MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno. Aztec Informatica MAX Analisi e Calcolo Muri di Sostegno MANUALE OPERATIVO

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1 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno Aztec Informatica MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno MANUALE OPERATIVO 1

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3 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 3

4 Aztec Informatica SOMMARIO 1... Premessa Installazione del software da CD Ambiente di lavoro del programma MAX Ambiente Uso dei menu e dei comandi Cambiare il colore di sfondo Spostare la barra delle opzioni Attivare il sistema di aiuto Barra dei comandi Barra delle opzioni Passi del procedimento Menu File Nuovo Apri Salva Trova File Opzioni lettura file Setup stampante Uscita Elenco file Menu Dati Dati Generali Normativa Coefficienti parziali e di combinazione Tipologia Dati geometria Profilo terreno Descrizione terreno Finestra Caratteristiche terreno Definizione stratigrafia Dati falda Dati Materiali Finestra definizione materiale acciaio Dati Gradoni Dati Mensole Dati Contrafforti Dati Tiranti

5 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno Caratteristiche tiranti Dati Pali Caratteristiche pali Impostazione unità di misura Menu Carichi Carichi sul muro Carichi sul profilo Combinazioni di carico Gestione combinazioni Opzioni generazione combinazioni di base Definizione del coefficiente di partecipazione Generazione combinazioni di calcolo Input grafico Input grafico profilo Input grafico carichi muro Input grafico carichi profilo Nome condizione...errore. Il segnalibro non è definito Definizione scala carichi Menu Analisi Opzioni di analisi Opzioni di analisi avanzate Opzioni analisi pali Andamento pressione verticale Definizione pressione limite Imposta analisi sismica Menu Armature Opzioni Armature Opzioni Armature pali Opzioni Contrafforti Opzioni Verifiche SLU Opzioni Verifiche SLE Menu Risultati Risultati muro Coefficienti di sicurezza Analisi della spinta Caratteristiche muro e terrapieno Risultanti Risultati pali Risultati tiranti

6 Aztec Informatica Risultati fessurazione Risultati Errori Grafica Opzioni grafiche...errore. Il segnalibro non è definito Ambiente grafico Pop-up menu ambiente grafico Anteprima di stampa Impaginatore grafico Opzioni impaginatore Inserimento didascalie Elenco didascalie Impostazione caratteri e opzioni quotature Comandi di visualizzazione dell ambiente grafico Visualizzazione profilo Visualizzazione sezione del muro Visualizzazione pianta del muro Visualizzazione prospetto del muro Visualizzazione sollecitazioni del paramento Caso di calcolo a mensola Caso di calcolo a piastra Visualizzazione sollecitazioni della fondazione Caso di calcolo a mensola Caso di calcolo a piastra Visualizzazione cerchio critico Visualizzazione diagrammi pressioni Visualizzazione armature Diagrammi di impegno dei materiali Lettura delle tensioni nei materiali Selezione di un ferro della distinta Modifica di un ferro della distinta Cancellazione di un ferro della distinta Inserimento di un nuovo ferro Informazioni sul ferro Spostamento ferri nella distinta Taglio di un ferro Unione di due ferri Visualizzazione diagrammi M-N sezione Inserimento sezioni trasversali Impostazioni quotature ferri

7 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno Editore delle armature Modifica grafica del ferro Modifica numerica del ferro Spostamento del ferro lungo il muro...errore. Il segnalibro non è definito Modifica del tratto di quotatura del ferro Uscita dall editing delle armature Visualizzazione armature pali Taglio armatura palo Modifica armature palo Informazioni palo Opzioni visualizzazione Relazione Elenco prezzi Prezzo pali Prezzo tiranti Genera relazione Imposta formato relazione Menu Window Menu Help Calcolo dei muri di sostegno Generalità sul calcolo dei muri di sostegno Spinta delle terre Teoria di Rankine Teoria di Coulomb Metodo di Culmann (Metodo del cuneo di tentativo) Metodo di Mononobe-Okabe Spinta in presenza di sisma Spinta in presenza di falda Verifica a ribaltamento del muro Verifica a scorrimento Verifica al carico limite dell insieme fondazione-terreno Verifica alla stabilità globale Metodo di Fellenius Metodo di Bishop Calcolo del carico limite

8 Aztec Informatica Formula di Terzaghi Formula di Meyerhof Formula di Hansen Formula di Vesic Considerazioni sull uso delle formule della capacità portante Pali di fondazione Determinazione della capacità portante Capacità portante di punta Calcolo dei coefficienti Nc ed N q Terzaghi Meyerhof Hansen Vesic Berezantzev Berezantzev ridotto Capacità portante per resistenza laterale Capacità portante per carichi orizzontali Resistenza limite del terreno Resistenza limite del palo Modellazione del terreno Analisi ad elementi finiti Determinazione degli scarichi sul palo Tiranti di ancoraggio Calcolo della lunghezza Calcolo dello sforzo nei tiranti passivi Calcolo delle sollecitazioni Calcolo a mensola Calcolo delle piastre Metodo degli elementi finiti Calcolo delle armature e verifica delle sezioni Tensioni ammissibili Richiami teorici sulla verifica con il metodo stati limite ultimi Verifiche per i muri a gravità Valori caratteristiche fisiche dei terreni Tabelle di conversione Messaggi d errore

