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GEOTECNICA

ET-GEOTECNICA2

© <S.T.A. DATA srl>

Indice

Parte I ET - Engineering Tools 3

................................................................................................................................... 51 Area elenco moduli installati

................................................................................................................................... 62 Area pulsanti di controllo

................................................................................................................................... 73 Area elenco lavori realizzati

................................................................................................................................... 84 Area anteprima relazione

................................................................................................................................... 85 Area percorsi

Parte II K WINKLER 9

................................................................................................................................... 91 K Winkler verticale

......................................................................................................................................................... 9Ambiente di lavoro

......................................................................................................................................................... 12Esempio di stampa

Parte III PALI 15

................................................................................................................................... 151 Ambiente di lavoro

................................................................................................................................... 182 Esempio di stampa

3ET - Engineering Tools


1 ET - Engineering Tools

ET Engineering Tools è una raccolta di moduli di calcolo dedicati alle analisi complementari per ilcalcolo delle strutture.

Il programma è organizzato in un ambiente principale diviso in cinque aree:

1. Area pulsanti di controllo per la gestione dei lavori;

2. Area elenco moduli installati;

3. Area elenco lavori realizzati;

4. Area anteprima relazione di calcolo;

5. Area percorsi.

Una volta lanciato uno dei moduli, l'area anteprima relazione di calcolo è sostituita dall'interfacciadel modulo stesso, dove si procederà al calcolo.

Uscendo dal modulo è automaticamente realizzata la relazione di calcolo.

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I diversi moduli ET sono divisi in:

- Analisi dei carichi per il calcolo delle azioni agenti sulle strutture;

- Verifiche CA per la verifica di travi e pilastri in calcestruzzo armato;

- Rinforzi strutture CA per la verifica di travi e pilastri in cemento armato rinforzati con acciaio oFRP;

- Rinforzi murature per la verifica ed il progetto di interventi su muratura, quali architravi, nuoveaperture, ancoraggi;

- Elementi secondari per la verifica degli elementi secondari dal punto di vista sismico, quali solai,muri di tamponamento e trave singola;

- Unioni legno per la verifica di collegamenti in legno tradizionali di carpenteria o meccaniche,tramite connettori metallici a gambo cilindrico;

- Report per la compilazione di relazioni riguardanti i materiali e i piani di manutenzione d'uso;

- Fuoco per l'analisi termica di sezioni in cemento armato in condizioni di incendio (REI);

- Geotecnica per il calcolo della costante elastica di Winkler e la valutazione della capacità portantedei pali di fondazione;

- Unioni acciaio per il calcolo delle tensioni sollecitanti nei singoli cordoni di saldatura.



1.1 Area elenco moduli installati

Per aprire uno dei moduli installati è necessario prima selezionarlodall'elenco, quindi lanciarlo tramite i pulsanti di controllo.

Selezionando uno dei moduli installati, sono visualizzati gli eventualilavori già realizzati con lo stesso nell'area elenco lavori realizzati.

Ciascun modulo dispone di una propria lista di lavori.

In versione dimostrativa, ciascun gruppo di moduli è utilizzabile per 5giorni dal primo utilizzo.

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1.2 Area pulsanti di controllo

Tramite i pulsanti di controllo è possibile:

· creare un nuovo lavoro;

· eliminare un lavoro;

· aprire un lavoro esistente;

· accedere al gestore delle relazioni Piano Report;

· accedere al gestore degli aggiornamenti e dell'archiviazione online EdilCloud

Attraverso il menù a tendina, è possibile inoltre modificare il percorso della cartella di lavoro,visualizzato nell'area percorsi, e duplicare un lavoro salvato.



1.3 Area elenco lavori realizzati

Per il modulo selezionato nell'elenco sono visualizzati gli eventualilavori già realizzati.

Tramite i pulsanti di controllo è possibile aprire, eliminare o creare unnuovo lavoro.

In fondo alla finestra sono riportate data e ora dell'ultima modificaapportata al lavoro selezionato.

