esistente; Salv Salva: Salva i dati inseriti nel progetto corrente; Salva con nome: Salva il progetto con un altro nome; Imposta stampante: Permette la selezione della stampante con la quale stampare l' eventuale output; Anteprima Anteprima di stampa: stampa : Visualizza l' anteprima di stampa;


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Importa file da pocket: Permette l' importazione di file generati con i software per pocket PC; Dati recenti: Visualizza gli ultimi tre file aperti; Esci: Esce dal programma, informando l' utente della presenza di un eventuale file aperto per il quale non sia stat st ata a effet eff ettuat tuat a l' operazione operazione di salvataggio salvat aggio..

2.1. 2.1.1 1

Nuov Nuovo o Nel software la realizzazione di un nuovo file di lavoro è guidata, nel senso che è possi ssibile defi efinire un modell ello gener eneriico di calco calcollo all all'inizio, modi odifican ficand dolo olo opportunam opportunamente ente nel corso della della sezione. Al c lick lick sul c omando omando "Nuovo" Nuovo" si apre apre la seguente finestra di lavoro:

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F i g u r a : A m b i e n t e p e r l ' i n i z i a li li z z a z i o n e d i u n n u o v o m o d e l l o

L' inizializzazione di un nuovo modello richiede che siano definiti i seguenti dati: Progetto: Identi Identifica fica una una descri descrizione zione sintetica sintetica del progett progett o da esegui eseguirre. E' previ prevista sta la possibilità di stampare questo dato in fase di esportazione in formato RTF. Per fare ciò basta spuntare il quadrato (con bordo rosso e linea diagonale) che si tro trova all alla destr estra a dell ella casel casellla di test testo o che che con contien tiene e la descr escriizione del progetto; Data: E' la data che comparirà nella relazione di calcolo; Normativa: E' possi ssibile sel selezi ezionare are le normati ative legat egate e all alle ver verifich fiche e geotecn eotecniiche che (Norm (Normativa ativa GEO) EO) o quelle quelle legate legate alle alle verifiche verifiche strutturali strutturali (Norm (Normativa ativa STRU). STRU). Per ogni categoria di verifiche sono previste le seguenti scelte: Normativa GEO: NTC2008 ed Eurocode 8 Normativa STRU:NTC2008 STRU:NTC2008 ed Eurocode Calcolo pressioni: pressioni: In questo gruppo di dati sono definite le teorie che si possono utilizzare per il calcolo del coefficiente di spinta attiva, per il coefficiente di spinta passiva e per il coefficiente di stato limite (attivo o passivo) in condizioni dinamiche. In particolare sono previste le seguenti possibilità: Pressioni attive: Coulomb, Muller-Breslau, Caqout-Kerisel; Pressioni passive: Coulomb, Muller-Breslau, Caqout-Kerisel; Pressioni sismiche: Mononobe-Okabe. Modello di calcolo: E' possibil possibile e selezionar selezionare e a prio priori ri l' approcc approcc io di calcolo calc olo per la determin determinazion azione e delle delle sollec sollecitazio itazioni ni e degli degli spostamenti. spostamenti. In particolare particolare è prevista prevista la possibi possibili lità tà di sceglie scegliere re il metodo metodo LEM LEM (Metodo (Metodo dell dell' Equi Equili libr brio io Lim Limite) o il metodo metodo FEM (Metodo degli Elementi Finiti). Geometria: Sono impostati in questo gruppo di dati le grandezze geometriche con le quali inizializzare il modello. In particolare: espressa essa in m e rappr apprese esenta nta la par parte che rimane ane fuor fuori Alt e z z a d i s c a v o: è espr terra della paratia dopo lo scavo; espresse in gradi gradi,, esse incido incidono no In c lilin a z io io n e d e l t e r r e n o a m o n t e e a v a lllle : espresse sul valore dei coefficienti di spinta attiva e passiva; egliere e t ra le sezioni sezioni definite definite nell' nell' Archivio Archivio sezioni sezioni.. Sezione trasversale : d a sc eglier In ques questa ta pri prima fase fase del del prog progetto, etto, la sezi sezion one e scelta scelta vien viene e estesa estesa a tutta l'altezza l'altezza di sc avo, ma succ essivamente essivamente è possibi possibile le differenziar differenziare e per tratt i, su tutta l'altezza di scavo, differenti tipologie di sezione.


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2.2 2.2

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Menu Menu Modi Modifica Annulla: Effettua undo solo nelle finestre di dialogo; Ripeti: Ripete l'ultimo comando annullato; Copia: Copia negli appunti appunti il disegno contenut co ntenuto o nel fogli f oglio o di lavoro; Incolla: Incolla il contenuto degli appunti nel foglio di lavoro corrente;

2.3 2.3

Menu Menu Visu Visual aliizz zza a Zoom tutto: Permette la visualizzazione di tutti gli oggetti grafici presenti nella fine finestr stra, a, ridim dimensi ension onan ando do la vista vista dell della fine finestr stra a di lavor avoro in modo odo tale tale che possano essere contenuti tutti gli oggetti grafici; Zoom +: Permett Permett e la scalatura degli oggett oggettii grafici grafici in modo modo tale da ren render derli li più grandi alla vista dell' utente; Zoom Zoom -: Perm Permett e la scalatura scalatura degli degli oggetti grafici grafici in modo modo tale da render enderlli più più piccoli alla vista dell' utente; Zoom Zoom finestr estra: a: Per Permette di ingrandi andirre una parte arte del della fin finestr estra a di lavor avoro, o, preventivamente selezionata attraverso un box di selezione; Zoom dinami amico: co: Per Permette di ingran grand dire o rimpicciol ccioliire gli ogge oggetti tti grafi afici contenuti nell' area di disegno tramite un operazione di trascinamento a pulsante sinistro del mouse premuto; Sposta: Permett e lo spostamento spostamento in blocc blocc o (compr (compreso eso il sistema sistema di riferi riferim mento) degli oggetti grafici contenuti nell' area di disegno; Griglia: Il menu griglia (a sua volta composto da altri sotto menu) è utilizzato per la gestione della griglia di disegno. In particolare: Griglia Grigli a visibile visibile :Per :Perm mette la visu visual aliizzazi zzazion one e o la non non visu visual aliizzazi zzazion one e del della grigli griglia a di disegno (rappresentat a da linee linee mutuamen mutuamentt e ortogonali ort ogonali a spaziatura costante e fissata) fissata) Intervallo x/z:Permette x/z :Permette l' impostazione della spaziatura delle linee di griglia, sia nella nella direzi direzione one verticale (z) sia nella nella direzion direzione e orizzontale orizzontale (x). (x). L' unità unità di riferi riferim mento per la definizio definizione ne della della spaziatura spaziatura è la stessa di quella quella utilizzata utilizzata

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per la definizione della geometria del modello. Colore:Permette Colore :Permette l' impostazione del colore delle linee di griglia; Visualizza: Il menu visuali alizza permette visualizzare. visualizzare. In partic olare: olare:

di

selezi ezionare are

solo

Sezion Sezione e z-Strati z-Stratigr grafi afia a :Permette la vis visualizzazione, (direzione z) della stratigrafica del modello;

alcu alcun ni

in

elementi

sezione

da

vertica ticalle

Sezione y- Struttura Struttura:Permette :Permette la visualizzazione della struttura, e nello specifico dei partic partic olari olari esec utivi della sezione sezione della della paratia paratia e dell' dell' armatura armatura longi longitudin tudinale ale dei pali (o eventualmente dei setti ); Sezi Sezion one e z-Sezi z-Sezion one e y :Per :Perm mette la visu visual aliizzaz zzaziione one di tutti gli gli elem elemen enti ti,, sia sia l' armatura che il modello stratigrafico; Assi di riferimento: Perm Permett e la visua visuali lizzazi zzazione one o la non non visua visuallizzazi izzazion one e del sistem sistema a di riferim iferimento ento rispett rispetto o al quale viene definita definita la geometria geometria del modello. odello. L'origi L'origine ne d del el s istem a di riferi riferim m ento coinci coincide de s em pre con la tes ta de lla lla pa ratia ratia . Descrizione Descrizione stratigrafica: stratigrafica: Perm Permette la visu visual aliizzazi zzazion one e del della descri descrizi zion one e dell della strati stratigr grafi afia, a, che è fatta in termin terminii di Nom Nome del material materiale e cost ituente lo st rato, peso dell' unità unità di volum volume, e angolo di attrito interno del terreno. Grip selezione: Permette di impostare la dimensione del grip di selezione.

2.4 2.4

Menu Menu Stru Strum ment enti Selezione: Per Permette la sel selezi ezione one degl egli ogg oggetti grafi afici attrav attraver erso so i grip (pu (punti che definiscono l' oggetto grafico); Testo: Perm Permette l' inser inserim imento ento di testi. E' possi possibi bille impostare postare vari varie propr proprie ietà tà dei testi, come font, dimensione ecc.; Linea: Perm Permette di diseg disegna narre una una linea nea selezi selezion onan ando do i punti punti estrem estremii dell della linea nea stessa. La selezione selezione dei punti punti estrem estremi è fatt a eseguen eseguendo do due click click sull' sull' area area di disegno;


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Rettangolo: Permett Permett e di disegnare disegnare un rettangolo rettangolo selezionan selezionando do due vertic i opposti dello dello stesso. La selezione selezione dei punti punti estrem estremi è fatt a eseguen eseguendo do due click click sull' sull' area area di disegno; Cerchio: Permette di disegnare un cerchio sull' area di lavoro; al primo click si definisce la posizione posizione del c entro, al sec ondo l'ampiezza l'ampiezza del raggio; Poligono: Permett Permett e di disegnar disegnare e un poligono poligono inputando inputando i vertici dello st esso con vari click del mouse; Primo Primo piano: pia no: Permette di mettere in primo piano di visualizzazione gli oggetti selezionati; Secondo piano: Sposta in secondo piano gli oggetti selezionati; Distanza: Misura la distanza tra due punti posti sull' area di disegno. La distanza viene misurata surata eseguen eseguendo do un prim primo o click click sul punto punto di partenza partenza e, tenendo tenendo prem premuto uto il tasto sinistro del mouse, trascinando il cursore nel secondo punto; Proprietà progetto: Permet Permette te di definire definire le impost impostazioni azioni generali generali legati alla grafica del progett o; Sposta disegni: Perm ermette ette di camb cambiare are la posizi sizion one e dei disegn egni rispet spetto to al sist sistem ema a di riferimento fisso (x-z); Riposiziona layout disegni: Reim eimposta, posta, ripor portando tando all alle condi condizion zionii di defaul default, t, la posi posizi zion one e del dell'ar 'area di disegno e degli oggetti grafici contenuti in esso.

2.5 2.5

Menu Menu Archi rchivi vi Archivio materiali: Finestra nella nella quale quale sono c ontenute le propri proprietà età dei material materialii strutturali strutturali (acc iaio iaio e calcestruzzo); Archivio sezioni: Finestra nella nella quale quale sono c ontenute le proprietà proprietà delle delle sezioni c he c ostituiscono la paratia; Cordoli ancoraggio: Finestra nella quale sono contenute le proprietà dei cordoli di ancoraggio; Archivio tiranti:

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Finestra nella quale sono contenute le proprietà dei tiranti di ancoraggio; Opzioni armatura: Finestra nella quale sono contenute tutte le opzioni relative all'armatura;

2.6

Menu Menu Dati Ogni comando di questo menu è descritto in dettaglio nel capitolo Dati calcolo. Dati generali Visualizza la finestra dei dati inizializzati con il nuovo progetto; Metodo equilibrio equilibrio limite: Imposta come metodo corrente di analisi il metodo dell'equilibrio limite; Metodo elementi finiti: Imposta come metodo corrente di analisi il metodo degli elementi finiti; Geometria terreno: Apre la finestra Apre finestra dall dalla qual quale e posson possono o essere essere inseri nseriti ti i dati relativi elativi al profi profilo lo topografico del terreno; Struttura: Apre la fin Apr finestr estra a dall alla quale ale posso osson no esse esserre inser seriti i dati relati elativi vi all alla composizione strutturale della paratia; Stratificazioni: Apre Apr e la finestra finestra dall dalla qual quale e posson possono o essere essere inser inseriti iti i dati rel relativi alle alle varie varie stratificazioni di terreno; Falda: Apre la finestra dalla quale possono essere inseriti i dati relativi alla falda ed i dati relativi alle eventuali analisi che coinvolgono la presenza della falda; Sistema di ancoraggio: anc oraggio: Apre la finestra dalla quale possono essere inseriti i dati relativi ad eventuali tiranti di ancoraggio; Supporti: Apre la finestra dalla quale possono essere inseriti i dati relativi ai supporti (ad esem es empio pio puntoni di soste gno); Carichi: Apre la finest ra dalla quale possono essere ess ere inseriti inseriti i c arichi distribui distribuiti; ti; Forze applicate: Apre la finestra dalla quale possono essere inserite le forze applicate; Pressioni Pressioni assegnate: assegnate : Apre Apr e la finestra finestra dall dalla qual quale e posson possono o essere essere inser inserite ite even eventual tualii condizi condizioni oni di contorno sulla distribuzione di pressioni assegnate dall' utente; Modulo Modulo reazione asse gnato:


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Apre la fin Apr finestr estra a dal dalla qual quale e è poss possiibil bile impor porre (a deter determ minate nate quote quote di terreno) il valore del modulo di reazione del terreno; Condizioni al contorno: Apre la fin Apr finestr estra a dall alla quale ale è possi ossibi bille imporr orre cond condizion zionii al contor contorn no (spostamenti, (spostamenti, rotazioni rotazioni,, ecc. ec c.); ); Aggiungi fase: Permette di inserire una fase di analisi; Cancella fase: Permette di cancellare la fase di analisi corrente;

2.7

Menu Menu Calco alcollo Analisi paratia: Avvia la procedura di analisi aprendo la finestra a partire dalla quale possono essere essere defini definite te le combi combinaz naziioni di carico carico e qui quindi ndi effett uare uare le necessarie necessarie verifiche; Annulla analisi: Azzera l' analisi precedentemente effettuata; Combinazione: Perm Permette di selezi selezion onar are e la combi combinazi nazione one rispetto ispetto alla alla qual quale e visual visualiz izzar zare e l' output; Diagramma Diagramma pressioni: pressioni: Il menu menu Diag Diagram ramm ma pression pressionii (a sua volta composto composto da altri sot to menu) è util utilizzato zzato per la gestio gestione ne dell della visu visual aliizzazi zzazion one e dei dei risul sultati del del calcolo. calcolo. In particolare: Pressioni terreno: terreno : Permet Permettt e la visualizzazione visualizzazione del diagram diagramm ma delle delle pressioni pressioni del terr te rreno eno sulla sulla paratia; Pressioni sismiche: sismiche : Per Permette la visu visual aliizzaz zzaziione one pressioni sismiche;

del diagr agramm amma

dell ell'

increm cremen ento to

di

Pressioni neutre: neutre : Nel caso in cui sia presente una falda, permette la visualizzazione del diagramma delle pressioni neutre; Pressioni carichi ca richi distribuiti distribuiti:: Permette di gestire la visualizzazione del diagramma delle pressioni generate dalla presenza di sovraccarichi; Pressioni linee carico: carico : Permette di gestire la visualizzazione del diagramma delle pressioni generate dalla presenza di linee di carico;

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Pressioni FEM: FEM: Permette la visualizzazione del diagramma delle pressioni nell' ambito dell' utilizzo del metodo FEM; Pressioni Pressioni visuali v isualizza zza valore: valore : Permette la visualizzazione, per tutte le categorie di diagramma viste in prec precedenza, edenza, del valore delle delle pressioni al variare variare della della profondità profondità;; Diagramma Diagramma sollecitazioni: sollecitazioni: Permette l' apertura di una finestra tramite la quale si possono visualizzare i risult risult ati at i dell' analisi delle sollecita sollec itazioni, zioni, c ome ome diagramm diagramma degli spostamenti, momento e taglio; Risultati Risultati analisi a nalisi strutturale Permette l' apertura di una finestra tramite la quale è possibile la visualizzazione visualizzazione dei risultat risultat i del c alcolo strutt s trutt urale, urale, in term te rmin inii armat armatur ura, a, deformazioni estreme, risultato verifica ecc. Zona ancoraggio tiranti: Permette di visualizzare la zona stabile di terreno all' interno della quale è consigliato (ed ovviamente necessario) ancorare eventuali tiranti; Reticolo di flusso Permette la visualizzazione del reticolo di flusso, e quindi delle linee equipotenziali e le linee di flusso. Computo metrico: Permette l' apertura della finestra relativa alla stima delle quantità dei materiali. Trave Trave di collegamento: Permette l' apertura di un programma di servizio utile per l' analisi di una trave c ontinua ontinua schematizzante schematizzante la t rave di testat a o la t rave di ancoraggi ancoraggio. o. Stabilità globale: Avvia la procedura per l' analisi di stabilità globale del modello

2.8

Menu Menu Espor sportta Esporta in formato RTF Visualizza la relazione di calcolo, esportandola in formato RTF. L' editor di testi interno al program programm ma dispone c omunqu omunque e dei c omandi omandi nec essari per pe r eseguir e seguire e delle delle modifiche nella nella relazione, relazione, salvare s alvare e stam sta mpare. Esporta DXF Esporta in formato DXF quanto è visualizzato a video (stratigrafia e/o armatura). Esporta in BMP


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Esporta la grafica in format formato o Bitmap Bitmap n.b. .b. Tutti tti i files di espo esporrtazi tazion one e hann anno lo stes stesso so nome ome del del file pri principa cipalle ed estensio estensione ne che li indi individ vidua ua in modo univo univoco, co, in info informaz rmazio ioni ni "?" "?" sarann saranno o date le indicazioni sui percorsi e nomi.