9 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 1 Premessa Il programma MAX è dedicato all analisi e al calcolo dei muri di sostegno. I tipi di muri che è possibile analizzare con il programma MAX sono: muri a gravità, a semigravità o muri in calcestruzzo armato. Possono essere inoltre considerati, in funzione del tipo di muro e del materiale che lo costituisce, muri con: contrafforti, mensole di contrappeso e di marciapiede, pali di fondazione e tiranti di ancoraggio. MAX consente inoltre l analisi di muri di cantina. Il programma consente di stratificare il terreno sia in elevazione sia in fondazione, e di inserire carichi (concentrati e distribuiti) sul profilo e in qualsiasi posizione del muro. La filosofia di base che permea tutto il programma è quella di avere un software di semplice utilizzo, veloce nelle elaborazioni e nello stesso tempo completo ed efficiente. La possibilità di visualizzare graficamente in modo immediato qualsiasi variazione apportata ai dati fa del MAX un programma piacevole da utilizzare. MAX è stato realizzato a stretto contatto con tecnici che operano da molti anni nel campo della geotecnica; grazie a questa fruttuosa interazione sono stati sviluppati alcuni aspetti del programma che consentono di renderlo quanto più vicino possibile alle esigenze dei tecnici che operano nel settore. Per quanto riguarda le scelte progettuali, MAX mette a disposizione diverse opzioni di analisi che verranno sicuramente apprezzate dal progettista poiché, per quest ultimo, è sempre possibile effettuare una scelta della soluzione che ritiene più idonea. Infine, la possibilità di controllare tutti i risultati a video prima di effettuare le stampe, il potente editing delle armature del muro, dei pali di fondazione e dei tiranti, la chiarezza stessa degli elaborati, una completa relazione di calcolo ed il computo metrico economico dell opera fanno di MAX il programma più idoneo, potente e versatile per il calcolo dei muri di sostegno. Desidero ringraziare tutti i colleghi che con i loro suggerimenti ed osservazioni hanno contribuito e contribuiscono a rendere il programma sempre più affidabile ed efficiente. Responsabile sviluppo MAX ing. Maurizio Martucci 9

10 Aztec Informatica Quadro delle principali grandezze atte a definire il muro Hp Hpl b β α L fond L fv L fm H vl H ml H vc Altezza del paramento Altezza del paramento libero Spessore in sommità del muro Inclinazione paramento interno (espressa in gradi) [positiva nel disegno] Inclinazione paramento esterno (espressa in gradi) [positiva nel disegno] Base della fondazione Lunghezza fondazione di valle Lunghezza fondazione di monte Spessore fondazione di valle (estremo libero) Spessore fondazione di monte (estremo libero) Spessore fondazione di valle (attacco con il paramento) 10

11 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno H mc H S L S γ χ Spessore fondazione di monte (attacco con il paramento) Altezza dello sperone Spessore dello sperone Inclinazione fondazione (espressa in gradi) Inclinazione del terreno a valle del muro (espressa in gradi) [positiva nel disegno] 11

12 Aztec Informatica 2 Installazione del software da CD MAX, distribuito su CD-ROM, è accompagnato da una chiave hardware che va inserita nella relativa porta del computer; tale chiave, trasparente alle normali trasmissioni da e verso la stampante, consente l esecuzione del programma una volta installato. Per effettuare l installazione, occorre inserire il CD-ROM nel lettore; se è attiva l opzione di sistema Notifica inserimento automatico, il CD parte automaticamente, altrimenti bisogna lanciare il programma tramite il file Start.exe presente sul CD-ROM. Nella suite d installazione sono attivi solo i pulsanti dei programmi licenziati. Per avviare la procedura di installazione occorre cliccare sul relativo pulsante. MAX è installato nella cartella C:\Aztec\Max90, definita per default, o nella cartella specificata dall Utente. Tutti i files che occorrono per l esecuzione del programma vengono registrati nella cartella specificata durante l installazione, tranne il file di protezione della chiave hardware che necessariamente deve essere installato nella cartella C:\WINDOWS\SYSTEM. Al termine dell installazione è inserita l icona nella voce di menu Programmi del pulsante e appare la finestra con la relativa icona. Per avviare il programma, occorre cliccare due volte sull icona di MAX, oppure evidenziare l icona del programma e premere il tasto [Invio]. L installazione di MAX richiede uno spazio libero di circa 3 MB sul disco ed almeno 4 MB di memoria RAM; è in grado di funzionare su processori Intel o con architettura compatibile quali Pentium, MMX, 586, ecc. La versione di MAX è a 32 bit quindi è necessario possedere uno dei seguenti sistemi operativi Win 95, Win 98, Win 2000, NT, Me, XP. Impostazioni video È necessario impostare la modalità video ad una risoluzione 800x600 o superiore. Il tipo di carattere deve essere impostato secondo la specifica Caratteri Piccoli. Le impostazioni sono eseguite nella finestra di sistema Proprietà schermo / Impostazioni visualizzata cliccando con il tasto destro del mouse sul desktop. Sul CD-ROM sono presenti anche le versioni dimostrative di tutti i programmi alle quali si accede dal pulsante [DEMO & FREWARE] presente sulla finestra principale. È bene precisare che i dimostrativi sono eseguiti direttamente da CD-ROM senza installare nessun file sull hard-disk. 12

13 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 3 Ambiente di lavoro del programma MAX MAX è un programma estremamente interattivo; l ambiente di lavoro di MAX ha l interfaccia e le funzionalità tipiche dell ambiente WINDOWS. 3.1 Ambiente All attivazione del programma, viene aperta una finestra come quella di figura, nella quale è presente un menu principale sulla prima riga dello schermo, ed a cui si accede tramite tastiera o mouse; immediatamente al di sotto di questo è riportata una barra di strumenti orizzontale (barra dei comandi) e sul lato destro dello schermo è riportata una seconda barra di strumenti verticale (barra delle opzioni). Di seguito vengono descritte in dettaglio le modalità di accesso ai menu ed ai vari tipi di tabelle per l input dei dati. 13