Il percorso della cartella in cui sono salvati i lavori è indicato nell'areapercorsi.

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1.4 Area anteprima relazione

Uscendo dal modulo di calcolo, il programma compila una relazione di calcolo che viene visualizzatanell'area principale. Questa può essere aperta e modificata tramite Piano Navigator o salvata comefile .rtf per poi essere aperta con qualsiasi editor di testo.

1.5 Area percorsi

In questo spazio è indicato il perso della cartella in uso per l'apertura ed il salvataggio dei lavori. E'possibile modificare tale percorso tramite il menù a tendina del'area pulstanti di controllo o, piùsemplicemente, cliccando sul percorso.



2 K WINKLER

Il modulo K WINKLER, compreso nella categoria Geotecnica, permette l'analisi di aspetti geotecniciriguardanti il coeffciente di reazione del terreno.

In particolare, il modulo comprende i programmi:

· Calcolo della costante elastica verticale di Winkler

2.1 K Winkler verticale

Il modulo K Winkler verticale per il calcolo della costante elastica di Winkler permette la correttadefinizione della rigidezza verticale degli appoggi elastici in un modello strutturale, sulla base deiparametri del terreno di riferimento.

Parametri fondazione. Si indicano le caratteristiche geometriche della fondazione.

Parametri del terreno. Si indicano i parametri geotecnici del terreno. Si inserisce la stratigrafia conle relative caratteristiche di ciascuno strato.

2.1.1 Ambiente di lavoro

L'ambiente di lavoro è diviso in quattro sezioni: la toolbar superiore, l'area di definizione deiparametri della fondazione, l'area di definizione delle caratteristiche del terreno e l'area di verifica.

Nell'Area Definizione Parametri Fondazione si indicano lunghezza L, la larghezza B el'approfondimento D della fondazione. Inoltre devono essere inseriti il sovraccarico q ai lati dellafondazione, l'angolo di inclinazione del carico θ , l'inclinazione della fondazione η e l'inclinazionedel pendio β.

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Nell'Area Parametri Terreno è possibile impostare le caratteristiche degli strati del terreno su cuipoggia la fondazione.

In questa sezione è possibile indicare la stratigrafia del terreno da 1 a n strati semplicemente

aggiungendo o togliendo gli strati in funzione della stratigrafia desiderata.

Per ogni strato è possibile indicare il suo spessore e caratterizzarlo in funzione che si tratti di terrenoa grana fine o grossa.

In funzione della tipologia di terreno selezionata è possibile inserire i parametri γ, φ e c nella

finestra corrispondente che si aprirà al click del bottone .

Finestra terreno a grana grossa

11K WINKLER


Finestra terreno a grana fine

Nell'Area Verifica si calcola:

- Capacità portante Qult con i metodi di Terzaghi (Bowles), Terzaghi (Sprangler/Handy), Mayerhof,Hansen e Vesic.

- K di Winkler con i metodi di Terzaghi (Bowles), Terzaghi (Sprangler/Handy), Mayerhof, Hansen eVesic.

E' possibile inoltre calcolare il valore medio di Capacità portante Qult e K di Winkler tra i metodi

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selezionati tramite .

2.1.2 Esempio di stampa

Calcolo coefficiente di Winkler verticale

kWinkler

Descrizione della procedura di calcolo

La costante di Winkler per carichi verticali viene valutata tramite una metodologia suggerita da Joseph E. BOWLES

sulla base della capacità portante (carico ultimo) della fondazione secondo la seguente formula:

fondazione, assunto pari ad 1 pollice.

Per il calcolo del carico ultimo della fondazione (Qult) vengono presi in considerazione cinque differenti metodi:

1. Terzaghi (Bowles)

2. Terzaghi (Sprangler/Handy)

13K WINKLER


3. Meyerhof

4. Hansen

5. Vesic

Metodo di Terzaghi (Bowles) e Terzaghi (Sprangler/Handy)

Terzaghi propone la seguente espressione per il calcolo della capacità portante:

in cui Sc e Sγ sono dei fattori di forma.