2.9 2.9

Menu Menu Pref Prefer eren enze ze Opzioni Visualizza la finestra di dialogo per il settaggio dei parametri relativi all’area di lavoro e all’ output. Area di lavoro: lavoro : Si possono personali personalizzare zzare i c olori olori di sfondo e delle delle linee, linee, nonc nonc hé il loro loro spessore spessore e la tolleranza del cursore. Uscite: Uscite : Consente Consente di scegliere scegliere il percorso percorso in c ui verran verranno no esportati i file file dxf, dxf, la grandezza grandezza del test o nel file file dxf, il fatt ore di scala; per la relazio relazione ne invece è consentito modificare odificare i margin arginii del foglio, foglio, il colore colore di sfondo e d' intest intest azione azione delle delle tabelle, tabelle, l' inclusione inclusione della della teoria di calcolo nella relazione e l’ intestazione. Dati società:

Permette di inserire i dati della società. Dati società:

Permette di impostare i parametri relativi al salvataggio del modello (come ad esempio ogni quanti minuti salvare il file).

2.10 2.10

Menu Help elp Indice: Visualizza l’ indice e il sommario della guida in linea. Registrazione: Visu Visual aliizza la fine finestr stra a di regi egistrazi strazion one e del prog progrramm amma che appar appare e al pri primo avvi avvio del progr program amm ma per la registrazi egistrazione one via via software software o quand quando o lo stesso funzi funziona ona in ver versi sion one e dimostrativa. Versione e controllo controllo aggior a ggiornamenti: namenti: Visualizza la versione del software in uso.

Archivi

3

Archiv i

3.1 3.1

Archivi rchivio o mat material erialii A quest'u quest'uni nico co archivi archivio o dei materi material alii fanno fanno riferi riferim mento tutte tutt e le sezion sezionii degli degli elementi strutturali previsti in programma. I singoli dati che compaiono nelle tabelle tabelle per default sono modificabil odificabilii (anc he per le c onsider onsiderazio azioni ni svolte nel segui seguito) to) e non costitui costituiscon scono o vinco vincollo alcun alcuno o per per il prog progetti ettista sta in quan quanto to unic unic o responsabile dei valori assunti. N.B. Per cancellare un qualsiasi qualsiasi tipo di conglomerato conglomerato tra quell que llii esposti es posti in tabella tabella basta cancellare cancellare tutti i caratteri caratteri presenti nella nella casella della della colonna Classe Calcestruzzo. L' ambi ambiente ente tramite tramite il qual quale e è possi possibi bile le gestire gestire l' archivi archivio o dei material aterialii è il seguente:

Figura: Finestra per la gestione dei materiali strutturali

Dati Conglomerati Classe Calcestruzzo: Calcestruzzo: la class classe e del del congl conglom omer erato ato deve deve aver avere e la den denomi ominazi azione one nor normali alizzata zzata compr compresa esa tra quel quelle le indi ndicat e nell nelle apposi apposite te tabell tabelle al § 4.1 delle delle NTC. Es.

C20/25 C20 /25; C25/30 /30; C28/35 /35; C3 C35 5/45 /45 etc. defi efinite in base ase all alla resi esisten stenza caratteristica rispettivamente cilindrica fck e su cubi Rck (espresse in MPa). fck, cubi c ubi [MPa]: [MPa]:

è la resisten tenza car caratter tteristica tica a com compressione Rck su cub cubi a cui cui far fare riferim riferimento ento in sede di progett o (11.2.10.1 NTC) Ecm [MPa]:


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Paratie SPW

è il modu modulo lo elastico del c alcestruzzo da impi impiegare egare in sede di progettazione 0 .3 Ecm = 220000 [(fck+8)/10] [MPa] (11.2.10.3 (11.2.10.3 NTC) fck [MPa]: è la resi esisten stenza za cil cilindrica carat caratter teriisti stica a comp compressi ession one e che che del resto esto c ompare ompare c ome ome prim primo term te rmine ine nella denominazi denominazione one normali normalizzat zzat a della della c lasse. Ad esempio esempio nella nella c lasse C20/25 fc k= 20 Mpa e Rck=25 Rck=25 Mpa. Il § 11.2.10.1 11.2.10.1 stabilisce però che per passare dalla resistenza cubica a quella cilindrica va util tilizzata zzata l'esp espressi ession one e fck = 0.83 .83 · Rck per cui nell ella clas classe se citata citata ad esempio si dovrebbe assumere fck= 0.83 · 25 = 20.75 Mpa = 207.5 daN/cm² valore maggiore di quello (20 Mpa = 200 daN/c m² m²) espost o nella denominazione della classe. Si lascia al progettista, pertanto, la decisione su quale valore assumere: se quello più c on onservat iv ivo indic at at o nella denominazione della classe o quello indicato dalle NTC. fcd [MPa]: è la resistenza di calcolo del conglomerato pari a c c ·fck / c in cui è cc il coeff. riduttivo per le resistenze di lunga durata e vale di norma 0.85 e c = 1.50 è il coefficiente parziale del calcestruzzo. Per elementi piani (solette, pareti, pareti, ec c.) c. ) c on spessori spessori min minori ori di 5 cm e realizzati realizzati in opera il valore valore di fc d va ridotto del 20%. (cfr. § 4.1.2.1.1.1 NTC). fctd [MPa]: è la la resiste resistenza nza di c alcolo a trazione pari a:

fc tk /

c

= 0.7 fctm /

c

fctm [MPa]: è la resiste resistenza nza media media a trazione trazione pari a 0.3fck 0.3fc k2 /3 (§ 11.2.10.2) Poisson: il val valore ore del coeffi coeffici cien ente te di Poi Poisson sson m può var variare are da 0 (cal (calcestr cestru uzzo zzo fessur fessurato) ato) a 0.2 0.2 (calcestru (calcestruzzo zzo non non fessur fessurato) ato) (pun (punto to 11.2 11.2.1 .10. 0.4 4 NTC). Il prog progrramm amma util utilizza questo questo coefficien coefficiente te per il calcolo calcolo del del modul odulo o elasti elastico co tangenziale G = 0.50 · Ecm (1+m) AlfaT [1/C°] Coefficiente di dilatazione termica. P.S. [KN/m³] peso specifico del calcestruzzo armato. Viene utilizzato dal programma per il calcolo dei pesi propri degli elementi strutturali. Dati Acciai per barre Tipo Acc iaio iaio:: per le st rutt rutt ure ure in c .a. ordi ordinar nariio le NTC prevedo prevedono no in pratica pratica un unico tip tipo di acciao acciao denom enomiinato B450C le cui cui caratte caratterristich stiche e son sono prescritte nel §11.3.2 delle NTC. Es [MPa]:

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modulo odulo elast ico dell'acc dell'acc iaio. iaio. fyk [MPa]: tensione tensione c aratteri aratteristica stica di snervam snervamento ento assunta assunta in sede di progetto progetto pari pari a quella nominale 450 N/mm²[MPa] fyd [MPa]: tensione di snervamento di calcolo assunta in sede di progetto pari a fyk / essendo

s

s

il coefficiente parziale dell'acciaio (1.15).

ftk [MPa]: tensione tensione caratteristica caratteristica di rottura rottura assunta assunta in sede di progetto progetto pari pari a quel quellla nominale (540 MPa). ftd [MPa]: tensi tension one e di rottur ottura di calcol calcolo o assu assun nta in sede sede di progetto ogetto.. Può Può esse esserre assu assun nta pari ari a fyd fyd (in (incru crudimento ento nullo) o pari ari a fyd fyd ·k con k = ft / fy. fy. Questo esto rapp apporto non può esse esserre infer feriore a 1.15 .15 e sup superi eriore ore a 1.35 .35 (11.3.2.1 NTC). Prudenzialmente può assumersi k = 1.15 ep_tk: deformazion deformazione e unitaria unitaria c aratteristica a rottura (definita (definita al punto punto 4.1.2.1.2.3 4.1.2.1.2.3 delle delle NTC col sim simbolo bolo uk ). Il suo suo valor valore e non non può può esser essere e infer nferiore ore a 0.07 0.075 5 (tabella 11.3.Ib NTC). epd_ult: deformazione ultima di calcolo pari a

ud

= 0.9

uk

(§ 1.1.2.1.2.3 NTC).

b1·b2 iniz.: coeff. di aderenz aderenza a acc iaio-c aio-c alcestruzz alcestruzzo o all alla prim prima a appl applicazion icazione e del carico. carico. Viene util ut ilizzata izzata dal program programm ma nella nella verifica dell'apertura dell'apertura delle fessure nelle nelle combinazioni rare di esercizio (SLE). b1·b2 iniz.: coeff. di aderenz aderenza a acc iai iaio-c alcest alcest ruzzo uzzo per c ari arichi di lunga lunga dur durata. Viene Viene util utilizzata zzata dal dal prog progrramm amma nell ella ver veriifica fica del dell'aper apertur tura a del delle fessu fessurre nell elle combinazioni frequenti e quasi-permanenti di esercizio (SLE). Parametri stati limite di esercizio (Apert. fess . - Tensioni Tensioni normali) normali) Apert. fess. [mm]: in questa colonna vengono riportati i valori limite dell'apertura fessure fissati al punto 4.1.2.2.4.5 delle NTC a seconda dello stato limite e delle condizioni ambi ambien ental talii fiss fissate ate (qu (queste este ultim time van vanno indicate dicate nell ella fin finestr estra a dei dei Dati


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Paratie SPW

Generali). S.Cls S.C ls [aliq. fck]: fck]: tensione tensione lim limite del calcestruzzo calcestruzzo in esercizi esercizio o espressa espressa come come aliq aliquota uota dell della tensione tensione c aratteristica di rottura del calcest ruzzo. ruzzo. S.Fe [aliq. fyk]: tensione limite dell'acciaio in esercizio espressa come aliquota della tensione c aratteristica di rott rott ura ura dell' dell'ac acciaio. ciaio. n.b. Per default tutti i dati dei materiali sono posti pari a quelli previsti dalle NTC NTC 2008. E' consentita comunque una loro loro modifica.

3.2 3.2

Archi rchivio vio sezi sezioni oni In quest' quest' archivio archivio sono definite definite e tratt ate le sezioni sezioni che cost ituiscono ituiscono la st rutt rutt ura ura del della par paratia atia (pal (palii o setti) setti).. L' ambi ambien ente te tram tramiite il qual quale e è poss possiibil bile gesti gestirre l' archivio delle delle sezioni s ezioni è il seguente:

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Figura: Ambiente Ambiente per il trattamento trattamento delle sezioni

Att raverso raverso questa finestra finestra è possibi possibile le realizzar realizzare e molte olte operazio operazioni ni sulle sulle sezioni sezioni.. In prim prima a istanza è possibl poss ible e aggiu a ggiungere ngere o eliminar eliminare e sezioni s ezioni (mediante (mediante i pulsanti pulsanti c he si t rovano nella nella parte parte central cent rale e alta della della finestra "+" "+" e "-"). Per la c orrett orrett a definizi definizione one di una sezione sezione è necessario inserire i seguenti dati: Sezione: Sezione: Questo esto dato dato defi defin nisce la tipo tipollogi ogia del della sezi sezion one e da aggi aggiu unger ngere e all all' archi archivi vio. o. Si può può


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Paratie SPW

scegliere tra le seguenti possibilità: C ircol ircolare are ba rre rre - Si tratt a di una sezione sezione c ircolare ircolare c on armatura armatura diffusa diffusa radial radialm mente costituita da classici tondini in acciaio.

Figura: Schema della sezione Circolare barre

Per questa categoria di sezioni i dati da inserire, oltre a quelli relativi alle armature gestite gest ite nella nella sezione s ezione Opzioni arm armature, at ure, sono i se guenti: o

Nome Nome - Nome Nome identificat ident ificat ivo della sezione;

o

Calcestruzzo - Da scegliere tra le categorie previste dalla NTC 2008;

o

Acc Ac c iaio iaio

- Da scegli sc egliere ere tra le c ategori at egorie e previste dalla dalla NTC 200 2008; 8;

o

Diamet iametro ro

- Espresso in m;

o

Disposizione (singola fila o a quinconce);

o

Interassi nelle 2 direzioni (la seconda direzione è richiesta solo se la Disposizione è del tipo a quinconce) - espresso in m;

C ircol ircolare are tubolare - Si tratta di una una sezione sezione cava, la c ui par parte te centrale centrale è costituita costituita

da un profilato in acciaio a sezione tubolare circolare:

Figura: Schema Schema della sezione Circolare tu b olare

Per questa categoria di sezioni i dati da inserire, oltre a quelli relativi alle armature gestite gest ite nella nella sezione s ezione Opzioni arm armature, at ure, sono i se guenti:

Archivi

o

Nome Nome

- Nome Nome identifica identif icatt ivo della sezione;

o

Calces alcestr tru uzzo zzo

- Da Da sceg sceglliere ere tra tra le le categ categori orie pr previ eviste dal dallla NTC NTC 20 2008;

o

Ac c ia iaio

- Da Da sc eg egliere t ra ra le c at at eg egorie previst e dalla NT C 2008;

o

Diamet ro ro della sezione in c al alc es est ru ruzzo

- Es Espresso in m;

o

Diamet ametrro este esterrno dell ella sezi sezio one tub tubolar olare e

- Esp Esprresso esso in mm;

o

Spessore della lamiera che costituisce il tubolare- Espresso in mm;

o


o

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Interassi nelle 2 direzioni (la seconda direzione è richiesta solo se la Disposizione è del tipo a quinconce) - Espresso in m;

C ircol ircolare are profilato profilato H E - Si tratta di una una sezion sezione e circolar circolare e al cui intern interno o è contenuta contenuta un profilato in acciaio di tipo HE:

Figura: Schema Schema della sezione Ci Circolare rcolare p rofilato HE

Per questa categoria di sezioni i dati da inserire, oltre a quelli relativi alle armature gestite nella sezione Opzioni armature, sono i seguenti: o

Nome Nome


o

Cal Calcestru cestruzzo zzo

- Da Da scegl scegliiere ere tra tra le le categ categor oriie pr previste eviste dal dalla NTC NTC 200 2008 8;

o

Acc Ac c iaio

- Da scegli sc egliere ere tra le c ategori at egorie e previste dalla dalla NTC 2008 2008;;

o

Diam iametro della della sezione sezione in calcestruzzo calcestruzzo

- Espre Espresso sso in m;

o

Base del prof ilat o

- Espresso in mm;

o

Alt ezza del prof ilat o

- Espresso in mm;

o

Spes Sp esso sorre del dellla lam lamiiera era d' d'ani anima (Sa) (Sa)

- Espr Espres esso so in mm mm;

o

Spessore de della la lamiera d' d'ala (S (Se)

- Es Espresso in in mm;

o


o


C ircolare ircolare profilato profilato Scato Scato lare - Si tratta di una una sezione sezione c ava, la c ui par parte te centrale centrale è

costituita da un profilato in acciaio a sezione scatolare rettangolare:


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Paratie SPW

Figura: Schema della sezione Circolare profilato scatolare

Per questa categoria di sezioni i dati da inserire, oltre a quelli relativi alle armature gestite gest ite nella nella sezione s ezione Opzioni arm armature, at ure, sono i se guenti: o

Nome Nome


o

Calcest ruzzo ruzzo


o

Acc Ac c iaio iaio


o

Diam iametro della della sezion sezione e in in calcestruzzo calcestruzzo

- Espre Espresso sso in m;

o

Base del prof ilat o

- Espresso in mm;

o

Alt ezza del prof ilat o

- Espresso in mm;

o

Spessore della lamiera

- Espresso in mm;

o


o


Rettangolare - Si tratta di una sezione rettangolare in cemento armato:

Figura: Schema Schema della sezione R e t t a n g o l a r e

Per questa categoria di sezioni i dati da inserire, oltre a quelli relativi alle armature gestite nella sezione Opzioni armature, sono i seguenti: o

Nome Nome


o

Calcestruzzo Calces truzzo


o

Acc Ac c iaio


o

Base della sezione (Bx);

o

Altezza della sezione (Hz);

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o

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Interassi nelle 2 direzioni (la seconda direzione è richiesta solo se la Disposizione è del tipo a quinconce) - espresso in m;

Per Per tutte le tipo tipollogi ogie di sezi sezion onii è necessa ecessarrio defi defin nire l'all allineam eamento ento del del sistem sistema a di riferi riferim mento. Si tratt a di indi individ viduar uare e la posizio posizione ne che la generica generica sezione sezione deve assumere assumere nel contesto strutturale della paratia. N.B. Il sistema di riferi riferimento mento delle coordinate coordinate è tale pe r cui l' asse a sse z c oincide oincide con la dir direzion ezione e verti vertical cale, e, l'asse l'asse x con l'asse 'asse oriz orizzon zontal tale e conten contenut uto o nel nel piano piano del disegno e l' asse y ortogonale a entrambi. Da questo scaturisce la denominazione Bx ed Hz per i dati geometrici della della sezione se zione rettangolare.