14 Aztec Informatica 3.2 Uso dei menu e dei comandi Per poter eseguire qualsiasi operazione all interno del programma bisogna attivare il relativo comando; il menu ha il compito di gestire tutti i comandi. All interno della prima riga dello schermo sono elencate diverse voci (ad esempio File, Dati, Analisi, Grafica, ecc.) alle quali sono associate una serie di funzioni correlate fra di loro. Per esempio, nella voce Dati si trovano tutte le funzioni che riguardano l input dei dati: Dati Paramento, Dati Fondazione, Profilo terreno, ecc. Gli stessi comandi, in MAX, possono essere attivati tramite la barra dei comandi. Per selezionare una voce del menu tramite tastiera, occorre premere il tasto [ALT] contemporaneamente al tasto della lettera sottolineata della voce desiderata; viene così aperta la tendina del menu. Attraverso i tasti freccia, [ ] e [ ], è possibile spostarsi dalla voce corrente del menu a quella adiacente e attivarla mediante il tasto [INVIO]. Quando il menu è attivo, tramite i tasti freccia [ ] e [ ], è consentito lo spostamento dalla voce corrente a quella adiacente. Per chiudere la tendina appena aperta si usa il tasto [ESC]. È possibile accedere al menu principale tramite il tasto funzione [F10] o il tasto [ALT], con i quali viene evidenziata la prima voce del menu. Il posizionamento sulla voce desiderata avviene tramite i tasti freccia, [ ] e [ ], il comando è impartito tramite il tasto [INVIO]. Per selezionare una voce di menu con il mouse, occorre posizionare il puntatore in prossimità della stessa e cliccare con il tasto sinistro. La barra orizzontale, barra dei comandi, non è altro che un acceleratore delle funzioni presenti nelle voci del menu a tendina sopra descritto. In alternativa alcuni comandi del menu possono essere inviati attraverso una combinazione di tasti acceleratori; per esempio, per accedere alla finestra dei Dati Paramento, basta premere la combinazione [Ctrl]+P. Di seguito, verranno descritte in dettaglio le opzioni relative ai comandi del menu del programma, nonché le equivalenti funzioni implementate nei pulsanti di cui le finestre sono dotate. 3.3 Cambiare il colore di sfondo Premendo contemporaneamente [SHIFT ] e il tasto sinistro del mouse in un punto qualsiasi del desktop si ha la possibilità di cambiare il colore dello sfondo. 3.4 Spostare la barra delle opzioni Effettuando un doppio clic sulla barra delle opzioni. È possibile spostare la stessa sui lati destro e sinistro della maschera principale del programma. 14

15 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 3.5 Attivare il sistema di aiuto Cliccando con il tasto destro del mouse sulla finestra principale si accede al sistema di aiuto del programma. 3.6 Barra dei comandi Sulla barra dei comandi sono riportati una serie di pulsanti che sono equivalenti ai comandi attivabili dal menu principale. I pulsanti si presentano attivati o disattivati in funzione delle opzioni impostate nella barra delle opzioni (vedi paragrafo successivo). Ad esempio, se si sta impostando un muro con contrafforti, il pulsante relativo sulla barra dei comandi sarà attivato altrimenti esso è disattivato (lo stesso succede per la voce Contrafforti del menu Dati). Nella figura è riportata la barra dei comandi con la spiegazione dei pulsanti presenti su di essa. 15

16 Aztec Informatica 3.7 Barra delle opzioni La barra delle opzioni ha lo scopo di comunicare al programma il tipo di muro che si desidera analizzare. Essa è suddivisa in quattro sezioni: - Tipo di muro (muro a mensola in c.a., muro a gravità o muro a semigravità); - Presenza di elementi particolari (gradoni, mensole, contrafforti, tiranti, pali); - Materiale costituente il muro (calcestruzzo o pietrame); - Terreno di fondazione e falda. Muro a mensola. Seleziona il tipo di muro a mensola in c.a. Muro a gravità. Seleziona il tipo di muro a gravità Muro a semigravità. Seleziona il tipo di muro a semigravità Gradoni. Attiva la presenza di gradoni Mensole. Attiva la presenza di mensole di marciapiede e/o di contrappeso (disattivato nel caso di muro a gravità) Contrafforti. Attiva la presenza di contrafforti interni o esterni (disattivato nel caso di gradoni) Tiranti. Attiva la presenza di tiranti attivi o passivi (disattivato nel caso di muro a gravità) Pali/Micropali. Attiva la presenza di pali o micropali (disattivato nel caso di muro a gravità o in presenza di sperone di fondazione) Materiale calcestruzzo. Seleziona il materiale calcestruzzo Materiale pietrame. Seleziona il materiale pietrame (disattivato nel caso di muro in c.a. o a semigravità) Portanza fondazione nota/incognita. Il pulsante serve per comunicare al programma se la portanza della fondazione è nota oppure incognita. Nel caso in cui la portanza è incognita (pulsante non premuto) MAX provvede a calcolare la portanza della fondazione secondo il metodo impostato dall Utente nelle opzioni di analisi. Nel caso in cui si imposta l opzione di portanza nota (pulsante premuto), nella finestra per l input delle caratteristiche del terreno comparirà il relativo campo di input. Costante di Winkler nota/incognita. Il pulsante serve per comunicare al programma se la costante di Winkler orizzontale per il calcolo dei pali è nota oppure incognita. Il funzionamento è lo stesso del pulsante Portanza fondazione nota/incognita. Attiva/Disattiva falda. 16