Nel calcolo con Terzaghi Bowles il coefficiente di spinta passiva kp utilizzato nel calcolo di Nγ e ottenuto mediante

interpolazione da valori noti tabellati in funzione di φ.

Mentre con il metodo di Terzaghi Sprangler/Handy il valore di Nγ e calcolato con la seguente espressione:

Per terreni coesivi (φ=0) si considera:

Metodo di Mayerhof

Mayerhof per il calcolo della capacità portante tiene conto dell’eventuale inclinazione del carico e suggerisce la

seguente espressione:

in cui Sc, Sq, Sγ sono i fattori di forma, dc, dq, dγ sono i fattori di profondita e ic, iq, iγ sono i fattori di inclinazione

del carico.

Per terreni coesivi (φ=0) si considera:

Metodo di Hansen e Vesic

Hansen e Vesic propongono due differenti espressioni per il calcolo della capacità portante a seconda se si è alla

presenza di un terreno puramente coesivo (φ=0) o meno e si esprimono nel modo seguente:

Per terreni coesivi:

in cui Sc, Sq, Sγ sono i fattori di forma, dc, dq, dγ sono i fattori di profondita e ic, iq, iγ sono i fattori di inclinazione

del carico, bc, bq, bγ sono i fattori di inclinazione del piano di posa e gc, gq, gγ sono fattori che tengono conto del

fatto che la fondazione poggi su un terreno in pendenza.

Hansen e Vesic differiscono solo per le espressioni di calcolo di alcuni fattori.

Parametri di calcolo

Fondazione

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B [m ] L [m ] D [m ] θ [°] β [m ] η [°] q' [kPa]

0,80 4,00 1,00 0 0 0 2,00

0°, η°, β° : rispettivamente inclinazioni del carico, della fondazione e del piano di posa

B e L: rispettivamente lato minore della fondazione e lato maggiore della fondazione

D : profondità del piano di posa

q' : sovraccarico

Stratigrafia

Spessore [m] Terreno γ [kN/m3] φ [°] c [kPa]

5 Grana Grossa 18 30 0

4 Grana Fine 16 0 9

3 Grana Grossa 20 20 0

Per terreni coesivi si intenderà:

c=cu

Per terreni non coesivi:

γ=γ'

φ° = φ’°

c=c'

Risultati

Metodi q_ult [kPa] k [kg/cm3]

591,14 591,14 2,365

586,72 586,72 2,347

531,75 531,75 2,094

586,22 586,22 2,308

634,79 634,79 2,499

Valore Medio 586,12 2,323

15K WINKLER


3 PALI

Il modulo PALI, compreso con il modulo precedente nella categoria Geotecnica, permette lavalutazione della capacità portante dei pali di fondazione.

I pali di fondazione sono elementi strutturali in grado di trasferire il carico applicato alla lorosommità, agli strati di terreno più profondi e in generale più resistenti. Nel modulo vengono presi inconsiderazione pali trivellati ed infissi, con le relative metodologie di costruzione.

3.1 Ambiente di lavoro

L'ambiente di lavoro è diviso in tre sezioni principali:

· due sezioni dedicate all’inserimento di dati di input, riguardanti le tipologie di palo e la stratigrafiaterreno, i metodi di calcolo applicabili per la valutazione della portata di base e/o laterale, e i datispecifici delle eventuali prove effettuate e del terreno;

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· una sezione dedicata alla fase di output dei risultati, con il calcolo della portata laterale, portatadi base e i valori medi, significativi qualora vengano selezionati più di un metodo di analisicontemporaneamente.

17PALI


La capacità portante di un palo può essere calcolata mediante formule statiche e dinamiche, o conprove di carico e prove penetometriche statiche/ dinamiche (CPT, Cone Penetration Test).