3.3 3.3

Cordol Cordolii di ancorag ancoraggi gio o Fanno Fanno parte parte di quest'ar quest'archiv chivio io i dati rela relativi tivi ai cordoli cordoli c he servon servono o per ancorar ancorare e even eventua tualli tir tiranti anti.. L'am L'ambi bien ente te per per il trattam trattamen ento to dei dei cordo cordolli di ancor ancorag aggi gio o è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente per il trattamento trattamento dei cordoli di ancoraggio

Nell' Nell'am ambi biente ente di c ui alla figura figura prec precedente edente è possibi possibile le inseri inserire re nuove nuove tipologi tipologie e di cordo cordolli o eli eliminar nare quel quellle esisten esistenti ti (per (per eli eliminar nare un cordo cordollo esisten esistente te basta basta realizzar realizzare e che il campo campo N°.. della della tabella tabella contenu cont enuta ta nella nella finestra precedente sia vuoto). I dati che definiscono un cordolo di ancoraggio sono i seguenti: N°: Identifica la posizione del cordolo nell' ambito dell' archivio corrispondente (numero d'ordine crescente); Descrizione: E' il nome con il quale il cordolo è individuato all'interno dell'archivio; DB: E' il tipo tipo di cordo cordollo da asso associ ciar are e a N°, deter determ minato a par partir tire dal dal Databas atabase e dei dei cordoli; Materiale: E' il mater teriale di cui cui è cos costitu tituiito il cor cordolo. Si può sceg cegliere ere tra tra acciai cciaio o e calcestruzzo; Base del cordolo: cordolo: Larghezza della trave di cordolo espressa in cm. (Ordine di grandezza = 10/15 cm); Altezza del de l cordolo: Altezza della trave di cordolo espressa in cm. (Ordine di grandezza = 10/15 cm);

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Area: Area della sezione che costituisce il cordolo, espressa in cm²; Wx: Modulo di resistenza della sezione intorno all' asse di riferimento x, espresso in cm³; Wy (Wz): Modulo di resistenza della sezione intorno all' asse di riferimento z, espresso in cm³; N.B. L' ultimo ultimo grup gruppo po di dati, dati, vale a dire dire tutti tutti quell quellii che caratter caratteriz izzano zano la geom geomet etrria del della sezi sezione one (B (Base ase,, Alte Altezza zza,, Area, Area, Wx, Wy) sono sono calco calcollati ati automaticamente dal programma, una volta scelto il cordolo dal Database (Col Colonna DB nell ella tabel abellla). a). Tuttavi avia è possi ssibile perso erson nali alizzar zzare e tal tali grandezze se mplicemente modif m odificando icando i rispettivi rispettivi campi cam pi della della tabell tabe lla. a.

3.4 3.4

Tiran Tirantti di ancora ancoragg ggiio I tiranti di ancoraggio sono opere necessarie per integrare le risorse di resistenza strutturale strutturale e geot ecni ec nic c a della della paratia. Il softw are permett permett e di gestire un archivio archivio di tir tiranti anti di ancor ancorag agg gio. Una rapp appresen esenta tazi zion one, e, se pur schem schemati atica, ca, ma sig significati ficativa va dell elle grand andezze ezze che che caratte caratterrizzan zzano o un tir tirante ante di ancor ancorag agg gio è rappresentata nella seguente figura:


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Paratie SPW

Figura: Schematizzazione grafica di un tirante

Nella figura si riconoscono i seguenti simboli: Lunghezza Lunghezza libera libera del t irante irante (LL); Lunghezza del bulbo (LB); Diametro del Bulbo (DB); Area della sezione del tirante (A); inol noltre si ricono riconoscon scono o le zone zone in cui il tiran tirante te si ancor ancora a all alla par paratia atia (in (in alto alto a sin sinistra) stra) e le zone zone in cui il tir tirante ante si ancor ancora a al terr terreno. eno. Tenen Tenendo do pres presen ente te la

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precedente precedente figur figura, a, l' ambi ambiente ente che per perm mett e di gestire gestire l' archivi archivio o dei t iranti ranti è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione dell'archivio dei tiranti

Come Come si osserva, osserva, i dati da inser inserir ire e per caratterizzar caratterizzare e correttam correttamente ente un tirante tirante sono i seguenti: Nr.: Individua il numero del tirante nell'archivio (numero d'ordine crescente); Descrizione: E' il nome con il quale il tirante è individuato all'interno dell'archivio; Area armatura: E' l'ar l'area ea della della sezion sezione e del t irante rante che reagisce eagisce a trazion trazione e (parte (parte in ac ciaio ciaio del tirante), espressa in cm² (Ordine di grandezza = 15/20 cm²); Diametro foro: E' il diam diametro etro del foro praticat praticat o nel terreno terreno per l' inser inseriimento del tirante, tirante, espresso in m (Ordine di grandezza = 0.2/0.8 m); Lunghezza Lunghezza libera: libera: E' la lunghezza del tirante reagente a trazione (parte in acciaio del tirante), espressa in m (Ordine di grandezza = 10 m); Lunghezza Lunghezza del bulbo: E' la lunghezza della parte di tirante che reagisce per attrito con il terreno (ad esso esso son sono affi affid date le risor sorse di resi esisten stenz za conn connesse esse all all'attr attrito e all all'adesi 'adesion one e con il t erre erreno) no).. Con rigu riguar ardo do alla alla precedente precedente figur figura a è la parte parte finale del tirante. E' espresso in m.


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Paratie SPW

Materiali: Materiali da associare al tipo di tirante sono derivati da Archivio Materiali Colore: E' inoltre possibile inserire il colore che individua il tirante nel modello. N.B. .B. Per le veri verifiche che geot geotecn ecniiche che e str struttu utturrali ali su sull tir tirante ante si rimanda manda ai Cenni Teorici (Carico limite tiranti).

3.5 3.5

Opzi Opzion onii armat armature ure Le opzioni delle armature sono relative alla progettazione strutturale della paratia. L'ambiente per il trattamento delle opzioni delle armature è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione delle opzioni delle armature

Relativamente a questa sezione i dati da inserire sono i seguenti: PALI: Questi esti dati dati son sono util utilizzati zzati per per la prog progettaz ettaziione one e per per le ver verifiche fiche stru struttural tturalii eseguite su paratie costituite da pali in cemento armato: Diame Diametro tro barre longitudinali:

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Diametro dei tondini espresso in mm (Ordine di grandezza = 12/26 mm); Lunghezza ganci barre longitudinali: Espressa in cm (Ordine di grandezza = 50/150 cm); Lunghezza massima m assima delle barre longitudinali longitudinali:: Espressa in cm (Ordine di grandezza = 800/1200 cm); Copriferro: Espresso in cm (Ordine di grandezza = 4/6 cm); Diametro Diametro della staffatur sta ffatura: a: Espresso in mm (Ordine di grandezza = 8/10 mm); Passo minimo delle staffe: Espresso in cm (Solitamente imposto dalla normativa, in ogni caso Ordine di grandezza = 15/25 cm); [Tubolari] [Tubolari] - Tratto palo p alo ancorato: anc orato: E' la lungh unghezza ezza che defini definisce sce per quanto quanto un tubolar tubolare e viene viene amm ammorsato orsato in testa, espresso in cm (comunque minore dell'altezza della trave di testata); [Tubolari] - Diametro barre a cavallotto: espresso in mm;

SETTI: Ques Questi ti dati dati son sono util utilizzati zzati per per la prog progettaz ettaziione one e per per le ver verifiche fiche stru struttural tturalii eseguite su paratie costituite da setti di cemento armato: Diametro barre ba rre longitudinali: Espr Espress esso o in mm (Or (Ordine dine di gran grandez dezza za = 12/2 12/26 6 mm), esso esso rappr apprese esenta nta il diametro dell'armatura verticale; Diametro ferri di parete: Espre Espresso sso in mm (Ordi (Ordine ne di grand grandezza ezza = 10/14 10/14 mm),esso ),esso rapp rappre resen senta ta il diametro dell'armatura orizzontale; Rapporto tra l' armatura armatura tesa tes a e l' armatura armatura compressa: com pressa: E' un num numero ero adim adimensio ensional nale e (soli (solitamente tamente è impos imposto to dall dalla norm normativa sull sulla base di c onsider onsiderazion azionii svolte anc he in meri merito to alla alla duttilità duttilità della della sezione; sezione; in ogni caso sarà minore o uguale a 1);


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Paratie SPW

Interferro netto minimo: Distanza minima netta tra le barre espressa in cm (deve essere compatibile con la pezzatur pezzatura a del materi material ale e iner nerte te utili utilizzato zzato per il confeziona confezionam mento del calcestruzzo, in ogni caso ha ordine di grandezza = 2.5/5 cm); Interferro massimo Espresso in cm (Ordine di grandezza = 4/8 cm); Copriferro laterale: Misu Misurrato a par partir tire dal dal bar baricentr centro o del delle bar barre, espr espres esso so in cm (or (ordin dine di grandezza = 4/6 cm); Diametro Diametro della staffatur sta ffatura: a: Espr spresso esso in mm (Or (Ordin dine di gran grande dezz zza a = 8/10 /10 mm), esso esso rappr appres esen enta ta il diametro dell'armatura trasversale; Passo minimo delle staffe: Espresso in in cm (Solita (Solitam mente imposto imposto dall da lla a normat normativa, iva, in ogni caso ca so ordine ordine di grandezza = 15/25 cm) Distanza Distanza massima mass ima tra i bracci delle staffe: Espresso in cm (Ordine di grandezza 14/26 cm);

TRAVE DI COLLEGAMENTO: Ques Questi ti dati dati son sono util utilizzati zzati per per la prog progettaz ettaziione one e per per le ver verifiche fiche stru struttural tturalii eseguite eseguite sull sulla trave di c oll ollegamento egamento di t esta realiz ealizzata zata su paratie paratie costituite costituite da pali: Diame Diametro tro barre longitudinali: Espresso in mm (Ordine di grandezza = 12/26 mm); Diametro ferri di parete: Espresso Espre sso in mm mm (Ordine di grandezza grandez za = 10/14 mm mm);; Rapporto tra l' armatura armatura tesa tes a e l' armatura armatura compressa: com pressa: E' un num numero ero adim adimensio ensional nale e (Solitam (Solitamente ente è impos imposto to dall dalla norm normativa sull sulla base di c onsider onsiderazion azionii svolte anc he in merito erito alla alla duttilità duttilità della della sezione. sezione. In ogni caso sarà minore o uguale a 1); Interferro netto minimo: Espr Espress esso o in cm (Deve (Deve esser essere e compa compatib tibiile con la pezzatu pezzaturra del materi ateriale ale inerte utilizzato per il confezionamento del calcestruzzo, in ogni caso Ordine

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di grandezza = 2.5/5 cm); Interferro massimo Espresso in cm (Ordine di grandezza = 4/8 cm); Copriferro laterale: Misu Misurrato a par partir tire dal dal bar baricentr centro o del delle bar barre, espr espres esso so in cm (or (ordin dine di grandezza = 4/6 cm); Diametro Diametro della staffatura: Espresso in mm (Ordine di grandezza = 8/10 mm); Passo minimo delle staffe: Espresso in c m (Solita (Solitam mente imposto imposto dalla dalla normat normativa, iva, in ogni ogni c aso Ordine Ordine di grandezza = 15/25 cm) Distanza Distanza massima mass ima tra i bracci delle staffe: Espresso in cm (Ordine di grandezza 14/26 cm);

4

Dati calcolo

4.1 4.1

Dat Dati gene genera ralli I dati dati gen general eralii sono sono equi equival valen enti ti a quel quellli visti visti nel nella sezi sezion one e relati elativa va al menu enu "Nuovo". L' ambiente per la gestione dei dati generali è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione dei dati generali

Si ricordano, solo per completezza, quali sono i dati generali da inserire: Progetto: Identifica Identifica una una desc rizion rizione e sintetica del progett progett o da eseguire. eseguire. E' prevista prevista la possibilità di stampare questo dato in fase di esportazione in formato rtf. Per fare ciò basta spuntare il quadrato (con bordo rosso e linea diagonale) che si trova trova all alla destra destra del della casell casella di t esto che contien contiene e la descri descrizi zion one e del progetto; Data: E' la data che comparirà nella relazione di calcolo; Normativa: E' possi ossibi bille sel selezi ezionar onare e le norm ormative ative legate egate all alle ver verifiche fiche geote geotecni cniche che (Norm (Normativa at iva GEO) GEO) o quelle legate alle verific verific he strutturali st rutturali (Normat (Normativa iva STRU ST RU). ). Per ogni categoria di verifiche sono previste le seguenti scelte: Normativa GEO: NTC2008 ed Eurocode 8 Normativa STRU:

Dati ati calc alcolo

NTC2008 ed Eurocode Calcolo pressioni: pressioni: In questo questo grup gruppo po di dati sono sono defi defini nite te le teori teorie che si posso possono no util utilizzar zzare per per il calcolo del coefficiente di spinta attiva, per il coefficiente di spinta passiva e per il coeffi coeffici cien ente te di stato stato limite (atti (attivo vo o passi assivo vo)) in cond condizion zionii dinami amiche. che. In particolare sono previste le seguenti possibilità: Pressioni attive: E' possibi possibile le utilizzare utilizzare la Teoria di Coulomb, Coulomb, la teoria di Muller Muller-Bresl -Breslau au o la teori te oria a di Caqout -Kerisel; -Kerisel; Pressioni passive: E' possibil possibile e utilizzar utilizzare e la T eoria eoria di Coulom Coulomb, b, la teoria di Muller Muller-Bresl -Breslau au o la teori te oria a di Caqout - Kerisel; erisel; Pressioni sismiche: E' possibile utilizzare la teoria di Mononobe-Okabe. Modello di calcolo: E' possibi possibile le selezionar selezionare e a prior priorii l' approcc io di calcolo ca lcolo per la determin determinazion azione e delle delle sol sollecitaz ecitaziioni oni e degl egli spos spostam tamen enti ti.. In parti articol colar are e è prev previista la possi ossib bilità di scegliere scegliere il metodo metodo LEM LEM (Metodo dell' dell' equili equilibr brio io limite) limite) o il metodo metodo FEM (Metodo degli elementi finiti). n.b. .b. A quest esto livel vello del programma amma non è previ evista sta la possi ssibilità di cambiare i dati relativi alla geometria del modello, in quanto gli stessi non rientrano più nell' ambito dei dati generali del problema.