17 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno I pulsanti della barra delle opzioni si attivano/disattivano in funzione delle scelte effettuate. In particolare: - Se si seleziona il muro a gravità vengono disattivati i pulsanti relativi ai pali, ai tiranti ed alle mensole mentre viene attivato il pulsante Materiale Pietrame - Se si seleziona l opzione Pali oppure Tiranti oppure Mensole viene disattivato il pulsante Muro a gravità - Se si seleziona l opzione Materiale Pietrame vengono disattivati i pulsanti Muro in c.a. e Muro a semigravità La barra dei comandi e quella delle opzioni interagiscono continuamente. Ad esempio, se si attiva l opzione di muro su pali (nella barra dei comandi Opzioni) allora il pulsante dei pali e la corrispondente voce nel menu Dati, vengono immediatamente attivate. Se si disattiva l opzione immediatamente vengono disattivati i corrispondenti pulsanti e voce di menu. Le selezioni operate sulla barra dei comandi Opzioni influenzano anche le finestre di input. Ad esempio, se è aperta la finestra per l input della geometria della fondazione e si attiva l opzione di muro su pali automaticamente viene disattivata l opzione per l inserimento del dente di fondazione. Un altro caso di interazione si verifica per la finestra dei materiali che assume forme diverse in funzione della presenza di pali e/o tiranti. 17

18 Aztec Informatica 3.8 Passi del procedimento Nel programma MAX non bisogna seguire necessariamente una sequenza di operazioni per l input dei dati, ma si può procedere nel modo desiderato. Inoltre è possibile salvare in qualsiasi momento i dati inseriti in un file su disco. Durante la fase di input conviene tenere aperta la finestra grafica, che viene aggiornata automaticamente alla digitazione di qualsiasi dato. In tal modo è possibile vedere immediatamente i dati imputati. Per analizzare un muro si può procedere come descritto di seguito. Selezionare sulla barra dei comandi Opzioni il tipo di muro da analizzare (c.a., gravità, semigravità) ed eventuali altre opzioni (pali, tiranti, contrafforti, etc). Imputare i dati della geometria e dei materiali nelle relative finestre (attivabili dal menu Dati o dalla barra dei comandi). Definire le caratteristiche dei terreni. Definire l eventuale stratigrafia in elevazione ed in fondazione Definire il profilo del terreno a monte del muro. Definire i carichi sul muro e sul profilo Impostare i metodi di analisi desiderati tramite il comando Opzioni di analisi del menu Analisi. Impostare le opzioni per le armature tramite il comando Opzioni Armature del menu Analisi. A questo punto è possibile avviare l analisi del muro tramite la voce Analisi del menu Analisi. Effettuata l analisi è possibile visualizzare tutti i risultati e le armature progettate graficamente nella finestra di visualizzazione grafica. La generazione della relazione costituisce la fase finale del lavoro. 18

19 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 4 Menu File In questo capitolo verranno spiegati tutti i comandi che sono presenti nella voce File del menu principale. Sono tutti comandi necessari per le operazioni di scrittura e lettura di dati su disco. 4.1 Nuovo Attraverso il comando Nuovo si comunica a MAX di voler avviare un nuovo lavoro. Il programma chiede se si vogliono salvare i dati attuali. 4.2 Apri Tramite questo comando è possibile caricare un file salvato precedentemente. L estensione di default dei files dati di MAX è dat. La procedura è quella standard dell ambiente Windows: la finestra aperta presenta l elenco delle cartelle e l elenco dei files presenti nella cartella selezionata. Qualora si sta già operando su un lavoro e i dati non sono stati salvati su disco alla richiesta di apertura di un file compare una finestra che chiede se si vogliono salvare i dati attuali. Quando viene caricato un file, MAX apre immediatamente la finestra grafica di visualizzazione. 4.3 Salva Tramite questo comando è possibile salvare i dati inputati in un file su disco. La procedura è quella standard dell ambiente Windows: la finestra aperta presenta l elenco delle cartelle e l elenco dei files presenti nella cartella selezionata. La procedura di registrazione dei dati viene anche chiamata dal programma automaticamente alla richiesta di Uscita dal programma stesso qualora i dati non siano stati salvati. 19

20 Aztec Informatica 4.4 Trova File Tramite questo comando è possibile caricare un file salvato precedentemente. L estensione di default dei files dati di MAX è DAT. Viene aperta una finestra con l elenco dei files dati di MAX presenti nella cartella MAX. Quando si clicca con il mouse sul nome di un file, viene attivata la finestra di visualizzazione grafica ed è riportato il disegno del muro registrato sul file. Questa funzione può risultare molto utile per trovare velocemente un archivio dati di cui non si ricorda il nome. Premendo sul pulsante Apri file selezionate il file viene caricato in memoria e diventa il file attivo. 4.5 Opzioni lettura file 4.6 Setup stampante Tramite questo comando è possibile settare la stampante. La procedura è quella standard dell ambiente Windows. 4.7 Uscita Tramite questo comando è possibile uscire dal programma. Se i dati non sono stati salvati, compare la richiesta di salvataggio degli stessi. 4.8 Elenco file Nell ultima sezione del menu sono elencati gli ultimi file aperti nel programma. Per aprire rapidamente uno di tali file, occorre cliccare sul relativo nome. 20

21 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno 5 Menu Dati Il menu consente di accedere alle principali finestre per l inserimento dei dati essenziali per la descrizione del problema. La figura mostra le voci di menu che successivamente verranno meglio specificate; alcune di esse risultano accessibili o meno (esempio di figura: Gradoni), in funzione delle caratteristiche del muro che vengono selezionate dalla barra delle opzioni; tale barra, di default, è visibile sulla destra dello schermo. 5.1 Dati Generali Il comando apre la finestra di figura, nella quale è possibile immettere alcuni dati che costituiscono una descrizione generale del problema analizzato; il pulsante in basso al centro consente di accedere all aiuto contestuale. 21