Il software mette a disposizione ben cinque metodi differenti per il calcolo della portata base eportata laterale del palo preso in esame:

Metodo Bustamante - Gianeselli del 1982, basato sull'analisi di 197 prove di carico su pali infissi etrivellati realizzati in diversi tipi di terreno, permette il calcolo di entrambe le portate.

PALI TRIVELLATI PALI INFISSI IN C.A.

Metodo De Ruiter e Beringen del 1979, a seconda della natura dei terreni sabbiosi o argillosi,

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impiega diverse procedure su pali infissi per il calcolo di entrambe le portate.

Metodo Almeida del 1996, applicabile ai soli terreni argillosi, permette il calcolo di entrambe leportate per i soli pali infissi.

Metodo De Beer del 1985, per i soli pali infissi in terreni sabbiosi, permette il calcolo esclusivamentedella portata laterale.

PALI INFISSI IN ACCIAIO PALI INFISSI GETTATI IN OPERA

Metodo Jamiolkowski e Lancellotta del 1988, basato su 15 prove di carico, calcola la sola portatadi base per pali trivellati in terreni sabbiosi.

Scelta la procedura di analisi che si ritiene più adatta, bisogna specificare cosa calcolare, sempre inrelazione alle possibilità di analisi del metodo selezionato. Inoltre, vi è anche la possibilità diselezionare più di un metodo contemporaneamente, ottenendo così nei risultati i valori medi delleportate.

3.2 Esempio di stampa

Valutazione della capacità portante dei pali da prove CPT

Pali

Introduzione

19PALI


L'analisi seguente è effettuata sulla base dei risultati di prove penetrometriche statiche (CPT, Cone Penetration

Test). Numerosi studi hanno dimostrato come i metodi basati sulle prove CPT, nella valutazione della capacità

portante dei pali, siano più accurati rispetto ad altri metodi convenzionali. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le

prove penetrometriche statiche forniscono un profilo continuo delle caratteristiche dei terreni di fondazione.I metodi

analizzati forniscono i valori di portata di base e portata laterale in funzione del tipo di palo e di terreno.

1-Descirizione del tipo di palo e caratterizzazione del terreno

I valori ottenuti dal calcolo per i pali trivellati si considerano validi perpali trivellati a secco con sostegno delle pareti

mediante fanghi, pali realizzati con elica continua e tubo forma centrale, micropali (iniettati a bassa pressione).

Vengono analizzati i valori per un terreno caratterizzato principalmente da argilla soffice e fango: qc<1 MPa.

La capacità portante viene calcolata mediante:

-Metodo di Bustamante e Gianeselli (1982)

In particolare viene calcolato il valore della portata di base qb.

2-Descrizione dei metodi di calcolo

Metodo di Bustamante e Gianeselli (1982) - Portata di base qb

Il metodo è basato sull’analisi di 197 prove di carico su pali infissi e trivellati realizzati in diversi tipi di terreno.

Il valore della portata di base qb è ricavato dalla seguente relazione:

Dove:

-kc: coefficiente di portanza.

-qca: resistenza alla punta media equivalente.

Vengono riportati i valori del caso in esame:

-z: profondità del palo pari a 200 [cm]

Metodo di Bustamante e Gianeselli (1982), dati di input:

Punto Profondità [cm] qc [N/mm2]

1 50 4

2 100 6

3 150 8

4 200 10

5 250 12

6 300 15

7 380 20

8 420 22

Note

qc: resistenza alla punta

A seguito dei dati inseriti, la portata alla base qb risulta pari a 4,0 [N/mm2]

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3-Risultati

Vengono riportati i risultati di ogni metodo analizzato e i valori medi rispettivamente della portata di base e di quella

laterale.

Risultati della portata di base qb

Metodo qb [N/mm2]

Bustamante, Gianeselli (1982) 4,0

Valori medi

Portata base qb [N/mm2] 4,0

S.T.A. DATA SRL - C.so Raffaello, 12 - 10126 Torino

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