4.2 4.2

Metodo di equili equilibrio brio limi limite te EQUILIBRIO LIMITE Il metodo metodo dell' dell'equi equili libr brio io limite limite è consueto nella nella pratica pratica progett progettual uale e ed utilizzato utilizzato principalm principalmente ente per la determ det ermin inazione azione della della profondità profondità d’infission d’infissione e lim limite. Il metodo LEM viene impi impiegato egato per opere in c ui è fac ilm ilmente indi individ viduabi uabile le il c inem inematism atismo o di rottura, ad esempi esempio o in presenza presenza di paratie a sbalzo sbalzo o con una una sola fila fila di tiranti. tiranti. Per il calcolo si considera che la paratia sia soggetta alla spinta attiva a monte e pass passiiva a val valle. La distr distriibuzi buzion one e del delle pres pressi sion onii sul sulla stru struttura ttura è diver diversa sa per per paratia paratia in terreno terreno incoeren incoerente te e terreno terreno coerente; coerente; inol inoltre tre la distri distribu buzi zione one dell delle spinte, spinte, in terreno terreno argil argillos loso o varia varia nel tempo. tempo. Il c alcolo delle delle spinte spinte viene viene eseguito eseguito utilizzando valori opportuni dell’angolo di resistenza a taglio, del peso per unità di volum volume e della della c oesione, oesione, fac f acendo endo riferi riferim mento ai coefficienti coef ficienti di spinta spinta determin determinati ati secondo secondo le teori teorie classi classiche che prese presenti nti in letteratur etteratura a (Cou (Coullomb, omb, Mu Mulller-Br er-Bresl eslau au,, Caquot- Kerisel. erisel. Nella Nella determ det ermin inazione azione del diagram diagramm ma delle delle pressioni pressioni sono presi in c onsider onsiderazion azione e gli gli incrementi incrementi dovuti a: sisma, sisma, falda, cari ca richi chi sul terrapien terrapieno. o. Nella Nella valutaz valutaziione one dell della spi spinta passi passiva va è introd ntrodotto otto un coefficien coefficiente te di sicur sicurezz ezza a sul sulla


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Paratie SPW

resi resistenza stenza passiv passiva. a. Per il c alcolo alcolo delle delle profon profondi dità tà di infissi nfission one e si procede procede come come segue: (a) Calcolo dei coefficienti di spinta attiva e passiva; (b) Si ipotizza una profondità di infissione iniziale compresa tra 0.2H e 0.7H; (c) Calcolo delle spinte agenti sull' opera; (d) Equilibrio dei momenti rispetto al piede (paratie a sbalzo); Le fasi (a)- (b)-(c )-(d) saranno saranno ripetut ripetute e increm incrementando entando la profondi profondità tà di infissio infissione ne fino ad ott ener enere e l'equi l'equili libr brio io dei momenti, omenti, al quale corrispond corrisponderà erà la profondi profondità tà di infis infissi sione one cercata. Per ovviar ovviare e al mancato equil equilib ibri rio o dell delle forze forze oriz orizzon zontali tali tale prof profon ond dità sar sarà aum aumentata entata del 20%. In pres presen enza za di tir tirantatu antaturre si posso osson no presentare i seguenti cinematismi: (I) La base della paratia è libera di ruotare (metodo a supporto libero); (II) La base della paratia non può ruotare (metodo a supporto fisso); Metodo a supporto libero libero Per effettuar effettuare e il calcol calcolo o si procede procede secondo secondo le fasi (a) - (b) (b) - (d). (d). La fase (c) sarà sarà sostitui sostituita ta dall dall' equi equilibr librio io dei momenti omenti rispetto ispetto al punto punto di appl applicazion icazione e dei tiranti, in questo caso non occorre aumentare la profondità di infissione in quanto l'equilibrio delle forze orizzontali risulta verificato. Metodo a supporto fisso (Metodo della trave equivalente) Si ipotizza che la paratia si deformi con un'inversione di curvatura, in questo caso il prob probllem ema a non è stati staticam camen ente te deter eterminato a meno eno che non si conos conosca ca la posizione del punto di inversione. Se si ipotizza che sul punto di inversione vi sia una cerniera cerniera capac e di trasfer t rasferir ire e solo sforzi t aglian aglianti ti (ai fini stat ici un appoggi appoggio), o), è possibi possibile le spezzare la palancola in due travi equivalenti. equivalenti. Per fissare la posizio posizione ne del punto punto di flesso flesso Blum lum consigl consigliia valor valorii funzi funzion onii di: di: flessi flessibi billità, caratteristiche caratteristiche geote geotecni cniche che ecc.; Trov Trovata ata la posi posizi zion one e del del pun punto di fles flesso so si proced procede e come come segue: (a) Dall all'equ 'equiilibri brio dei momen omenti ti rispetto spetto al tiran tirante, te, consi consider derando ando la trave trave superiore al centro di rotazione, si determina la reazione del carrello. (b) (b) Dall all'equ equilibri brio dei dei momen omenti ti rispetto spetto al pied piede, e, consi conside derrando ando la trav trave e infer feriore ore rispetto spetto al centr centro o di rotazi otazion one, e, si deter etermina la profon ofond dità di infissione. (c) )Tale profondità sarà aumentata del 20%.

4.3 4.3

Metodo degli degli element elementii finit finitii ELEMENTI FINITI Secondo il metodo ad elementi finiti il terreno viene schematizzato con delle molle le cui caratteristiche dipendono dai moduli di elasticità del terreno, differenziando,


quelli quelli in com c ompression pressione e da quelli quelli in trazione. Bowles Bowles propone propone di c alcolare, in modo modo approssimato, il valore di Ks (modulo di reazione che è connesso alla rigidezza del terreno) terreno) sulla sulla base della della c apacità portant portante e delle delle fondazi f ondazioni oni.. Il metodo metodo in esame esame forni fornisce sce dire dirett tt amente, amente, dopo dopo aver costruito costruito la matrice atrice di rigi rigidezz dezza a global globale e ed il vett ore dei c arichi arichi nodali, nodali, gli gli spostamenti spostamenti generalizzati generalizzati e, da questi, i momenti omenti e le reazioni nodali. Per il calcolo della paratia si procede come segue: (a) Calcolo delle pressione laterale fino alla linea di fondo scavo. (b) Fissare una profondità di primo tentativo. (c) Stima del valore di Ks al di sotto della linea di fondo scavo. (d) Disposizione dei nodi in cui si assegneranno le rigidezze delle molle. (e) Stabilir Stabilire e una una sezione sezione di tentat t entativo ivo e calcolo ca lcolo del mom momento ento d' inerzi inerzia a della della sezione. (f) Calcolo della rigidezza di eventuali tiranti. (g) Assemblaggio della matrice di rigidezza globale. (h) Assemblaggio Assemblaggio del vet tore to re dei c aric aric hi nodali. nodali. (i) Calcolo degli spostamenti nodali; Il calcol calcolo o è risol solto attrave attraverrso un proced procediimento ento di tipo tipo iterati terativo vo.. Le iteraz teraziioni oni c ontinuano ontinuano fino fino a quando quando gli spostamenti spostamenti sulla sulla linea linea di f ondo ondo scavo, tra due c icli di calcolo, sono compresi in un valore di tolleranza specificato. L'ambiente per la gestione di alcuni dati relativi all' implementazione del metodo degli elementi finiti è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione del calcolo co n il metodo degli ele menti finiti finiti

I dati da inserire sono i seguenti: Max sposta mento lineare terreno: Espr Espresso in cm. cm. E' il massim assimo spostam spostamento ento che consente consente di consider considerar are e il terr terreno eno in campo campo linear eare. Su Sup perato erato questo esto spos spostam tamen ento to la moll olla che che schematizza il terreno non può essere considerata in campo elastico-lineare (di (dipen pende molto olto dal dalle caratter caratteriistiche stiche del del terr terreno, eno, in ogn ogni caso Ordi Ordin ne di grandezza = 1/2 cm ); Fattore di tolleranza tolleranza spostamento: spostam ento: E' espresso espresso in cm. cm. E' la tolleranza tolleranza f issata per definire definire la condizione condizione di uscita dal dalle iteraz teraziioni oni di anal analiisi (di (dipend ende da alcun alcune e condi condizi zion onii di anal analiisi e di geometri geometria a della della strutt strutt ura, ura, Ordi Ordine ne di grand grandezza ezza = 1/200 1/200 della della dim dimensio ensione ne massima assima della st ruttura ad a d esem ese mpio altezza paratia); Tipo Tipo analisi: a nalisi: Defini efinisce sce se l' anal analiisi condotta condotta è di t ipo linear neare e o di t ipo non non linear neare e (E' (E' consigl consigliiata l' analisi analisi non linear lineare e quand quando o la statica del probl problem ema a dipen dipende de in modo preponderante dall' aspetto geotecnico del problema); Massimo numero di iterazioni: E' il massim massimo o numero numero di iterazioni da realizzare per c ercare erca re la soluzione soluzione agli spostam spostamenti enti.. Super Superato ato questo questo limi imite la soluzi soluzione one si consider considera a non non trovata trovata (In (In contesti contesti relati elativi vi all alla prati pratica ca corr corrente ente l' ordi ordine ne di gran grande dezz zza a = 5/10 /10 iterazioni); Fattore riduzione della molla molla fondo sca vo: E' un fat tore adim adimensional ensionale e c he va a moltipl oltiplicare, icare, riducendol riducendolo, o, il modu modulo lo di reazione reazione della della molla olla situata a fondo sc avo. Deve assumere assumere valore valore minor inore e o al più uguale a 1. Profondità di infissione infissione iniziale: Profondità di primo tentativo, espressa in m (Ordine di grandezza = 0.1/0.2 dell' altezza della paratia); Numero di elementi: Deve essere compreso tra 10 e 50. E' il numero di elementi finiti in cui viene discreti scretizz zzata ata tutta tutta la parati aratia a (E' (E' oppo opporrtun tuno real ealizzar zzare e una descr escriizion zione e razional razionale, e, ne troppo rada, per evitare err error orii grossol grossolani ani nella nella soluzi soluzione, one, ne troppo fitta, per evitare che i tempi di calcolo si estendano notevolmente); Incremento profondità di infissione: E' l' increm ncremen ento to cui si sottopon sottopone e la profo profond ndiità di infissi nfission one e corr corrente ente per per c ercare la soluzione soluzione equilibr equilibrat ata a (Ordine (Ordine di grandezza grandezza = 0.1/0.2 dell' dell' altezza della della paratia); pa ratia);


Numero nodo di fondo sca vo: Definisce quale nodo associare al fondo scavo. Più alto è questo numero più saranno gli elem elementi enti f initi initi c he discret izzano la parte superiore superiore della paratia. Modulo di reazione variabile: E' possibi possibille Tenere Tenere conto dell della vari variabili abilità tà del modul odulo di reazi reazione one o anche c ondurre ondurre l'analisi l'analisi con modulo odulo di reazione c ostante ost ante..

4.4 4.4

Geom Geomet etri ria a terren erreno o I dati relati elativi vi all alla geom eometri etria del terr terreno eno son sono necess ecessar arii per la defi efinizion zionee dell' dell'andam andamento ento topografic topografic o del terr t erreno. eno. L'am L'ambi biente ente per la gestione del profil profilo o del terreno è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione del profilo del terreno, in termini di coordinate a sinistra e di angoli e distanze a destra.

I dati da inserire per definire correttamente il profilo del terreno sono i seguenti: Dati inseriti per coordinate : Si tratta di inserire le coordinate dei vertici che definiscono il profilo rispetto ad un sistema di riferimento fissato. I vertici devono essere inseriti da valle verso ver so monte onte in termin terminii di coordin coordinate ate x-z. Le coordi coordinate vanno vanno espresse espresse in m; Inoltre si deve inserire l'inclinazione del profilo di monte e di valle; E' prevista la possibilita di visualizzare i numeri dei vertici. Dati inseriti per angoli e distanze: Altezza Altezza di scav o (H): (H): Espressa Espressa in m, m, essa rappresen rappresenta ta la parte che rim rimarrà arrà fuori fuori t err erra a a scavo eseguito;


Lunghezza Lunghezza tratto di valle (LV): Espressa in m; è neces cessario valutar tare con con cur cura questa grandezza sopratt utt o per l'analisi l'analisi della della sta s tabil bilità ità globale globale e per l'anali l'analisi si del fenom fe nomeno eno di filtrazione (ordine di grandezza = 1/2 volte l' altezza di scavo); Inclinazione terreno a valle (IV): espressa in gradi (dipende principalmente dalle condizioni topografiche del problema); Lunghezza Lunghezza tratto a monte (LM): espressa espressa in m (valgono (valgono le stesse considerazio considerazioni ni fat te per la lungh lunghezza ezza del tratt o di valle); valle); Inclinazione terreno monte (IM): espressa in gradi (il suo valore è funzione della conformazione topografica del caso in esame); Pendenze di calcolo profilo: espressa in gradi, sia a monte che a valle, esse rappresentano i valori che usa il progr program amm ma per il c alcolo alcolo della della spinta spinta con profi profillo inclinato; nclinato; il lor loro valore valore è funzione funzione della della c onform onformazione azione topografica topografica del c aso in esame, esame, ma va precis precisato ato che le form formule ule util utilizzate zzate per per il calcolo calcolo dell delle spi spinte attiva attiva e passiv passiva a hanno hanno,, gener general alm mente, delle delle lim limitazioni tazioni di valid validità ità propr proprio io su tale parametro; E' prevista la possibilita possibilita di v isualizzare isualizzare i numeri dei vertici; vertici ; n.b. .b. L' inser serimen mento dei dei dati dati in ter termi min ni di ango angolli e dist distan anze ze è sol solo uno strum strument ento o integr ntegrati ativo, vo, e non non sosti sostitu tuti tivo, vo, dell dell'ins 'inser eriimento mento dei verti vertici ci in termi termini ni di coor coordina dinate. te. Di fatto, atto, anche anche dopo dopo l'i l'inser nseriimento mento degl degli angol angolii e dell elle distanz anze è neces ecess sari ario eseg esegu uire un cli click sul pulsant ante Gener enera a coordinate, il quale riporta riporta alla a lla fi finestra nestra relativa ai vertici ve rtici.. Vista l' impor importanza tanza c he riveste riveste l'in l'inseri serim mento dei dat i in t erm ermin inii di c oordi oordinate nate dei vertici si devono fare alcune precisazioni. Il sistema di riferimento rispetto al quale sono definite le coordinate dei verti vertici ci ha l'ori origin gine post posta a sempr sempre e in cor corrispon sponde den nza del della test testa a del della paratia; La su succe ccess ssiione one dei dei verti vertici ci deve deve esser essere e ins nser eriita nel nell'ordi ordine ne che che va da valle verso monte. Si può fare riferimento alla figura che segue:


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Paratie SPW

Figura: Schema di riferimento per l'inserimento dei v ertici.

Si riporta, per completezza, una figura guida per l' inserimento dei dati geometrici per angoli e distanza


Figura: Schema di riferimento per l'inserimento l'inserimento dei dati per angoli e distanze.


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4.5

Paratie SPW

Stru rutttur ura a I dati relativi relativi alla struttura riguar riguardano dano la composi composizion zione e strutturale strutturale della della paratia. paratia. Att raverso raverso questo insiem insieme e di dati si definisce definisce quindi quindi la sezione sezione (o eventualmente eventualmente le sezi sezion onii) del della par paratia, atia, i materi ateriali ali, ecc. L'am L'ambi bien ente te per per la gesti gestion one e dei dei dati dati relativi alla struttura è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione dei dati della struttura struttura

La compos composiizion zione e strutt strutt ural urale e è ottenuta mediante ediante assembl assemblagg aggiio di elem elementi enti che posso possono no aver avere diver diversa sa sezi sezione. one. Così Così,, ad esem esempio, pio, è possi possibi bille util utilizzar zzare per per la stessa paratia, diverse sezioni resistenti a tratti di scavo. La figura che segue è esplicativa del precedente concetto:


Figura: Composizione struttura

I dati da inserire per la struttura sono relativi ad ogni tratto in cui la sezione può variare. Per ogni tratto è quindi necessario definire: Lunghezza del tratto (Li in figura): Espresso Espresso in m, m, esso rappr rappresenta esenta il tratt o a sezione sezione c ostante dell' dell'altezza altezza di scavo; è buona norma utilizzare sezioni di uguali caratteristiche per tutta la paratia, paratia, in ogni caso, là dove si renda renda necessari necessario dispo disporr rre e più più tipol tipologie ogie di sezioni, è necessario evitare tratti di lunghezza troppo breve; Tipo Tipo della sezione da associare a ssociare al tratto considerato: c onsiderato: Si può scegliere tra le varie tipologie di sezione definite nell'Archivio sezioni. n.b. Le lunghezze lunghezze sono riferite riferite al singolo tratto tratto e va rispettata rispettata la continuità continuità strutturale dell'opera (dalla fine del tratto precedente). Per il primo tratto la lunghezza è definita definita rispetto a llo llo zero ze ro del sistema di riferi riferimento. mento. Nell ella figu figurra che segue segue,, tratta tratta dal dal softwar software, è mostrato ostrato uno uno schem schema di parati paratia a composta da più tipologie di sezioni:


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Paratie SPW

Figura: Paratia costituita da più tipologie di sezioni

4.6 4.6

Strat Stratiificaz ficazio ioni ni Per ogni fase di analisi si possono definire diverse stratificazioni. Ogni stratigrafia è caratterizzata caratterizzata dall dalla presen presenza za di più materi material alii (più (più terreni terreni). ). L' ambi ambiente ente per la gestione delle stratificazioni è il seguente:


Figura: Ambiente Ambiente per la gestione delle stratificazioni

Per ogni strato devono essere definiti i seguenti dati: Nr: Identifi tifica ca lo stra trato con con un indice numerico cre crescen cente da quello più superficiale (in alto) a quello più profondo (in basso); DB Terreni: Perm Permette di impostar postare e caratteri caratteristi stiche che inizi nizial alii prel prelevab evabiili da un database database terreni fornito con il programma; Peso: Espresso in kN/m3 (ordine di grandezza = 17/20 kN/m3 ), esso rappresenta il peso per unità di volume naturale del terreno; Peso saturo: Espresso in kN/m3 (ordine di grandezza = 18/21 kN/m3 ), esso rappresenta il peso per unità unità di volum volume e sat uro uro da inseri inserire re se lo st rato è interessato interessato dalla dalla prese presenz nza a di acqua; acqua; nel nel caso di terr terreni eni in falda, falda, per per l'anal analiisi in condi condizion zionii drenate, il programma valuta le pressioni efficaci a partire dal peso per unità di volume alleggerito; Coesione: Espressa in kN/m2 (ordine di grandezza 1/5 kN/m2 ); © 2013 Geostru Software

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Paratie SPW

Angolo di attrito interno: Espresso in gradi gradi (ordine (ordine di grandezza = 22/30°); Grado Grado si sovraconsolid sov raconsolidazione azione (OC R): Dipende dalla storia tensionale del sito in esame (ordine di grandezza = 1/2) Modulo Modulo edometrico: e dometrico: E' il modulo di elastici ticità tà normale del ter terreno val valutato tato in con condizioni edometriche, espresso in kN/m2 (Ordine di grandezza = 10000 kN/m2 ); Angolo di attrito attrito terra-parete di monte: Espresso Espresso in gradi (ordine (ordine di grandezza grandezza = 10/12°, 10/12°, solitam solitamente ente la norm normativa impone valori non maggiori dei 2/3 dell' angolo di attrito interno del terreno); Angolo di attrito attrito terra-parete terra-pa rete di valle: v alle: Espresso in gradi (Valgono le stes tesse precedente);

con considerazioni

fatte fatte

al punto

Spessore dello strato: Valutato a partire dal punto più basso dello strato precedente a quello che si vuole definire, è espresso in m; Inclinazione dello strato: Espressa in gradi; Colore: Identifica lo strato all' interno dell' area di disegno; Descrizione: Nome associato dall' utente allo strato inserito. Alcune prec precisazi isazioni oni devono essere fatte fat te in meri merito to alla alla definizi definizione one dello dello spessore dello strato ed alla sua inclinazione dello strato: Spessore dello strato: Lo spessore dello strato è misurato lungo la verticale che passa per l' origine del sistem sistema a di rifer riferim imento ento fissato (c he si ricorda ricorda c oinc oinc ide ide con la test a della della paratia). Per maggior maggiore e c hiarezza hiarezza fare riferim riferimento ento alla seguente figura: figura:


Figura: Definizione Definizione dello spessore de l generico strato

Inclinazione dello strato: L' incli clinazi azione dell ello str strato è l' ang angolo olo di rotaz otaziione one del fon fondo dell ello str strato ato consi consider derato. La rotazion otazione e dell dello strato strato è defi definita nita rispetto spetto al pol polo che si ottiene ottiene dall' intersezione tra la linea verticale passante per l' origine, e la linea orizzontale che identifica la parte inferiore dello strato da definire.