22 Aztec Informatica 5.2 Normativa La finestra consente di impostare la normativa di riferimento per l analisi del muro: - Decreto Ministeriale Decreto Ministeriale 1996 Tensioni Ammissibili - Decreto Ministeriale Decreto Ministeriale 1996 Stato Limite - Norme Tecniche sulle Costruzioni 2008 (N.T.C. 14 Gennaio 2008) Approccio 1 - Norme Tecniche sulle Costruzioni 2008 (N.T.C. 14 Gennaio 2008) Approccio 2 L Approccio progettuale 1 si basa sul concetto dei coefficienti di sicurezza parziali e considera due famiglie di combinazioni (indicate come Caso A1-M1 e Caso A2-M2) generate con le seguenti modalità: - Caso A1-M1 : in questo tipo di combinazioni vengono incrementati i carichi permanenti e variabili e vengono lasciate inalterate le caratteristiche di resistenza del terreno. - Caso A2-M2 : in questo tipo di combinazioni vengono incrementati i carichi variabili e vengono ridotte le caratteristiche di resistenza del terreno (tan(φ), c o cu) secondo i coefficienti definiti nella finestra Coefficienti parziali e di combinazione. L Approccio progettuale 2 si basa sul concetto dei coefficienti di sicurezza parziali e considera un unica famiglia di combinazioni (indicate come Caso A1-M1) generate con le seguenti modalità: 22

23 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno - Caso A1-M1 : in questo tipo di combinazioni vengono incrementati i carichi permanenti e variabili e vengono lasciate inalterate le caratteristiche di resistenza del terreno. Tale approccio progettuale porta ad un numero di combinazioni di carico decisamente minore rispetto all approccio progettuale precedente. 5.3 Coefficienti parziali e di combinazione La finestra è suddivisa in due o quattro sezioni in funzione del tipo di normativa impostata. Se la normativa impostata è il D.M D.M le sezioni sono due e sono: - Fondazione: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti di sicurezza per le verifiche geotecniche (verifiche a scorrimento, ribaltamento, carico limite e stabilità globale); - Pali: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti di sicurezza per carichi verticali (portanza alla punta e portanza laterale) e orizzontali (portanza trasversale). Se la normativa impostata è la N.T.C. 14/01/2008 le sezioni sono quattro e sono: - N.T.C. 2008: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti parziali da applicare alle azioni o per l effetto delle azioni e/o alle resistenze (parametri geotecnici del terreno); - Fondazione: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti di sicurezza per le verifiche geotecniche (verifiche a scorrimento, ribaltamento, carico limite e stabilità globale) per le verifiche agli stati limiti ultimi STR e GEO; - Pali: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti parziali per carichi verticali γ R da applicare alle resistenze caratteristiche (per pali infissi, trivellati o ad elica continua), i coefficienti parziali per carichi trasversali γ T da applicare alle resistenze caratteristiche e i coefficienti di riduzione ξ funzione del numero di verticali indagate; - Tiranti: in questa sezione è possibile impostare i coefficienti parziali γ R da applicare alle resistenze caratteristiche dei tiranti e i coefficienti di riduzione ξ funzione del numero di verticali indagate. Si precisa che i coefficienti di sicurezza parziali vanno impostati sia per le combinazioni di tipo statico si per le combinazioni di tipo sismico. Si riporta di seguito la tabella dei coefficienti di sicurezza sulle azioni e sulle caratteristiche di resistenza dei terreni nel caso di Norme Tecniche sulle Costruzioni 2008 (N.T.C. 14/01/2008). Combinazioni statiche Combinazioni sismiche Carichi Effetto EQU A1 A2 EQU A1 A2 Permanenti Favorevole γ G,fav Permanenti Sfavorevole γ G,sfav Variabili Favorevole γ Q,fav Variabili Sfavorevole γ Q,sfav

24 Aztec Informatica Combinazioni statiche Combinazioni sismiche Parametro M1 M2 M1 M2 Tangente dell angolo di attrito γ tan(φ) Coesione efficace γ c Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell unità di volume γ g I coefficienti di sicurezza sopra riportati sono ripresi dalle N.T.C 14/01/2008 ma nello spirito delle norme stesse è il progettista che decide caso per caso quale coefficienti utilizzare. In pratica ogni combinazione di carico definita dall Utente (o, più agevolmente, generata dal programma) viene generata sia per il Caso A1-M1 che per il Caso A2-M2. Dunque le combinazioni di carico di base vengono raddoppiate. Nel caso di fondazioni su pali le N.T.C. 14/01/2008 prevedono l utilizzo diretto dei risultati di prove in sito. Il valore caratteristico della resistenza a compressione R c,k e a trazione R t,k sarà dato dal minore dei valori ottenuti applicando i coefficienti di riduzione ξ 3, ξ 4, riportati nella tabella seguente, alle resistenze R cal dedotte dai risultati delle suddette prove. Numero di verticali indagate ξ ξ R R c, k t, k = Min = Min ( R ) ( R ) c, cal media ξ 3 ( R ) ( R ) t, cal media ξ 3 ; ; c, cal ξ t, cal ξ 4 4 min min La resistenza di progetto si otterrà applicando alla resistenza caratteristica i coefficienti parziali γ R. Resistenza Simbolo Pali infissi Pali trivellati Pali a elica continua γ R R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 Punta γ b Laterale (compressione) γ s Totale (compressione) γ t Laterale in trazione γ st Nel caso di muro con tiranti le N.T.C. 14/01/2008 prevedono l utilizzo diretto dei risultati di prove in sito. Il valore caratteristico della resistenza a trazione R t,k sarà dato dal minore dei valori ottenuti applicando i coefficienti di riduzione ξ 3, ξ 4, riportati nella tabella seguente, alle resistenze R cal dedotte dai risultati delle suddette prove. 24

