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Geotecnica CECAP

categoria:Software Geo&Soft / Geotecnica
marca:Geo&Soft
articolo:CECAP
 

Calcolo delle opere di fondazione

È un pacchetto completo relativo al calcolo delle opere di fondazione che, per completezza, flessibilità e facilità d'uso, si rivela uno strumento fondamentale in qualsiasi tipo di progettazione geotecnica.


CE.CA.P. risolve infatti i problemi relativi alla capacità portante delle fondazioni superficiali e profonde ed alla determinazione dei cedimenti delle fondazioni superficiali.


Capacità Portante delle Fondazioni Superficiali

Vengono utilizzati quattro diversi metodi basati su differenti meccanismi di rottura del terreno: Terzaghi, Meyerhof, Hansen e Vesic.
I metodi sviluppati più recentemente si basano su algoritmi di calcolo che prendono in considerazione un maggior numero di variabili, consentendo di spingere la progettazione delle strutture al di là del limite consentito dalle formulazioni precedenti; queste dovevano infatti presentare risultati più conservativi per compensare la ridotta precisione del calcolo ottenuta con formulazioni semplificate.


La presenza di più metodi di calcolo è quindi particolarmente interessante per la possibilità di comparare i risultati e di scegliere tra essi i più attendibili anche in funzione della qualità dei dati geotecnici e progettuali disponibili.
In generale viene determinata, in funzione della stratigrafia, la pressione ammissibile sul terreno in base alla forma scelta (quadrata, rettangolare, circolare o nastriforme).


Il fattore di sicurezza nelle condizioni di carico di progetto è determinato come rapporto tra la pressione ultima di rottura, determinata con le formule indicate, e la tensione effettiva esercitata dalla fondazione, tenendo conto della riduzione dell'area efficace dovuta all'eccentricità del carico.
Qualora vengano inseriti i parametri drenati e non drenati del terreno, il calcolo verrà effettuato sia in termini di tensioni efficaci che di tensioni totali.


Cedimenti delle Fondazioni Superficiali

Il calcolo viene effettuato tramite un sofisticato algoritmo numerico che permette il raggiungimento di una soluzione estremamente precisa anche in condizioni geometriche e stratigrafiche assai complesse.
Dati la geometria della fondazione e lo schema dei carichi (carico normale e momenti longitudinali e trasversali), la superficie al di sotto della fondazione viene scomposta in un elevato numero di aree elementari, a ciascuna delle quali viene applicata la corrispondente quota di carico.


Il terreno sottostante, rispettando la successione stratigrafica indicata, viene suddiviso in elementi di spessore crescente con la profondità, ciò per garantire un'elevata precisione negli strati più superficiali, dove il rapporto tra l'incremento di pressione indotto dalla fondazione e la tensione verticale preesistente è maggiore.
Per ciascuna area elementare e per ciascuno strato, utilizzando l'integrazione di Newmark dell'equazione di Boussinesq, si determina la sovratensione indotta dalla fondazione.


Si calcola quindi il cedimento sommando la componente elastica immediata, dipendente dal modulo elastico Es, e l'eventuale componente di consolidazione a lungo termine determinata utilizzando i rapporti di compressibilità e ricompressibilità o, nel caso di strato coesivo di ridotta potenza poggiante su un letto indeformabile (ipotesi di Terzaghi), utilizzando invece il modulo edometrico Eed.


Il calcolo viene ripetuto per i nove punti più significativi della fondazione al fine di consentire la valutazione di un'eventuale rotazione della fondazione dovuta a cedimenti differenziali.
La metodologia numerica impiegata permette inoltre di raggruppare più fondazioni descritte individualmente e di valutare l'effetto delle sovratensioni indotte dalle fondazioni circostanti sulla fondazione correntemente in esame.
Questo permette di analizzare casi decisamente più complessi, quali fondazioni vicine che si influenzano reciprocamente, fondazioni con geometria composta e fondazioni su materiali lateralmente disomogenei.


Il programma prevede numerose opzioni per il raffinamento dell'elaborazione, quali la possibilità di sottrarre il peso del terreno asportato o la possibilità di eseguire il calcolo delle tensioni verticali efficaci o totali a partire dal piano di campagna o dal piano di posa della fondazione.
È prevista inoltre la possibilità di effettuare l'analisi in condizioni sismiche.


Capacità Portante dei Pali di Fondazione

Il calcolo della capacità portante di pali caricati assialmente si effettua utilizzando un numero notevole di formulazioni e curve sperimentali proposte da diversi autori, per consentire all'operatore di comparare i risultati ottenuti e selezionare la metodologia più adatta alla reale situazione geotecnica.
Una caratteristica particolare del programma è di eseguire i calcoli per famiglie di diametri e di lunghezze, producendo diagrammi che permettono la scelta, a parità di fattore di sicurezza, della coppia diametro-lunghezza ottimale anche dal punto di vista economico.


La resistenza di punta e la resistenza laterale (la cui somma costituisce il carico limite) vengono valutate separatamente ed utilizzate per determinare il fattore di sicurezza per i carichi di progetto. Qualora questi ultimi non siano stati definiti, il programma calcola il carico massimo applicabile in testa al palo in funzione di un fattore di sicurezza richiesto dall'utente, tenendo conto anche del peso proprio del palo.


La resistenza di punta dei pali di piccolo e medio diametro viene calcolata utilizzando formulazioni (Terzaghi, Berezantzev, Skempton, Meyerhof, De Beer) che tengono conto degli inviluppi di rottura del terreno, mentre per i pali di grande diametro è possibile utilizzare un'altra correlazione proposta da Berezantzev che considera prioritario l'aspetto del cedimento ammissibile.
Per la resistenza laterale si utilizzano formulazioni diverse per i pali infissi (in acciaio o calcestruzzo) e per i pali trivellati, al fine di tener conto del disturbo indotto dalla perforazione.
Il programma permette l'esecuzione dei calcoli in terreni stratificati, coerenti ed incoerenti, in condizioni drenate e non drenate, ed è prevista l'analisi in presenza di rischio sismico.