4.7

Fald a La prese presenz nza a di una una even eventual tuale e falda falda condi condizion ziona a il calcolo calcolo sia sia dal punto punto di vista vista geotecn geotecniico che stru struttural tturale. e. E' per per ques questo to motivo otivo che nel softwar software e si tien tiene e in conto conto l'effe effetto tto dell ella fal falda, anche anche con rifer ferimento ento ad even eventu tual alii probl oblem emii di filtrazione. L' ambiente per la gestione della presenza della falda è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione della falda

Relativamente elativamente alla alla falda f alda i dat i da inserire inserire sono i seguenti: s eguenti: Profondità falda monte: E' la profo profond ndiità, rispetto spetto al pian piano o ori orizzon zzontal tale e pass passan ante te per per il sistem sistema a di riferi ferimento ento gene generrale, ale, del del pel pelo liber bero del della falda falda a monte onte del della par paratia, atia, espressa in m; Profondità falda valle: E' la profo profond ndiità, rispetto spetto al pian piano o ori orizzon zzontal tale e pass passan ante te per per il sistem sistema a di riferim riferimento ento generale, del pelo libero libero della falda fa lda a valle della della paratia, espressa in m; Verifica Verifica a sifonamento: sifonamento: Perm Permette di effettuar effettuare o non non effettuar effettuare la ver veriifica fica a sifon sifonam amen ento to (or (ormai obblig obbligatoria atoria per normativa); normativa); tale verifica verifica viene viene eseguita eseguita sulla sulla prim prima a linea linea di flusso, ossia la più corta. Attiva presenza falda in questa fase: Come già accennato in precedenza il software permette di definire più fasi di calcolo calc olo.. At traverso questo questo dato è possibi possibile le scegliere scegliere se la f alda alda deve essere considerata nel calcolo della fase corrente; Spessore strato impermeabil impermea bile: e: Individua a quale profondità è situato lo strato impermeabile, espresso in m;


Passo linee di flusso: Definisce la densità di visualizzazione delle linee di flusso, espresso in m; Vista mesh: Permett Permett e la visualizzazi visualizzazione one della della grig grigli lia a di calcolo calc olo utilizzata utilizzata per la soluzi soluzione one del problema della filtrazione; Vista linee di flusso: Permette la visualizzazione delle linee di flusso; E' possibile scegliere i colori della griglia di calcolo e della linea di flusso; Genera reticolo di flusso: Permette di realizzare l'analisi di filtrazione; Relativamente elativamente ai dati c he definiscono definiscono il profil profilo o della della falda è opportuno opportuno fare riferimento alla seguente figura:


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Paratie SPW

Figura: Riferimento Riferimento per la definizion definizione e del profilo della falda

Nella ella figur figura a PFM è quel quella la che nella nella f inestra inestra dei dati di falda viene viene defini definita ta come profondità falda monte, mentre PFV è quella che nella finestra dei dati di falda viene definita come profondità falda monte.

4.8 4.8

Sist Sistem ema a anco ancorag raggi gio o Parte dell' dell'arg argom omento ento è stat s tat o già discusso nella nella sezione sezione Cordol Cordolii di anc oraggi oraggio. o. Si discute in questa sezione dell'inserimento dei tiranti di ancoraggio. L'ambiente per l' inserimento dei tiranti di ancoraggio è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per l'inserimento dei tirant tirantii di ancoraggio

Per la corretta definizione dei tiranti di ancoraggio è opportuno inserire i seguenti dati Descrizione: Permette all'utente di individuare, per mezzo di un nome, il tirante inserito; x: E' l'ascissa, l'ascissa, misur isurata ata nel sistem sistema a di riferim iferimento ento gener general ale, e, alla alla qual quale e viene viene inserito il tirante di ancoraggio, è espressa in m; z: E' la quota, misurata lungo la verticale passante per il sistema di riferimento


generale, alla quale viene inserito il tirante di ancoraggio, è espressa in m; Inclinazione: E' l'angol l'angolo o di inclin inclinazion azione e c he l'asse del t irante irante forma forma con l'asse l'asse orizzon orizzontale tale del sistema di riferimento generale, è espresso in gradi ( n.b. l' inclinazione inclinazione è definita positiva se in senso orario); orario); Interasse: E' la distanza, distanza, misurata isurata nella nella direzi direzione one per perpend pendicolar icolare e al piano piano del disegno disegno (direzione generale y), che c'è tra due tiranti contigui, è espressa in m; Angolo di attrito: E' l'an l'angol golo o di att rito rito tra il bulb bulbo o del t irante rante e il terreno terreno in cui è ancorato ancorato il tir tirante ante (Or (Ordin dine di gran grande dezz zza a = ango angollo di attri attrito inter nterno del del terr terreno) eno),, è espresso in gradi; Adesione: E' una misura della coesione che si misura all' interfaccia tra bulbo e terreno (nella zona di ancoraggio), è espressa in kN/m²; Tipologia: E' la tipologia di tirante d' ancoraggio. E' da scegliere dall' Archivio tiranti; Cordolo: E' ilil c ordo ordollo per mezz mezzo o del qual quale il tiran tirante te è ancor ancorato ato all alla par paratia. atia. E' da scegliere dall' archivio dei cordoli d'ancoraggio; Attivo/Passivo: E' l'op l'opzi zion one e tram tramite la qual quale e l'utente utente decid decide e se il tiran tirante te è attivo attivo (tir (tirante ante pretes eteso) o passi assivo vo (tir tirante ante scari carico nell elle fas fasi iniziali ali dell ella vita vita dell ella struttura); Tiro iniziale: Nel c aso in cui il t irante ante sia sia attivo, attivo, defi defini nisce sce l'enti 'entità tà dell della preten pretensi sion one, e, è espresso in kN; Fattore di sicurezza: Fatto Fattorre di sicu sicurrezza ezza imposto sto, nei riguard ardi del col collasso asso del tir tirante ante di ancoraggio; ancoraggio; Coefficiente riduttivo di Rowe: E' un coefficien coefficiente te che dipe dipend nde e dall dalla defor deform mabi abilità del della pal palificata. ficata. E' un coefficiente che va a ridurre il momento massimo calcolato sulla paratia; Estremo libero o fisso: Indi Individ vidua ua se l' inser inserim imento ento del tirante tirante compor comporta ta vincolo vincolo fisso per la paratia paratia (Estremo fisso) o al contrario se in termini di vincolo può essere considerato


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Paratie SPW

inesistente;

Coefficiente di spinta: Vedere spinta: Vedere calcolo del carico limite dei tiranti

4.9

Supp uppor ortti I supporti sono elementi che vanno ad incrementare le risorse di resistenza della paratia. paratia. Essi, Essi, per però, ò, a differen differenza za dei t iranti iranti di ancoragg ancoraggiio sono sono preval prevalentem entemente ente soggetti soggetti a compr compressi essione one.. Cambi Cambia a quin quindi di la natura natura dell delle ver verifi ifiche che da real realiizzare. zzare. Nella ella figur figura a che segue segue è mostrato ostrato schematicam schematicamente ente l' utili utilizzo di un suppo supporto rto a puntone:

Figura: Schema di supporto a puntone

Le verifiche di resistenza che si realizzano sul puntone sono quelle classiche che si eseguono su membrature compresse, quindi: Verifica Verifica di resistenza a compressione:


In questa esta ver verifica fica si sti stima la mass assima ten tensio sione di com compress essione e si con confro fronta con con la ten tensione di rottur ttura a com compressione dell' elemento compresso; Verifica nei confronti del collasso per instabilità: Come è noto le membrature compresse soffrono del problema dell' instabilità strutturale. strutturale. E' quindi quindi nec necessari essario o veri ve rificare ficare c he lo sforzo norm normale agente sul puntone sia minore, o al più uguale, del carico critico del puntone. Il sup suppor porto to è un elemento elemento che può può essere essere inserito nserito solo solo se si sc egli eglie il m e t o d o FE M e e l'elemento reagisce solo se si mobilita uno spostamento della paratia verso valle.

4.10 4.10

Cari Carich chii Nel softwa softwarre Par Paratie atie è possi ossib bile pren prend dere ere in consi conside derrazi azione one la presen esenza za di even eventual tuali cari carichi distr distriibui buiti in term termini di Linee, Stri Strisce o Car Carichi Unifor formi. L' ambiente per la gestione di queste tipologie di carico è il seguente:


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Paratie SPW

Figura: Ambiente Ambiente pe la gestione dei carichi distribu distribuiti. iti.

I dati da inserire per la corretta definizione di un carico sono i seguenti: Descrizione: Descrizione : Iden Identifi tifica ca il carico; carico; dato necessar necessariio per l'ind 'indiividu viduazi azion one e dell dell'azion azione e nel nelle combinazioni di carico; Tipo: Si può può sc eglier egliere e t ra linee linee di c arico, arico, strisce di c arico arico o cari ca rico co uniform uniformem emente ente distribuito; xi: E' l'l' ascissa a partire partire dalla dalla quale quale il carico inizi inizia a ad agire. agire. Nel c aso di linee linee di cari carico è l'asci asciss ssa a che defi defin nisce l' app applicazi cazione one dell ella linea di cari carico; è espressa in m. xf:


Tale dato è rischiesto se si definiscono strisce di carico o carichi uniformi. E' l'ascis ascissa sa fin finale ale del del cari carico (defi (defin nisce qui quindi l' esten estensi sion one e del del cari carico); co); è espressa in m. yi: Definisce l' ascissa (misur (misurat ata a ortogonalm ort ogonalmente ente al piano del disegno) disegno) a partire dalla quale inizia ad agire la distribuzione di carico, espresso in m. yf: Defin efinisce l'ascis ascissa sa (mi (misur surata ortog ortogon onal alm mente ente al pian piano o del del dise disegn gno) o) che indi ndividu vidua a la fine fine del del carico carico distr distriibui buito (defi (defini nisce sce qui quindi ndi l' estensi estension one e del del c arico ort ogonalmente ogonalmente al piano del disegno), espresso in m. m. Profondità: Espressa in m, attualmente ha solo valenza grafica, pertanto l'incremento di tension tensione e indotto indotto dal sovracc sovracc arico arico viene viene comun comunqu que e valutato valutato a partir partire e dall dalla test a della della paratia. Q: Espr spressa essa in kN (se si tratta tratta di lilinea nea di cari carico) o in kN/m² /m² se si tratta tratta di striscia e di carico uniforme; Colore: Assegnazione del colore con il quale visualizzare la striscia di carico. Per l' interpretazione delle diverse tipologie di carico può essere utile osservare le seguenti figure: figure:


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Paratie SPW

Figura: Strisce Strisce di carico o rtogonali

Per le strisce strisce di c arico arico si valuta valuta la distri distribu buzi zione one delle delle tensioni tensioni in funzi funzion one e dell della profondità z.

Un c arico arico ripar ipartito tito in modo modo parzia parziale le c on asc issa issa inizi nizial alee x1 ed ascissa final finalee x2 genera genera un diagr diagram amm ma di pression pressionii sulla sulla parete parete i c ui valori sono stat i determin determinati ati secondo secondo la form formulazi ulazion onee di TERZAG TERZAGH HI, che espri esprime la pressi pressione one alla alla gener generiica profondità z come segue:

q

A = sen(

-sen(

B = cos(

-cos (

arctg(z/x1) arctg(z/x2)

( z )

Q 2

(2

A)


Per integrazione si otterrà la risultante ed il relativo braccio.

Figura: Schematizzazione Schematizzazione delle linee di carico

Anche Anche in questo questo caso, come come per le stri strisce di carico, carico, si valuta valuta la distr distriibuzi buzion one e del delle tensi tension onii in fun funzion zionii del della profo profon ndità dità z. Le linee di cari carico gener eneran ano o un

incremento di pressioni sulla parete che secondo BOUSSINESQ, alla profondità z, possono essere espresse come segue: x

( x, z )

xz

( x, z )

2V x 2 z ( x 2

z 2 ) 2

2V 2

x z ( x

2

2 2

z )

Dove i simboli hanno il seguente significato: V = Intensità del carico espressa in [F/L]; X = Distanza, Distanza, in proiezi proiezione one orizzontale, orizzontale, del punto di applic applic azione azione del c aric aric o dalla dalla parete; Se il piano di azione è iinclinato nclinato di viene ruotato ruotat o il sist sistem emaa di riferim riferimento ento (x,z) in (X,Z), attraverso la seguente trasformazione:


55

56

Paratie SPW

X

x cos( ) z sin( )

Z z cos( ) x sin( )

4.11 4.11

Forze applica applicate te Il softwar software per perm mette di consi consider derare are forze forze e momen omenti ti come come carichi carichi concentra concentrati ti agen agenti ti sul sulla par paratia. atia. L'am L'ambi bien ente te per per la gesti gestion one e del delle forze forze concen concentr trate ate è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione delle forze co ncentrate

Per Per la corr corretta defi efinizion zione e di una for forza concen concentr trata ata è necess ecessar ariio defi efinire i seguenti dati: Descrizione:


Questo dato identifica la forza con un nome; il suo inserimento è necessario ai fini dell'identificazione dell'identificazione della st essa nelle nelle c ombin ombinazioni azioni di cari ca ric c o; Tipo: Questo dato identific identific a il tipo tipo e la direzi direzione one lungo lungo la quale agisce la forz f orza. a. Si può scegliere tra le seguenti tipologie di carico: Nz, espresso espresso in kN/m. /m. E' una una forza forza ver verticale, ticale, avente avente qui quindi ndi dir direzion ezione e coincidente con l'asse verticale di riferimento; Fx, Fx, esp espresso esso in kN/m. E' una for forza orizzon zzonta talle aven avente te direzi ezione coincidente coincidente con l'asse l'asse di riferi riferim mento orizzontale orizzontale c ontenuto nel piano piano del disegno; Fy, Fy, esp espress esso in kN/m. E' una for forza orizzon zzonta talle aven avente te direzi ezione coincidente con l'asse di riferimento ortogonale al piano del disegno; Mx, espresso Mx, espresso in kNm kNm/m. /m. E' un momento omento avente per asse vett ore l'asse l'asse orizzontale di riferimento contenuto nel piano del disegno; My, espresso in kNm/m. E' un momento avente per asse vettore l'asse di riferimento ortogonale al piano del disegno; yf: Espre Espressa ssa in m. m. E' la quota quota alla alla qual quale e è posi posizion zionato ato il punto punto di appli applicazione cazione della forza (o del momento); Valore: E' ilil valore valore dell' dell' intens intensiità della della forza. forza. Il segno segno è concorde concorde con il sistem sistema a di riferi ferimento ento glob global ale, e, espr espres esso so in kN/m (per (per le forze forze)) o in kNm/m (per (per i momenti); Colore: E' il colore con il quale visualizzare il disegno della forza; ID: E' un indice identificativo della forza; In ogni caso è utile fare riferimento alla seguente figura:


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58

Paratie SPW

Figura:Convenzione Figura:C onvenzione per la definizione delle forze concentrate