25 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno Numero di verticali indagate ξ ξ R = Min ( R ) ( R ) t, cal media t, k ; ξ3 t, cal ξ 4 min La resistenza di progetto si otterrà applicando alla resistenza caratteristica i coefficienti parziali γ R. Tiranti Simbolo γ R Coefficiente parziale Temporanei γ Ra,t 1.10 Permanenti γ Ra,p 1.20 Inoltre nella stessa finestra possono essere impostati i coefficienti di sicurezza nei confronti delle verifiche geotecniche. Il D.M D.M i coefficienti di sicurezza erano unici per tutti i tipi di combinazione mentre le N.T.C. 14/01/2008 fanno variare questo coefficiente in funzione della combinazione. Sotto sono riportate le verifiche geotecniche eseguite per il muro di sostegno e, tra parentesi, i coefficienti proposti dal D.M D.M. 1996, a seguire la tabella dei nuovi coefficienti proposti dalla N.T.C. 14/01/2008. Se, nei confronti di alcune verifiche (vedi verifica a ribaltamento) manca il coefficiente di sicurezza, per la normativa è sottointeso un coefficiente di sicurezza unitario: - Coefficiente di sicurezza a ribaltamento (valore minimo proposto dal D.M D.M pari a 1.5). - Coefficiente di sicurezza a scorrimento (valore minimo proposto dal D.M D.M pari a 1.3 da elevare opportunamente nel caso si metta in conto la resistenza per spinta passiva). - Coefficiente di sicurezza a carico ultimo (il D.M D.M suggerisce che il carico ammissibile in fondazione sia ottenuto dal carico ultimo mediante un coefficiente di sicurezza pari a 2 per fondazione superficiale). - Coefficiente di sicurezza stabilità globale (valore minimo proposto dal D.M D.M pari a 1.3). Verifica R1 R2 R3 Capacità portante della fondazione Scorrimento Resistenza del terreno a valle Stabilità globale

26 Aztec Informatica 5.4 Tipologia La finestra consente di selezionare la tipologia di muro da progettare: - Tipo di muro (Muro a mensola in c.a, Muro a gravità, Muro a semigravità); - Materiali (Calcestruzzo e Pietrame); - Opzioni (Gradoni, Mensole, Contrafforti, Tiranti e Pali); - Portanza nota; - Costante di Winkler nota; - Falda. 5.5 Dati geometria In questa finestra occorre descrivere la geometria del paramento e della fondazione; l immissione dei dati o la loro modifica comporta un immediato aggiornamento della visualizzazione grafica nella relativa finestra. Per il paramento i dati da inserire sono i seguenti: 26

27 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno - Altezza del paramento (rispetto all attacco con la fondazione di valle) espresso in [L1]; - Spessore del muro in testa espresso in [L1]; - Altezza libera del paramento (rappresenta la parte del paramento a valle non interrata ed è misurata rispetto alla sommità del muro, espresso in [L1]. Per paramento a valle completamente libero essa coincide con l altezza del paramento); - Inclinazione esterna (sempre positiva), espresso in gradi; - Inclinazione interna (positiva per paramento inclinato verso monte), espresso in gradi; - Lunghezza del muro (viene utilizzata per il calcolo della palificata, dei tiranti, dei contrafforti e per il computo dei volumi), espresso in [L1]; - Spessore rivestimento rappresenta l eventuale spessore di rivestimento applicato sul paramento del muro nella posizione di valle, espresso in [L1]; - Peso specifico rivestimento rappresenta il peso specifico del materiale utilizzato come rivestimento, espresso in [F1/L1 3 ]; - Vincolo in testa è possibile inserire un vincolo alla traslazione orizzontale in testa al paramento. Questa opzione non è consentita solo nel caso vengono utilizzati tiranti di ancoraggio. Automaticamente il programma calcola e visualizza la larghezza della base inferiore del muro espressa in metri. Allo stesso modo viene ricalcolata la larghezza totale della fondazione. CONVENZIONI Le inclinazioni del paramento, rispetto alla verticale, si intendono positive se tendono ad allargare la base del muro. In questo modo l inclinazione esterna sarà positiva se di verso orario mentre l inclinazione interna è positiva se di verso antiorario. CONTROLLI ESEGUITI DAL PROGRAMMA L altezza del paramento libero del muro non può essere inferiore a metà del valore indicato per l altezza del paramento e non può risultare superiore ad essa. Lo spessore del muro non può essere decrescente verso il basso. Non possono quindi assegnarsi alle inclinazioni, esterna ed interna, valori che non rispettano tale limitazione. In presenza di muro con tiranti la variazione dell altezza del paramento, in misura tale che una o più file di tiranti risultino esterne al paramento stesso, porta all automatica cancellazione delle file di tiranti in questione. In presenza di muro con contrafforti la variazione dell altezza del paramento porta all automatico aggiornamento dell altezza dei contrafforti stessi. La variazione della lunghezza del muro, quando sono presenti elementi quali tiranti, pali o contrafforti, porta all automatico aggiornamento del numero di elementi presenti. 27

28 Aztec Informatica Se si modificano dati che portano alla diminuzione della larghezza totale della fondazione e sono presenti pali, vengono automaticamente eliminate le file che dovessero risultare esterne alla base di fondazione. Per la fondazione i dati da inserire sono i seguenti: - Lunghezza mensola di valle (nel caso di fondazione inclinata va inserita la proiezione sull orizzontale) espressa in [L1]; - Lunghezza della mensola di monte (nel caso di fondazione inclinata va inserita la proiezione sull orizzontale) espressa in [L1]; - Altezza fondazione di valle esterna (in corrispondenza dello spigolo più a valle della fondazione) espressa in [L1]; - Altezza fondazione di valle interna (in corrispondenza dell attacco della fondazione con il paramento del muro) espressa in [L1]; - Altezza fondazione di monte interna (in corrispondenza dell attacco della fondazione con il paramento del muro) espressa in [L1]; - Altezza fondazione di monte esterna (in corrispondenza dello spigolo più a monte della fondazione) espressa in [L1]; - Spessore magrone espresso in [L1]; - Inclinazione base della fondazione (rispetto all orizzontale) [GRADI] - Inclinazione terreno a valle del muro (rispetto all orizzontale) [GRADI] - Sperone di fondazione Posizione [ASSENTE, MONTE, CENTRALE, VALLE]; Altezza sperone espressa in [L1]; Spessore sperone espressa in [L1]. Automaticamente il programma calcola e visualizza la lunghezza totale della fondazione espressa in [L1]. CONVENZIONI L inclinazione della fondazione è da intendersi positiva se di verso orario, cioè nel verso di offrire maggiore opposizione all eventuale scorrimento del muro. CONTROLLI ESEGUITI DAL PROGRAMMA Se vengono variate le lunghezze delle mensole di monte e di valle in misura tale da ridurre la lunghezza totale della fondazione, e sono presenti pali, automaticamente verranno eliminate le file di pali che risultassero esterne alla base di fondazione stessa. 28

29 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno L inserimento dello sperone di fondazione è automaticamente escluso se sono presenti pali di fondazione; così come è automaticamente disattivato il campo relativo all inclinazione della base della fondazione. Viceversa, se si è inserito un valore per l inclinazione della base di fondazione oppure si è inserito lo sperone, automaticamente viene disattivato il pulsante di inserimento dei pali presente sulla barra delle opzioni. 5.6 Profilo terreno Il programma MAX consente l inserimento di una qualsivoglia geometria del profilo del terreno a monte del muro. Inoltre, su tutto il del profilo si possono inserirei carichi (ripartiti e/o concentrati). In figura è riportato il sistema di riferimento che viene utilizzato per la descrizione del profilo del terreno: l origine del sistema è posta in testa al muro (spigolo a contatto con il terreno), l ascissa X è positiva verso monte e l ordinata Y è positiva verso l alto. I dati da inserire in tabella sono: - X, ascissa del punto rispetto alla sommità del muro, positiva verso monte, espressa in [L1]. - Y, ordinata del punto rispetto alla sommità del muro, positiva verso l alto, espressa in [L1]. - A, angolo di inclinazione del tratto, espressa in gradi, tra parentesi in percentuale. E calcolata in automatico e rappresenta l inclinazione tra il punto corrente e il punto precedente. La prima colonna riporta il numero del vertice del profilo topografico del terreno a monte del muro. Cliccando sui pulsanti [Aggiungi] e [Inserisci] viene aggiunta una riga all elenco di punti definiti. Per eliminare un vertice esistente occorre evidenziare la corrispondente riga e premere il pulsante [Elimina]. CONTROLLI ESEGUITI DAL PROGRAMMA Le ascisse dei punti del profilo devono essere sempre crescenti. Il primo punto del profilo deve avere ascissa maggiore di zero. Il programma gestisce automaticamente il punto 0 coincidente con lo spigolo a monte della testa del muro. 29

30 Aztec Informatica 5.7 Descrizione terreno Tramite la finestra in figura vengono immessi e riportati i dati caratteristici dei tipi di terreno definiti. Per l aggiunta di nuovi terreni, la modifica di quelli esistenti, o l eliminazione di uno esistente si agisce sui pulsanti individuati dalle apposite diciture. Ai terreni presenti è possibile assegnare una fillatura. I dati riportati in tabella sono: N, Numero d ordine dei terreni che si definiscono Descrizione, descrizione sommaria del terreno a monte del muro, non correlata con i dati che vengono immessi. Ps, peso dell unità di volume naturale del terreno, espresso in [F1/L1 3 ]; Psw, peso dell unità di volume in condizioni sature del terreno, espresso in [F1/L1 3 ]; phi, angolo di attrito del terreno (parametro di resistenza), espresso in gradi; D, angolo di attrito terreno-muro, espresso in gradi; c, coesione del terreno (parametro di resistenza), espresso in [P1]; ca, adesione terreno-muro, espresso in [P1]; Tramite i pulsanti presenti nella parte in basso è possibile aggiungere, eliminare, e modificare i tipi di terreno. L inserimento e la modifica dei dati visualizzati avviene attraverso la finestra Terreno n di seguito descritta. Non inserendo la stratigrafia, il primo terreno presente nella tabella caratterizza lo strato a monte del muro, il secondo lo strato in fondazione. 30

31 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno Finestra Caratteristiche terreno In questa finestra bisogna inserire le caratteristiche del terreno selezionato. Nella finestra si definiscono i parametri geotecnici che caratterizzano il terreno. Il pulsante [C] che compare a fianco del campo relativo all angolo d attrito terramuro consente di calcolare in automatico il valore pari a 2/3 dell angolo d attrito. Il campo Tensione ammissibile [P1] è presente se è attivata l opzione portanza fondazione nota. Ad ogni terreno si può attribuire un colore ed una fillatura che saranno riportate in grafica. Nel caso si stia utilizzando le Norme del 2008 (DM 14 Gennaio 2008) in presenza di pali di fondazione sono richiesti anche i parametri minimi e medi del terreno. CONTROLLI ESEGUITI DAL PROGRAMMA La coesione, c, riduce notevolmente il valore della spinta agente sul muro. Infatti l altezza di autosostentamento di una scarpata verticale è data dalla relazione: h c = γ 2c K a Se si considera un terreno avente le seguenti caratteristiche: Coesione c=0,1 Kg/cm 2 = 1000 Kg/m 2 Peso di volume γ=1800 Kg/m 3 Angolo di attrito ϕ=30 Coefficiente di spinta attiva K a =0.333 Otteniamo un valore per h c pari a 2000/(1800 0,577) = 1,92 m Ciò significa che il terreno non genera nessuna spinta per uno spessore pari a 1,92 m (a partire dal piano campagna). Trattandosi di una legge lineare con la coesione, se impostiamo un valore per la coesione pari a 0,2 Kg/cm 2 abbiamo h c =1,92 2 = 3,84 metri Pertanto se il nostro muro è alto 3 metri su di esso non agirà nessuna spinta. 31