4.12 4.12

Pressioni Pressioni assegnat assegnate e La distr distriibuzi buzion one e dell delle press pressiioni oni agen agenti ti sul sulla par paratia atia (anche (anche quan quando do si tratta tratta di c al alc ol olare le f or orze nodali c on on il met od odo F EM EM) è det er erminat a sulla base dell ell'app applicazi cazione one dei metodi etodi clas classi sici ci (ad (ad esem esemp pio, calcol calcolo o dell ella pres pressi sion one e


ori orizzontale zzontale c on il metodo metodo di Ranki ankine). ne). Tutt avia avia è possi possibi bile le trovars trovarsii di fronte fronte a situazioni nelle nelle quali la la distribuzion distribuzione e delle delle pressioni pressioni orizzontali, orizzontali, pur essendo nota, non non ha l'andam l'andamento ento ipotizzato. potizzato. Nel software software è previ prevista sta la possib possibil ilità ità di gestire gestire questa esta situ situaz aziione one tram tramiite la mani anipolaz olaziione one dell ella distr distriibuzion zione e di pressi ession onii calcolata, calc olata, integrand integrandola ola o sostituendola sostituendola c on una una distrib distribuzi uzione one inseri inserita ta dall' dall'utente. utente. L' ambiente per la gestione delle pressioni assegnate è il seguente:

Figura:Ambiente Figura:Am biente per la gestione delle pre ssioni assegnate

I dati da inser inseriire per una una corrett corrett a defini definizi zion one e dell delle pressi pression onii assegnate assegnate sono sono i seguenti: Z: Espressa Espressa in m. m. E' la quota alla alla quale quale si impone impone c he la pressio pressione ne assuma assuma un determ det ermin inat ato o valore; Valore: Espresso in KPa. E' il valore della pressione alla corrispondente quota z; Addiziona Addiziona al diagramma : Questo esto dato ato serve erve per deter eterminare are se la press essione asse asseg gnata deve eve sostituire o deve sovrapporsi a quella calcolata da diagramma;


59

60

Paratie SPW

Colore: Indica il colore di visualizzazione del diagramma fino a quota z;

4.13 4.13

Modulo di reazione reazione assegnat assegnato o E' possibi possibile le (nel c ontesto di analisi analisi con il metodo metodo degli degli elementi elementi finiti) finiti) gestire gestire la rigi rigidezza dezza delle molle che schematizzano il terreno. L' ambiente per la gestione dei moduli di rigidezza è il seguente:

Figura: Ambiente Ambiente per la gestione del modulo di reazione

I dati relativi all' imposizione del valore del modulo di reazione sono i seguenti:


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Nodo: E' il nodo (nell' ambito della discretizzazione ad elementi finiti) sul quale si vuole imporre la rigidezza assegnata; Profondità: E' la profondità alla quale è posizionato il nodo, o eventualmente la profondità alla quale si vuole fissare il modulo di reazione; Metodo Calcolo: E' il metod metodo o di c alcol alcolo o con il qual quale e deve deve esser essere e deter determ minato nato il modul odulo o di reazi eazione. one. Il software permette di scegliere tra le seguenti possibilità: Utente: L' utente può selezionar selezionare e diversi diversi terreni terreni,, dalla dalla c asella asella di t esto a tendina, tendina, ad ognuno ognuno dei quali quali è associato un range di valori valori di modulo odulo di reazione. reazione. L' ut ente può inserir inserire e direttam direttamente ente il valore valore numeri numerico co del valore valore del modul modulo o di reazione reazione e eseguire eseguire un click sulla sulla doppia f recc ia azzurra per assegnare il valore inserit inserit o; Capacità portante: Secondo il metodo che sfrutta i concetti della capacità portante, il modulo di reazione viene calcolato con la seguente formula:

k s

A s B s z n

L' utente utente deve inser inserir ire e i param parametri etri As, Bs ed n c osi c hè il software potrà potrà calcolare calcolare il modulo di reazione applicando la formula; Metodo di Chiarurgi Maia: Il metodo calcola il modulo di reazione in funzione del modulo di reazione, del diametro del della pal palificata ficata e del del coeffi coefficie ciente nte di Poi Poisson sson.. La form formula ula appl appliicata per per calcol calcolar are e il modulo di reazione con questo metodo è la seguente: 1

k s

4

E ed d (1

E ed d 2

)

12

EJ

Nella precedente formula Eed è ilil modu modulo lo edometrico edometrico del terreno, terreno, d è il diam diametro etro del palo, n è il coefficiente di Poisson ed EJ è la rigidezza flessionale della palificata. Metodo di Jamiolkowski: Jamiolkowski: Il metodo calcola il modulo di reazione in funzione dei seguenti parametri: Modulo di elasticità secante, espresso in kPa; Coeffi Coefficie cien nte adi adimensi ension onal ale e che dipe dipend nde e dal dal model odelllo di vinco vincollo assu assun nto per per il calcolo della paratia (vale 1 per paratie libere); Coeffi Coefficien ciente te adim adimensi ension onal ale e che dipen dipende de dall dalla profo profond ndiità all alla qual quale e calcolar calcolare e il modulo di reazione; Profondità di infissione della paratia, espressa in m; © 2013 Geostru Software

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Paratie SPW

In particolar partico lare e ilil metodo et odo di Jamiol Jamiolkowsk kowskii si riferisce riferisce al modul modulo o di elastic ità sec s ecante ante del terreno terreno corrispon corrispondente dente alla alla mobili obilitazione tazione del 50% della della pression pressione e lim limite (Es,50). Per Per il calcolo del modulo di reazione si applica quindi la seguente formula:

E s ,50

k s

t

C p

nel nella form formula ula precede precedente nte t è pari pari all alla profo profond ndiità di infissi nfission one, e, r è un coeffi coefficien ciente adi adimensi ension onal ale e par pari ad 1 per per diafr diafram amm ma liber bero al pied piede e oppu oppurre al rappo apporrto tra tra la posizione del punto a spostamento nullo al di sotto del fondo scavo e la profondità di infiss fissiione per diafr aframm amma con incastr castro o parz arziale ale al piede. ede. Cp è un coeff coeffiicien ciente te adimensionale di profondità, valutato con la seguente formula:

1

C p

z ) t

(1

2

Metodo di Schmitt: Questo metodo calcola il modulo di reazione in funzione del diametro della sezione, del modul odulo o elasti elastico co del terr terreno eno e del del modul odulo o elasti elastico co del materi ateriale ale che costitui costituisce sce la struttura. In particolare Schmitt propone di fare riferimento al modulo edometrico del terreno terreno Eed ed alla alla rigi rigidezz dezza a rela relativa tiva dell’ dell’oper opera a di sostegno sostegno (espre (espressa ssa att raverso averso la lungh lunghezza ezza caratt eristica eristica λ delle travi alla Winkler), ottenendo: 4

k 2.1

E 3 ed 1

EJ 3 odulo edom edometr etriico del del terr terreno, eno, mentr entre e EJ rappr appres esen enta ta la rigide gidezz zza a dove Eed è il modu flessionale flessionale della della paratia. Metodo di Menard: Questo Questo metodo calcola il modu modulo lo di reazi reazione one del terreno terreno in funzi funzione one dei risul isultat tat i di prove prove esegui eseguite te con il pressi pressiom ometro etro di Menar Menard. d. In particola particolare re il modul odulo di reazi reazione one è valutato in funzione di: Modulo pressiometrico Em, espresso in kN/m2 Coef fi fic ie ient e c he he adimensionale);

t ie iene

c on ont o

del

c om omport am ament o

visc os oso

(c oe oef fi fic ie ient e

Lunghezza caratteristica, espressa in m; In particolare particolare questo metodo fa riferi riferim mento al modulo odulo pressiom pressiometrico etrico del terreno terreno EM, ottenuto sperimentalmente con la prova pressiometrica, largamente diffusa in Francia:

k

E M L 2

0.13 (9 L)

dove alfa alfa è un c oefficien oefficiente te che tiene tiene conto del c ompor omportam tamento ento viscoso viscoso del t erre erreno, no, ed L è una una lung lunghez hezza za c aratt aratt eris eristica tica che l' autore autore pone pone pari pari a 2/3 2/3 della della profon profondi dità tà di infissione della paratia.


4.14 4.14

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Condizi Condizioni oni al contorno contorno In alcun alcune e situaz situaziioni oni è possi possibi bille che vi sian siano o del delle condi condizion zionii, sugl suglii spostam spostamen enti, ti, sul sulle rotazioni o sulle molle, che devono essere rispettate a priori nel procedimento di calcolo. Si par parla cioè cioè di imposi posizi zion one e del delle condi condizion zionii al contorno contorno.. Il softwar software e Parati Paratie e per perm mette di gestire le condizioni al contorno. L' ambiente per la gestione delle condizioni al contorno è il seguente:

Figura:Ambiente Figura:Amb iente per la gestione delle condizioni al contorno

Per imporre correttamente una condizione al contorno è necessario inserire i seguenti dati: Descrizione: Identifica la condizione al contorno da imporre tramite un nome;


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Paratie SPW

Z: Espressa in m. E' la profondità alla quale imporre la condizione al contorno; Tipo: E' il tipo tipo di c ondizi ondizione one c he è possibi possibile le gestire. In Paratie è possibi possibile le gestire gestire le seguenti seguenti condizioni al contorno: Libero. Tramite questa condizione si impone che il nodo a quota z sia libero e quindi non vincolato in alcun modo; Spostam Spos tamen ento, to, esp espresso esso in m. E' possi ossib bile imporr orre che, che, per per una deter eterminata profondità (z) lo spostamento sia uguale a quello imposto; Rotazi otazion one, e, esp espressa essa in gradi adi. E' possi ossib bile imporr orre che, che, per per una deter eterminata prof profon ondi dità tà (z) (z) la rotazi otazion one e del della linea elas elasti tica ca del della par paratia atia sia sia ugu uguale ale a quel quellla imposto; Molla. E' possibile inserire alla profondità z una molla che simula un vincolo cedevole elasticamente. Valore: E' il valor valore e del della condi condizi zion one e al contor contorn no imposta. posta. L' unità di misur sura da pren prende derre in consi consid deraz eraziione one è quell ella asso associ ciata ata all alla tip tipolog ologiia di cond condizion zione e imposta osta (m per lo spostamento, gradi per le rotazioni, kN/m³ per la molla); Colore: Colore Colore c on il quale visualizzare visualizzare l' eventuale c ondizione ondizione imposta imposta;; ID: E' l' indice che individua in modo univoco la condizione al contorno imposta.

5

Calcolo

5.1

Anal nalisi L' anali analisi della della paratia paratia è organ organiz izzata zata per f asi di anali analisi si e per combi combinaz naziioni di carico. carico. In particol particolar are e è possi possibi bile le defini definire re più più fasi di analis analisi, i, che si differen differenzi ziano ano tra lor loro per dati di input. Per ogni fase di analisi è possibile definire più combinazioni di carico. L' ambiente che gesti gestisce sce l' anal analiisi dell della parati paratia a e le relati elative ve fasi di anal analiisi e combi combina nazi zion onii di carico carico è il seguente:

Ca lc lcolo

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Figura:Ambiente Figura:Am biente per la gestione dell'analisi della para tia

La fin finestr estra a di cui all alla figu figurra preced preceden ente te è sem sempre pre relati elativa va all alla fase fase di anal analiisi (o fase fase costruttive) corrente. Le considerazioni principali da fare in merito alla procedura di analisi sono: E' possi possibil bile anal analiizzar zzare più più fasi costrutti costruttive, ve, e per per ogni ogni fase costrutti costruttiva va è possi possibi bille analizzare più combinazioni di carico; E' poss possiibil bile asso associa ciarre ad ogn ogni combi combin nazi azione one di cari carico la tipo tipollogi ogia di ver veriifiche fiche da effettuare, e quindi se verifiche agli stati limite ultimi (SLU) o verifiche agli stati limite di esercizio (SLE); E' possibi possibile le c alcolare alcolare i c oefficienti sismici sismici o inseri inserirl rlii manual manualm mente. Il software mett e a disposizione la possibilità di calcolare i parametri per mezzo della seguente finestra:


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Paratie SPW

Figura:Calcolo Figura:C alcolo dei parametri sismici

Per mezzo della precedente finestra è possibile calcolare i parametri sismici del modello secondo secondo le nuove nuove norm norme e tec niche niche per le costruzio costruzioni ni (NTC20 (NTC2008 08), ), inser inserend endo o tutt i i dati previ previsti sti dalla dalla stessa norm norma (Tipo (Tipo opera opera,, Classe Classe d'uso d'uso,, Tr, ag ecc .). E' altresì altresì possi possibi bille impor importare tare rep report ort generati generati con l' ausili ausilio o del soft ware, utilizzab utilizzabil ile e direttam direttamente ente sul web, geostrups (www.geostru.com/geoapp). E' possi possibi bille gesti gestirre, in linea nea con quan quanto to prescr prescriitto dal dalla NTC2008 TC2008,, i fattori fattori par parzial zialii amplificativi per i carichi ed i fattori parziali riduttivi per i materiali. Per eseguire l' analisi della paratia (tutte le fasi e tutte le combinazioni) è necessario eseguire un click sul pulsante calcola.

Ca lc lcolo

5.1.1 5.1.1

67

Analisi Analisi per fasi impostazione impostazione Interferenza tra le fasi: Permette di avere interferenza tra le fasi. Inizializza ogni fase in base all’interazione con la fase precedente. Anche in assenza di tiranti si rileverà una differenza tensionale tra le fasi, dovuta all’interazione del campo tensionale della fase corrente rispetto alla precedente. Diagramma Diagramma pressioni terreno I diagrammi delle pressioni saranno relativi al campo tensionale di fase. Con l’attivazione di questo comando, automaticamente saranno create le condizioni di carico nella fase corrente in base a quella precedente. Presenza Presenza di tiranti tiranti passivi Qualora esista tra le fasi una differenza di spostamento, si attiveranno i tiranti passivi pass ivi.. Calcolo profondità di infissione Nell’analisi per fasi non è possibile calcolare automaticamente la profondità di infissione ad elementi finiti

Nota bene: se il c om ando non è at tivo non si ha interfer interfer enza tr a le le fasi.

5.2 5.2

Diagra Diagramm mmii dell delle pressi pressioni oni E' possibile possibile visualizzare visualizzare i diagramm diagrammi delle delle pressioni pressioni generate nel c alcolo. Per visualizzare visualizzare i diagrammi è necessario eseguire un click su "Diagramma pressioni" dal menu Calcolo:


68

Paratie SPW

Ca lc lcolo

Figura: Tracciamento del diagramma delle pres sioni

E' possibile visualizzare anche i valori dei diagrammi direttamente sull' area di disegno.


69

70

5.3 5.3

Paratie SPW

Diagram Diagrammi mi solle sollecit citazi azioni oni E' possibile visualizzare i diagrammi risultanti dall' analisi delle sollecitazioni. In particolare partic olare si possono visualizzare visualizzare i diagram diagramm mi delle delle pressioni, pressioni, del momento, omento, del taglio e dello spostamento. Si può può scegl scegliere ere di visu visual aliizzar zzare e i diag diagrramm ammi per per qual qualu unque que fase fase di anal analiisi e per per qualunque combinazione di carico.

5.4 5.4

Risult isultat atii analis analisii strutt struttural urale e E' possibile possibile avere inform informazion azionii imm immediate ediate sui risul risultat tat i del c alcolo strutturale strutturale delle delle sezioni sezioni della della paratia. paratia. Per aprir aprire e l' ambi ambiente ente di gest ione ione dei risultati risultati del calco calcollo str struttur tturale ale è necess ecessar ariio eseg esegu uire un cli click su "Risul sultati tati anal analiisi strutturale" dal menu "Calcolo":

Figura:Visualizzazione calcolo strutturale

L' ambiente ambiente per la gestione gest ione dei risultat risultat i dell' dell' analisi strutt urale urale è il seguente:

Ca lc lcolo

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Figura: Risultati calcolo strutturali

I risultati che è possibile consultare sono quelli classici di un' analisi strutturale (Sforzi allo stato ultim timo, defor deform mazi azioni oni massi assim me, tensi tension onii massi assim me, posi posizi zion one e asse asse neutr eutro, o, esi esito verifiche ecc.).