32 Aztec Informatica L angolo δ di attrito terra-muro è sempre un aliquota dell angolo di attrito del terreno costituente lo strato. Quindi l angolo di attrito terra-muro non potrà mai risultare superiore al valore dell angolo di attrito del terreno costituente lo strato. L adesione c a è sempre un aliquota della coesione. Quindi l adesione non potrà mai risultare superiore al valore della coesione del terreno costituente lo strato. Il peso di volume saturo deve essere maggiore del peso di volume naturale. 5.8 Definizione stratigrafia La griglia d input Stratigrafia è richiamata dalla voce Stratigrafia del menu Dati o dal pulsante acceleratore presente sulla barra dei comandi. La tabella consente di inserire la stratigrafia. Occorre definire: - N, numero d ordine dello strato, crescente verso il basso; - H, spessore dello strato per l ascissa x=0 m, espresso in [L1]; - a, angolo d inclinazione della superficie di separazione tra due strati, espresso in gradi; - Terreno, tipo di terreno da assegnare allo strato corrente. Viene scelto tra i terreni definiti in precedenza; - Ks, coefficiente di spinta laterale del terreno. Va definito quando si utilizzano i pali di fondazione; - Kw, costante di Winkler. La cella di inserimento si attiva consentendo l inserimento del valore solo se si imposta costante di Winkler nota e sono presenti pali di fondazione; - Riempimento, è consentita la definizione di un materiale di riempimento sopra la mensola di fondazione di monte che può essere considerato drenante o non drenante. Ciò si riflette nel considerare o meno la spinta idrostatica sul paramento interno del muro. SCHEMA STRATIGRAFIA 32

33 MAX 10.0 Analisi e Calcolo Muri di Sostegno OSSERVAZIONI Il coefficiente di spinta terreno-pali è il fattore che serve per trasformare la pressione verticale ad una certa profondità in pressione orizzontale. Tale fattore influisce sulla portanza per attrito laterale dei pali. Indicando con γ il peso di volume del terreno, ad una profondità z si ha una pressione verticale pari a: σ v = γ z La pressione orizzontale agente sulla superficie laterale del palo sarà quindi (con k abbiamo indicato il coefficiente di spinta) σ h = k σ v = k γ z Per maggiori dettagli sul valore del coefficiente di spinta fare riferimento al capitolo relativo al calcolo dei pali. 5.9 Dati falda Se nella barra delle opzioni è stata attivata l opzione Falda è possibile inserire i dati relativi alla falda. Vediamo in dettaglio i dati da inserire: Il check Falda a monte del muro comunica al programma la presenza della falda a tergo del muro. Attiva la presenza di falda a monte del muro (falda spingente sul muro). Se si attiva questa opzione occorre impostare la quota della falda, espressa in [L1], rispetto al piano di posa della fondazione nel campo di input a lato del pulsante. Tale valore deve essere positivo. La presenza di falda a monte produce una spinta orizzontale sul muro. 33

34 Aztec Informatica Il check Falda a valle del muro comunica al programma la presenza della falda a valle del muro. Attiva la presenza di falda a valle del muro (falda in fondazione). Se si attiva questa opzione occorre impostare la quota della falda, espressa in [L1], rispetto al piano di posa della fondazione nel campo di input a lato del pulsante. Il valore della quota può essere negativo o positivo. La falda in fondazione produce sul muro una sottospinta se il livello di falda è superiore al piano di posa della fondazione. Inoltre la falda a valle genera una spinta da valle se si attiva le relativa opzione nella tabella di opzioni di analisi. La presenza della falda influisce sulla stabilità globale Dati Materiali Questo comando consente di accedere alla finestra per l inserimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali impiegati per il muro e la fondazione; tale finestra assume caratteristiche diverse in funzione della tipologia di problema impostato; come mostrano, infatti, le figure, i dati da immettere sono quelli descritti, unitamente ai loro valori massimi e minimi, nelle tabelle sotto riportate. Se il muro non è fondato su pali i campi di input relativi ai materiali da utilizzare per i pali non saranno presenti. Se il muro non è tirantato i campi di input relativi ai materiali da utilizzare per i tiranti non saranno presenti. Le caratteristiche da definire per i materiali del muro (fondazione e paramento) sono: - Peso specifico del calcestruzzo, espresso in [F1 / L1 3 ]; - Resistenza caratteristica cubica del calcestruzzo, espresso in [P1]; - Tipo di acciaio utilizzato nel muro; - Coefficiente di omogeneizzazione calcestruzzo teso/compresso; - Coefficiente di omogeneizzazione acciaio/cls. Se sono presenti pali, i dati da inserire sono i seguenti: - Resistenza caratteristica cubica del calcestruzzo, espresso in [P1]; - Tipo di acciaio utilizzato per i pali. Se sono presenti tiranti i dati da inserire sono i seguenti: 34