5.5 5.5

Zona ancorag ancoraggi gio o tirant irantii Il tirante tirante di ancoraggio, ancoraggio, visto c ome ome elemento elemento c he va ad integrar integrare e le risorse risorse di resistenza della paratia, ha senso solo se ancoraggio in zone di terreno che sono stabili. E' necessario qui quindi valuta valutarre con sur sura la zon zona in cui è conve conveni nien ente te ancor ancorar are e il tir tirante.I ante.Ill pri principi ncipio o secondo secondo il qual quale e calcolare calcolare la zona zona di ancoragg ancoraggiio è quel quello lo di determ determinare nare quel quella la zona zona di terr terreno eno in cui la zon zona attiva attiva non si interse terseca ca con la zon zona pass passiiva (Bow (Bowlles Fonda Fondazi zion onii progetto e analisi pag. 693). Il procedimento utilizzato nel software è il seguente: Determinare lungo la paratia, in prossimità (o al di sotto) della linea di fondo scavo, la posizione del punto in cui si annulla il momento flettente ; A partire dal punto di nullo del momento tracciare due linee inclinate rispettivamente di 45°- /2 f e 45°+ /2 f (zone di Rankine); Rankine); A questo questo punto punto posiz posiziionera onera l' ancoraggi ancoraggio o in modo modo t ale ale che la sua estremi estremità si trovi nella zona tratteggiata e al di sotto della linea AD della seguente figura, per ottenere la massima efficienza. Se si dispone l' estremità di ancoraggio (punto fisso) nella zona BCD si lim limita ita il c uneo uneo di anc oraggi oraggio o alla alla linea linea BC ma non si può ot tenere la massima assima efficienza dall' ancoraggio. n.b. Per maggior ma ggiorii chiarimenti chiarimenti osservare osse rvare la seguente figura: figura:


72

Paratie SPW

Figura: Determinazione Determinazione della zona di ancoraggio

5.6 5.6

Programma Programma servizio servizio trave trave continu continua a Il software mette a disposizione un programma di servizio per l' analisi delle sollecitazioni di una trave trave conti continu nua a schem schemati atizz zzan ante te o la trave trave di testata o la trav trave e di ancor ancorag aggi gio. o. L' ambiente per l' utilizzo del programma di servizio è il seguente:

Ca lc lcolo

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Figura:Programma Figura:P rogramma di se rvizio per il c alcolo di travi contin continue ue

I dati principali per un corretto funzionamento del programma sono: Geometria della palificata, in termini di diametro dei pali, interasse tra i pali ecc.; Caratteristiche meccaniche (E e nu) e geometriche (A e J) della trave da calcolare; E' possibile inserire vincoli esterni alla trave o forze esterne; L' output è fornito f ornito in t erm ermini ini di moment omento, o, sforzo sf orzo normale normale e taglio ta glio (per ogni asc issa); Sono inoltre stimati i valori massimi e minimi di Momento, Taglio, Spostamento;


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5.7 5.7

Paratie SPW

Cedim Cediment entii vertic vertical alii Cedimenti ve rticali rticali a monte de lla lla paratia Per il calcolo dei cedimenti a monte della paratia, si utilizza il metodo ‘ Volume Volume Cos tante ’. ’. Si ipotizza che la variazione di volume complessiva del terreno coinvolto nel processo deformativo sia nulla (deformandosi, i terreni tendono a dilatare). In questo caso, definito il cuneo di spinta, si ha uguaglianza tra il volume che il terreno occupa in seguito allo spostamento della paratia e quello che il terreno libera per i cedimenti verticali a monte dell’opera. Si assume assume com c ome e angolo di spinta spinta attiva at tiva rispett o all’ori all’orizzonta zzonta le 45+ 45+ /2. Rispetto alla alla ver verticale ticale 4545- /2. /2.

Esport portazione azione risult risultati ati

6

Espo Esporrtazi tazion one e risul sultat tati

6.1 6.1

Espor Esporttazi azione RTF Il software permett permett e l' esportazione esportazione dei risul risultat tat i in formato formato rtf (si t ratta della della generazione generazione dell de lla a relazione di calcolo). c alcolo). Per esportare in formato rtf basta eseguire un click sul pulsante "Esporta rtf" dal menu menu "Espo "Esporrta". Si apri aprirà una una finestra finestra che per perm metterà di selezi seleziona onare re le parti della relazione da stampare:

Figura: Ambiente Ambiente per l'esportazione della re lazione in formato rtf

Come è facile osservare la selezione delle parti da stampare può essere fatta sia c on riferim riferimento ento alle alle fasi c ostruttive, sia c on riferi riferim mento alle alle combi combinazi nazioni oni,, sia con riferimento ai dati ed ai risultati. Ne risulta la stampa di un documento efficiente, snello snello ma ma allo allo st esso t em empo po signifi significat cat ivo rispett rispetto o all' all' oggetto della della relazione.


75

76

Paratie SPW

Figura: Editor Editor relazione di c alcolo

6.2 6.2

Espor Esporttazi azione DXF DXF Il software software per permette l' espor esportazi tazion one e dei risul sultati in form formato dxf dxf (si tratta tratta del della generazione di un elaborato grafico). Per esportare in formato formato dxf dxf basta eseguire eseguire un click sul pulsante pulsante "Esporta Esporta dxf" dxf" dal menu "Esporta". "Esport a". Si apr aprirà una fine finestr stra a che per permetterà etterà di sel selezi ezionar onare e il per percorso corso sul sul qual quale e salvare il file dxf. Nel file d' esportazione si possono manipolare le armature e il modello odello geometrico del c alcolo.

Esport portazione azione risult risultati ati

7

Compu mputo mat materiali Il computo dei materiali viene effettuato sulla base della lunghezza inserita. Per la personalizzazi azione dei prezzi in base al prezz ezzario regionale ale si può personalizzare il file: elencoprezzi.csv presente nella cartella di installazione del programma. Il fil file può può esser essere e aper aperto con Excel oppu oppurre con blocco blocco note, note, non non modi odificare ficare la colonna codice codice g eo .

8

Stabi abilità glob global ale e La stabilita globale opera terreno è effettuata automaticamente dal programma per ogni fase e combinazione. Per ogni calcolo di stabilità è possibile, selezionare una serie di opzioni quali: Tipo di calcolo stati limite limite o equilibrio limite, limite , autore, forma superficie ecc.


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78

9

Paratie SPW

Cenni teorici Nella Nella c artella report di report di questo programma sono presenti i files contenente tutte le delucidazioni teoriche: metodo di calcolo delle spinte, soluzione ad elementi elementi f initi initi ed equlib equlibri rio o lim limite, analisi analisi in presenza presenza di falda, calcolo calc olo degli degli elementi strutturali etc.

Cenn enni teor eorici ici

9.1 9.1

79

Fil Filtrazi razion one e Con il t erm ermin ine e filtrazion filtrazione e si indica indica quel fenomeno fenomeno f isic isic o per il quale quale si verifica verifica il passaggio dell ell' acqu acqua da una zon zona con una data ener energ gia a un' altr altra a zon zona con ener energi gia a minore, ore, attraverso attraverso un mezzo mezzo poroso. poroso. L' ener energi gia a può può essere essere espressa espressa come come somm somma dell dell' ener energi gia a cinetica legata legata alla alla velocità del f luid luido, o, di quella quella potenziale potenziale dipend dipendente ente dalla dalla posizio posizione ne del pun punto e di quel quella di pres pressi sion one e del del liqui quido nell ello stesso stesso punto punto.. Dato che la veloci velocità tà di fil filtrazi trazion one e è sempr sempre e molto olto picc picc ola ola il term termine cineti cinetico co è trascur trascurab abiile. Nell ello studi studiare are la filtrazione dell' acqua si possono presentare problemi, sia di moto permanente che di moto vari vario. Con Con riferi ferimento ento all alla press pressiione one dell dell' acqua, acqua, che gioca gioca un ruol uolo impor portante nel nella maggio aggiorr parte parte dei probl problem emii di stabili stabilità, tà, si ricord ricorda a che in moto per perm manente anente essa rimane imane costante nel tempo, tempo, mentr mentre e in moto moto vario vario è funzi funzione one del t em empo po e qui quindi ndi può può crescere o dim diminui inuire re c on esso. Con riferim riferimento ento alla alla quantità quantità d' ac qua c he nel fenomeno fenomeno di filtrazion filtrazione e att raversa raversa una c erta zona, si ric ric orda orda c he in regi regim me permanente permanente la quantità d' ac qua che entr entra a è egu eguale ale a quell ella che che esce, esce, mentr entre e in regi egime var vario non vi è uguag guagllianza anza e la differenza rappresenta il volume d' acqua che viene accumulato o espulso dal terreno nell' intervall intervallo o di tem t empo po considerato. considerato. Nel fenomeno fenomeno della c onsolid onsolidazion azione, e, che è una particolare particolare condizione condizione di regime regime vario, vario, entra in gioco anche la compr compressib essibil ilità ità del terreno. terreno. In reg regim ime e per permanen anente te la zon zona di terr terreno eno nell ella qual quale e si svi sviluppa ppa la fil filtraz traziione, one, nell ello schem schema a di rappre appresen sentazio tazione ne che si adotta, ha due tipi di confini confini:: uno uno è il luog luogo o dove si conosce il cari carico d' acqua acqua e si defi defin nisce confi confin ne o condi condizi zion one e limite del del poten potenzi zial ale; e; l' altr altro o è un c ontorno di mat materi eriali ali imperm impermeabili eabili,, c ome ome rocc ia imperm impermeabil eabile, e, argill argilla, a, ec c . c he delim delimita lo strato in cui avviene la filtrazione e si definisce quindi confine o condizione limite del flusso d'acqu d'acqua. a. Per precis precisar are e quan quanto to detto detto basta basta ricorda cordarre ad esem esempio pio le condi condizion zionii di flus flusso so dell' dell'acqua acqua nella nella prova di permeabil permeabilità ità a carico cost ante. In questa prova prova evid e videntem entemente ente i confini confini del potenzial potenziale e sono sono le super superfici fici di entrata entrata e di uscita dell' dell'acqua acqua dal campi campion one e di terra. Poiché le pareti del contenitore sono impermeabili il flusso è parallelo al contenitore e la parete costituisce il confine del flusso d'acqua:

ne

Un caso pratico pratico è costituito costituito dalla dalla palancol palancolata ata (figu (figura ra precedente) precedente) che sostiene sostiene un livel livelllo costan costante te h di acqu acqua e che è infiss fissa a nel terr terreno eno fin fino all alla prof profon ondi dità tà d in uno strato strato omoge omogeneo neo di t erre erreno no per perm meabile eabile (sabbi (sabbia a o ghia ghiaiia) di spessor spessore e dI, dI, che appogg appoggiia su uno uno strato imper imperm meabile eabile (rocc (rocc ia o argill argilla). a). In questo c aso si ha un moto moto confinato, poiché poiché le condizioni al contorno della regione in cui avviene il moto sono geometricamente definite. Il fluss flusso o dell'acqu dell'acqua a è causato dal c arico arico idra idraul uliico h; sull sulla super superfici ficie e AD agisce agisce un c arico arico costan costante te e questa esta supe superrfici ficie e costi costitu tuiisce il primo confi confin ne del del poten potenzi zial ale e nel nostr ostro o prob probllem ema; a; anche anche su CG il c ari arico è costante costante e questa questa super superfi ficie cie costitui costituisce sce il secondo secondo confine. Ovviamente per assolvere i suoi compiti la palancolata deve essere impermeabile, quindi quindi la la sua superficie superficie ABC c ostituisce uno dei c onfini onfini del flusso flusso mentre la superficie superficie EF del dello strato strato imper perm meabi eabile costitui costituirrà l'al 'altro confine confine.. Ovvi Ovviam amen ente te in linea nea teori teorica se le caratt eristiche eristiche dell'acqua, dell'acqua, del t err erreno eno e dello dello st rato imper imperm meabile, eabile, a monte e a valle valle della della pal palancol ancolata, ata, si manten antengo gon no costanti costanti si può può consi conside derrare are che i pun punti D, E, F e G sian siano o all'infinito; in pratica generalmente si considera che la lunghezza interessata sia compresa © 2013 Geostru Software

80

Paratie SPW

entro 4-5 volte lo spessore dello strato. Per determinare la quantità d'acqua che filtra nel terreno terreno si fanno le ipotesi c he il flusso flusso dell' dell'acqua acqua sia sia rett rett o dalla dalla legge legge di Dar Darcy cy e che il terreno sia omogeneo, isotropo e incompressibile:

v

k i

Si ric ric ordi ordi che c he la legge di Darcy Darcy è valida valida per moto moto lamin laminare, are, condizione condizione che si verifica verifica per certi valori del numero di Reynolds, R. Il valore di R, che caratterizza il passaggio da moto lamin aminar are e a turbol turbolento, ento, assum assume valor valore e diver diverso so a seconda seconda degl degli autori autori; Taylor (194 (1948) 8) ha indi ndicato come come criter criteriio di vali validità dità per la legge egge di Darcy arcy R <= 1. Altri Altri ricercatori cercatori hann hanno o esam esamiinato, speci special alm mente ente per per le argi argillle, il coll collegam egamen ento to tra tra le condi condizi zion onii di moto e il gradiente idraulico; in particolare Tavenas e altri (1983) sono arrivati alla conclusione che, per quanto quanto riguar riguarda da le argil argille, le, la legge di Darcy Darcy è valida valida per gradi gradienti enti c ompr ompresi esi tra 0,1 e 50. Per Per calcol calcolar are e la portata ortata di fil filtraz traziione one attrav attraver erso so i terr terreni eni è util tile deter eterminare are la distrib distribuzi uzione one della della pressio pressione ne dell' dell' acqua dei pori pori mediante ediante la cost ruzion ruzione e del reticolato di flusso, flusso, c ioè ioè del sistema sistema di linee linee di c orren orrente te e di linee linee equipotenzi equipotenziali ali che c he rappr rappresentano esentano il flusso flusso dell' dell' acqua att raverso averso un terreno terreno incompr ncompressi essibi bille. Acc ett ando ando l’ip l’ipotesi otesi di terreno terreno incompr compres essi sibi bille per per i moti di fil filtraz traziione one in regi egime per permanen anente te e pian pianii l’equa equazi zion one e di continuità può essere scritta nella forma:

v x

v z

x

z

0

Le due c ompon omponenti enti della della velocità velocità del liqu liquid ido, o, in base all alla legg legge e di Darcy arcy posson possono o essere essere espresse nella forma:

v x

k i x

v z

k

h x h

k i z

z

Unendo queste tre equazioni si ottiene: 2

h

2

2

z

x

h 2

che è l’equazi ’equazione one di Lapla Laplace ce per moto moto per perm manente anente su un piano piano,, nell nell’ipotesi ’ipotesi di material ateriale e omogen omogeneo, eo, isotropo isotropo e incom incompr pressib essibil ile. e. Questa Questa equazione equazione può essere espressa a mezzo di due funzioni coniugate φ e ψ. Possiamo Possiamo infat infat ti esprimere esprimere le componenti componenti di veloc velocità ità c ome ome

derivate parziali rispetto ad x e z della funzione φ = k h e quindi: v x

v z

Allora possiamo anche scrivere:

x

z


2

81

2

x

2

2

z

L'esist L'esistenza enza dell de lla a funzi f unzione one φ = k h, funzione a potenziale di velocità per un fluido in moto,

impli plic a vorticità vorticità nul nulla e che il moto sia sia irro irrotazio tazional nale. e. Possiam Possiamo o all allora ora dir dire che si ha una una funzione di corrente tale che: v x

z

E quindi si ha: x

z

z

x

E possiamo anche scrivere 2

2

x

2

2

z

e ψ son sono conos conosciu ciute te rispetti spettivam vamen ente te come come fun funzion zionee di poten potenzi zial alee e fun funzion zionee di corrente. Riprendendo ora il caso, prima indicato, dell'acqua che filtra attraverso il terreno al di sotto di una palancolata (figura seguente) si ha che due linee equipotenziali sono le superfici superfici del terr t erreno eno a monte e a valle valle della stessa stes sa palancolata; palancolata; inoltre inoltre la superficie superficie dello dello strato impermeabile è una linea di corrente o di flusso. Risolvendo l'equazione di Laplace in acc ordo ordo c on queste condizi condizion onii lim limite, possiam possiamo o costru cost ruir iree la rete di flusso. flusso. Ogni Ogni striscia striscia compresa tra due linee di flusso adiacenti è un canale di flusso ed ogni parte del canale di flusso compresa tra due linee equipotenziali è un campo. È pertanto conveniente costruire le linee linee equipotenzi equipotenziali ali in mani maniera era c he il dislivel dislivello lo piezometrico piezometrico tra due linee linee succ essive sia costante costante e le linee di flus flusso so in modo odo tale tale che ogn ogni canal canale di flu flusso abbi abbiaa una por portata costan costante. te. Se h è il cari carico idraul aulico total totale e Na è il numero ero di disli slivel velli piezom ezometr etriici individuati, la differenza di carico idraulico tra due linee equipotenziali successive è: φ

h

h N a

In un punto z come indicato in figura 2 la pressione vale:


82

Paratie SPW

Figura: Schematizzazione Schematizzazione del re ticolo di flusso

essendo n il numero numero di disli dislivèll vèllii piezom piezometrici etrici att raversati raversati per giung giungere ere In z. Nell'esem ell'esempi pio o relativo alla figura precedente si ha:

n

8

N a

10

Se non non c i fosse alcun alcun flusso flusso d'acqua, d'acqua, c ioè se la super superfici ficie e a valle valle fosse imper perm meabile eabile,, la pressione idrostatica in questo punto varrebbe:

p

(h

h z )

w

poi poiché l'acqua acqua si muo muove, ve, si ha una una per perdi dita ta di carico carico che secondo secondo la rete di fil filtrazi trazion one e disegn disegnata ata nel punto punto z è pari pari a 8/10h 8/10h.. La sovrapp sovrapprression essione e dell dell'acqua 'acqua nel punto punto z è data quindi da:

h

8 10

h

2 w

10

h

w

Per c onoscere la portat portat a di filtrazio filtrazione ne c onsider onsideriam iamo o un cam c ampo, po, cioè un'ar un'area ea compr compresa esa fra due linee di flusso e due linee equipotenziali; la lunghezza del lato nella direzione delle linee di flusso è a e quindi il gradiente idraulico in un campo è:

i e la velocità:

h a


v

k i

k

h

k

a

83

h

a N a

Poniamo che l'altro lato del campo sia di lunghezza b allora la portata attraverso il campo per unità di lunghezza di palancolata sarà:

q

k h

v b

a N a

b

per ogni tubo di flusso; se si pone b = a, cioè se gli elementi della rete di filtrazione sono quadrati, si ottiene:

q

k

h N a

Se Nb è il numer numero o totale totale di canali canali di flus flusso so la por portata totale totale per unità unità di lungh unghezz ezza a di palancolata sarà:

Q

q

k h

N b N a

In questo questo modo, odo, quand quando o si sia costruita costruita la rete di flusso, flusso, si può può calcolare calcolare fac ilmente lmente la portata. La rete di filtrazione viene spesso costruita con metodi sperimentali in laboratorio, con modelli odelli analogi analogici ci o graficam graficamente ente per t entativi entat ivi.. In situazioni situazioni c ompl omplesse esse del sott osuolo, osuolo, per successione successione di strati e per anisotro anisotropi pia a della della permeabi permeabillità, si può ottenere ottenere la rete rete di filtrazione per mezzo di metodi numerici (FEM, BEM, metodo delle differenze finite).

9.2

Met Metodo FEM Il metodo degli elementi finiti è il metodo che più di tutti si fonda su basi teoriche sol solide e razi azional onalii. Di fatto fatto tutto tutto il metod etodo presu esuppone one che il probl oblema ema sia sia affr affro ontat tato o ten tenend endo in conto conto sia sia l’asp aspetto etto stati statico co (e quindi l’equ equilibrio del probl problem ema), a), sia l’aspett l’aspetto o c inem inematic atico o (e quindi quindi la c ongruenza ongruenza degli spostamenti spostamenti o megl eglio del delle defor deform mazi azioni oni). Nel metodo etodo FEM FEM la par paratia atia è model odelllata come come un insiem nsiemee di t ravi (elem (elementi enti beam), beam), con vincol vincolo o di c ontin ontinui uità tà al terreno terreno mediante ediante molle elastiche, la cui rigidezza è valutata in funzione delle proprietà elastiche del terreno. terreno. Nella Nella figura figura c he segue s egue è mostrato schem sc hematic aticam amente ente il model modello lo utilizzato utilizzato per l’analisi ad elementi finiti:


84

Paratie SPW

Figura: Schematizzazione Schematizzazione del complesso paratie-terreno mediante eleme nti finiti finiti

Il metodo degli elementi finiti richiede comunque la conoscenza delle proprietà del terr terreno eno e del della struttu strutturra (a diffe differrenza enza del del metodo etodo LEM LEM in cui si impon pone una condizione condizione di equili equilibr brio io di corpo rigi rigido). do). In particolare particolare è necessario necessario c onoscere il modulo odulo di reazione reazione del terreno. terreno. Le prin principali cipali parti in c ui si articola l'appl l'applicazion icazione e del metodo sono le seguenti: Caratteri Caratte rizzazione zzazione dei ma teriali e della struttura mediante: la val valutazion tazione e di coeffi coefficie cien nti di spi spinta attiva attiva e pass passiiva, va, oltr oltre e che del del modulo di reazione per il terreno; la valutazione valutaz ione della della rigidezza rigidezza flessionale, tagli t agliante ante e normale normale della paratia; Discreti scretizzaz zzaziione one dell della parati paratia a in elemen elementi ti finiti niti e model modella lazi zion one e dell delle molle:


Figura:Procedimento Figura:P rocedimento di discretizzazione

Assemblaggio dei contributi dei singoli elementi finiti: In questa fase si riporta il problema nel globale, assemblando i contributi di rigidezza dei singoli elementi finiti. Soluzione Soluzione del problema: problema: Il problem problema a ad a d elementi elementi fini f initi ti è posto in t erm ermini ini di sistem s istema a non lineare nelle nelle var variabi abili spos spostam tamen ento. to. In ques questa ta fase fase si imposta posta qui quindi una una proced procedu ura iterativa che permette la soluzione di un problema non lineare del tipo:

K (u ) u

p

Nella Nella precedente precedente equazione equazione K(u) è la matrice matrice di rigid rigidezza ezza del problem problema a (di tipo non lineare), u è il campo di spostamenti che è soluzione del problema, e p è il vettore vettore dei dei carichi carichi esterni esterni (vettore (vettore associ associato ato all alla distr distriibuzi buzion one e di pressioni del terreno). Assemblaggio ed interpretazione interpretazione de lla lla soluzi s oluzione: one: Una volta volta deter determ minati nati i valor valorii dell delle compo compone nenti nti del del vettore vettore u si posso possono no derivar der ivare e tutte tut te le inform informazioni azioni (relative (relative all' all' analisi analisi strutturale). strutturale). In particolare particolare si determinano: Momento;


85

86

Paratie SPW

Taglio; Sforzo normale;

9.3

Met Metodo LEM Il metodo etodo dell dell’equ ’equiilibri brio limite consi consiste nel nel ricercare cercare soluz soluziioni oni, al prob probllem ema a di ver verifica fica o di prog progetto etto,, che che sian siano o comp compatibi atibilli con il sol solo asp aspetto stati statico co del problem problema. a. In sost anza si s i ragiona ragiona in t erm ermini ini di equil equilibr ibrio io di un c orpo rigido, rigido, senza preoccuparsi della congruenza cinematica degli spostamenti. I principali schemi di calcolo cui si farà riferimento sono i seguenti: Paratia a sbalzo; Paratia tirantata ad estremo libero; Paratia tirantata ad estremo fisso; Paratia Paratia a sbalzo: Calc olo della della p rofo ndità d’ infissione infissione lim lim ite :


Per paratia paratia non tirantata, tirantata, la stabil stabilità è assicura assicurata ta dalla dalla resi resistenza stenza passiv passiva a del terreno terreno c he si trova a vall valle della della stessa; dall' dall' equili equilibr brio io dei mom momenti enti rispetto rispetto al centro di rotazione si ottiene:

S m Bm Rv Bv

0

Dove i simboli hanno il seguente significato: Sm

=

comp componen onente te ori orizzon zzontal tale e dell ella spi spinta attiva attiva;;

Bm

=

brac c io di Sm rispetto ad O centro di rotazione;

Rv

=

comp componen onente te ori orizzon zzontal tale e del della res resiisten stenza pas passi siva va;;

Bv

=

brac c io di Rv rispetto ad O centro di rotazione;

ogni ogni termin termine e risul risulta ta funzi funzione one di t dove t è la profon profondi dità tà del c entro entro di rotazion rotazione e rispetto rispetto al piano piano di riferim iferimento ento di vall valle (piano (piano campag campagna na a valle valle). ). La lung lunghez hezza za necessa ecessarria per per assi assicur curar are e l'equ equilibri brio all alla tras trasllazi azione one ori orizzon zzontal tale e si ottien ottiene e aumentando t come segue:

t '

a t d

t (1

a ) dove a

0.2 ( Metodo di Blum)

O

Figura: Schema di riferimento per il c alcolo dell'equilibrio della paratia

Coefficiente di sic sic urezza sull sulla re sistenza sistenza passiva


87

88

Paratie SPW

La lung lunghez hezza za d’in d’infis fissi sione one d come come sopra sopra determ determinata inata è rela relativa tiva all alla condizi condizion one e lim limite di incipiente incipiente collasso, collasso, tramite tramite un c oefficiente F. E’ possibil possibile e introdu introdurr rre e un margine di sicurezza sulle resistenze passive; la riduzione si effetua come segue:

S m Bm

Rv F

Bv

0

Paratia tirantata tirantata ad estremo e stremo libero: calcolo della profondità d’infissione limite La stabili stabilità tà dell dell' opera opera è assicura assicurata ta anche dai t iranti ranti ancorati ancorati sulla sulla paratia. paratia. Per util tilizzar zzare e lo schem schema a di calco calcollo ad estr estrem emo o libero ero, la parati aratia a deve eve esse esserre suffi sufficien cientem temen ente te corta corta e rigida gida.. La lungh unghezz ezza a di infissi nfission one, e, sarà sarà deter determ minata nata imponendo l' equilibrio alla rotazione sull' origine del tirante indicato B1

S m ( H

t B m

t m ) Rv ( H

t Bv

t m )

0

Dove i simboli hanno il seguente significato: Sm

= componente orizzontale spinta attiva;

H

= alt ez ezza t er erreno da sost en enere;

t

= profon fondità di infis fissione cal calcol colata; ta;

Bm

= braccio di S m rispetto alla base della paratia;

Pm

= ordinata del punto di applicazione del tirante a monte;

Rv = componente orizzontale della resistenza passiva; Bv = braccio di Rv . Noto t, si determinano Sm ed Rv ed il relativo sforzo del tirante. Coefficiente di sic sic urezza F sull sulle re sistenze sistenze passive La lungh unghezz ezza a d’i d’infissi nfission one e sarà sarà ulter ulteriiorm ormente ente aum aumentata entata per per avere avere margi argine ne di sicurezza in condizioni di esercizio tramite il coefficiente di sicurezza F:

S m ( H

t Bm

t m )

Rv F

( H

t Bv

t m )

0

Paratia tirantata tirantata a d estremo fisso: Calc olo della della p rofo ndità d’infissi d’infissione one limite Se la sezi sezion one e più più profo profond nda a del della par paratia atia non non tras traslla e non ruota può può esse esserre assimilata ad un incastro, in tal caso la paratia si definisce ad estremo fisso. Un procedim procedimento ento elaborato elaborato da BLUM LUM consente di ricava ricavare re la profondi profondità tà d’infi d’infissio ssione ne (t+t'), (t+t'), imponend ponendo o le condizi condizion onii cinem cinematiche di spostam spostamenti enti nul nulli all alla base dell' dell'


opera ed all' origine del tirante (B1), e le condizioni statiche di momento e taglio null nullo o alla alla base della della paratia. paratia. Si perviene perviene ad una una equazione equazione di 5° grado grado in (t+ (t +t') che può essere risolta in modo agevole. Coefficiente di sicurezza F sulle resistenze Per aumentare aumentare il fat tore di sicurezza sono stat i introdott introdott i negli sviluppi sviluppi numeri numerici, ci, valori delle resistenze passive ridotte.

9.4 9.4

Caric Carico o limi limitte tirant irantii I tiranti tiranti di ancorag anc oraggi gio o hanno hanno la fun f unzion zionee di c ontribui ontribuire re all' aumento aumento di risorse risorse di resisten esistenza za del della parati paratia. a. Il calcolo calcolo del carico carico limite di un tiran tirante te di ancora ancoragg ggiio deve essere effettuato considerando tre diversi meccanismi di collasso. Infatti è possi possibi bille che il collasso collasso avveng avvengaa per sfil sfilamen amento to del bul bulbo di ancora ancoragg ggiio, per per sfilament o della part e in ac ci c iaio dal c al alc es est ru ruzzo c he he lo c on ont ie iene, o even eventu tual alm mente ente per per rottur ottura del dell'ancor ancorag agg gio (rag (ragg giungim gimento ento dell ella sog soglia di resi resistenza stenza dell' dell' acc iaio). aio). Il procedim procedimento ento utili utilizzato zzato nel softwar soft waree calcola il c arico arico lim limite nei confronti confronti di tutt i e tre i mecc ec c anism anismii di c ollasso, ollasso, e definisce definisce c ome ome c aric aric o limite del tirante il minimo tra i tre. Carico limite per collasso in aderenza all' interfaccia interfaccia bulbo - terreno: In quest o c as aso il c ar aric o limit e si c al alc ol ola c on on la seguent e formula (Schneebeli): N u

' n K Ab

c a

Ab

nella precedente formula il significato dei simboli è il seguente: s 'n è

la tensione effettiva agente nel centro del bulbo di ancoraggio;

K è un coefficiente che rappresenta, mediamente e per l'intera lunghezza, l'interazione tra bulbo e terreno (vedi tabella); Ab è la supe superrficie ficie del del bul bulbo a contatto contatto con il terr terreno, eno, val valutata con la seguente formula:

Ab

D Lb

dove D è il diametro del bulbo e Lb è la lunghezza del bulbo. c a è l' adesi adesion one e all all' interfaccia nterfaccia tra bul bulbo e terr terreno. eno. Osser Osservar vare e la figu figurra c on ont en enut a nella sezione T ir irant i di anc or oraggio per una migliore c omprensione omprensione dei simboli. simboli.


89

90

Paratie SPW

Tabella: valori forniti nell'opera de l Prof. Carlo Cestelli Guidi "Geotecnica e tecnica delle fondazioni", Vol. 2, Ed. Hoepli, anno 1980.

Carico limite per collasso in aderenza all' interfaccia interfaccia acciaio ac ciaio - bulbo: In questo questo caso è chiam chiamata ata in causa causa la tensi tensione one tangen tangenzi zial ale e di ader aderenza enza ultima tra acciaio e calcestruzzo. La formula che esprime il carico di collasso del sistema è in questo caso la seguente:

N u

Da Lb

ud

nella formula i simboli hanno il seguente significato: Da è il diametro dell' armatura che costituisce il tirante; Lb è la lunghezza del bulbo di ancoraggio; t ud è

la resi esistenza stenza ultim tima di ader aderenza enza tra tra acciai acciaio o e calcestr calcestruz uzzo zo,, ed è espressa espressa come: come: 2.25*eta*(R 2.25*eta*(Resi esistenza stenza di calcolo a trazione trazione dell della malta). alta). Eta =1 per per barr arre di diametr ametro o infer feriori ori a 32mm, eta= eta=(13 (132-Di -Diametr ametro o armatura)/100 per barre di diametro superiori. Nel caso di ar armat matur ure e mol molto to add addens ensate ate o anc ancor oragg aggii in cal calcest cestrruz uzzo zo teso, la resistenza res istenza di aderenza v iene ridotta ridotta dividendola per 1.5.

Carico limite per c coll ollasso asso per rottura dell' armatura: Questa Questa è una verifica verifica puramente puramente strutturale strutturale e riguar riguarda da la c irc irc ostanza in cui c ui la tensione tensione nell' nell'ac acciaio ciaio raggiun raggiunge ge quella quella limite limite di rott ura. ura. In questo caso il carico di collasso si calcola con la seguente formula:

N u

D

2

4

a

F yd

nella nella prec edente formula formula precedent e i simboli simboli hanno hanno il seguente significa significato to:: Da è il diametro dell' armatura che costituisce il tirante; F yd è la tensione di snervamento di calcolo dell'acciaio; Una Una volta c alcolati i carichi carichi di c ollasso ollasso per i tre diversi diversi mec meccanism canismi, i, il c arico arico


limite del tirante può essere determinato con la seguente formula: T

N

u

min(min( N u at , N u ac ), N r u )

dove i simboli hanno il seguente significato: NuT è il carico limite ultimo del tirante; Nuat è il carico limite ultimo che si ha per collasso in aderenza tra bulbo e terreno; Nuac è il carico limite ultimo che si ha per collasso in aderenza tra bulbo e acciaio; Nur è il carico limite ultimo che si ha per collasso dell' acciaio del tirante.

P er e r o g ni ni a n co co ra ra g gi gio v ie ie n e r e s ti tit ui uit o il m e cc c c a ni n is m o d i r o tt t t ur ur a : r o tt t t ur ur a terreno, resistenza ade renza, resistenza acciaio. acciaio.

9.5 9.5

Verif Verific ica a a sif sifonament onamento o In presenza di falda e in condizioni di innesco di un moto di filtrazione, si genera nel terreno una forza di filtrazione diretta verso l'alto che può annullare il peso del terreno terreno e, se questo è privo privo di coesione, coesione, può t rascinare rascinare le particelle particelle e produr produrre re un il col collasso del ter terreno. Questo mecca eccan nismo di col collasso è noto com come sifonamento ; esso si mani manifest festa a nel punto di sbocc o della della prim prima a linea linea di flu f lusso, sso, ossia quella in aderenza alla paratia. Ulteriore fenomeno da verificare in condizioni di flusso è quello di solleva solleva me nto d del el fondo fondo scavo . Tensione Tensione verticale v erticale efficace in presenza di gradiente idraulico: idraulico: In pres presen enza za di un grad gradiiente ente idrau draullico i, la tensi tension one e ver verti tical cale e efficace efficace si calcola con la seguente formula:

' v

z

'

i

w

nella precedente formula il significato dei simboli è il seguente: ' è il peso per unità di volume del terreno efficace; i è il gradiente idraulico; è il peso per unità di volume dell'acqua.

w

La tensione verticale si annulla quando:


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92

Paratie SPW

'

i c w

Il fattore di sicurezza nei confronti del sifonamento è dato dal rapporto tra il gradiente critico ic e quello di efflusso iE F S

10

i c i E

Contatti Software GeoStru Software Skype Nick: geostru_support_it-eng-spa Web: www.geostru.com E-mail: [email protected]

Manuale SPW

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