Validazione del codice di calcolo

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1 Valdazone ode d alolo software OADCAP Valdazone del ode d alolo Informatva sull affdabltà de od d alolo D.M pararafo.. e fas d proettazone e svluppo de software GeoStru sono sottopost al ontrollo estone d ualtà azendale ISO (Internatonal Oranzaton for Standardzaton) 9: ertfato da CVI ITAIA srl - Certfato nr Sono stat fornt del emp d alolo, n alleato a uesto doumento, al fne d verfare la valdtà delle proedure d alolo ed effettuare le proedure d ontrollo on altr strument d alolo. I software GeoStru sono dotat d sstem d ontrollo de dat d nput e d output molto sofstat ual sono n rado d rlevare error rav tal da non onntre le orrette elaborazon. ano 5/9/ GeoStru Software Web: Emal: [email protected] Skype Nk: eostrusupportt-en-spa

2 Valdazone ode d alolo software OADCAP OADCAP Versone:.8 Rev. 48 Premessa... 3 Indvduazone de amp d mpeo del proramma Desrzon delle bas teorhe e spermentazone del proramma Caro lmte Metodo d Terzah Metodo d Meyerhof Metodo d Hann Metodo d Ves... 9 Empo 4.7 Fondazon (Joph E. owles) [FIE: EX4.7owles.fon].... Cedment elast... Empo 5.6 Fondazon (Joph E. owles) [FIE: EX5.6 - owles]....3 Cedment edometr Cedment ondar... 4 Empo 5.7 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera) [FIE: EX5.7 - anellottacalavera.fon] Cedment d Shmertmann... 5 Empo 5.9 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera) [FIE: EX5.9 - anellottacalavera.fon] Cedment d urland e urbde... 7 Empo 5.8 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera)[FIE: EX5.8 - anellottacalavera.fon]... 8 Conluson... 9

3 Valdazone ode d alolo software OADCAP Premessa Alla lue d uanto presrtto dalla norma D.M. 4 ennao 8, al punto., l prente report d valdazone vuole dmostrare la affdabltà del proramma. a norma sopra tata rhede espltamente he sano dsuss uent punt: Indvduazone de amp d mpeo del proramma; Desrzone delle bas teorhe; 3 Spermentazone del proramma attraverso l auslo d as d prova ompletamente rsolt e ommentat. Indvduazone de amp d mpeo del proramma. Il proramma eue l alolo del aro lmte delle fondazon su terren solt ondo Terzah, Meyerhof, Hann, Ves, rh Hann e d fondazon su roa on metod d Terzah e Zenkewz. Il proramma eue altresì l alolo de edment elast (Tmoshenko e Gooder), d Shmertmann, urland e urbde ed edometr on l loro deorso nel tempo. Per on metodo d alolo l proramma permette d eure l anals n ondzon drenate e non drenate (fondazon su terren solt). Per l'anals n ondzon ssmhe sono proposte le orrezon ssmhe nerzal e vene euta la verfa a luefazone, ondo le drettve dell Euroode e della normatva talana. Desrzon delle bas teorhe e spermentazone del proramma.. Caro lmte. Prma d proedere on la desrzone de var appro per l alolo del aro lmte, è bene sottolneare he allo stato attuale non è alun metodo he permette d determnare n modo molto preso l aro lmte d una fondazone, mentre var sono metod he permettono d stmare n modo approssmato, ma ualtatvamente orretto, l aro lmte. I metod utlzzat nel proramma sono uell elenat al punto. Tutt metod desrtt nel uto s rfersono al uente shema eometro, he d volta n volta sarà modfato per allnears alle potes de var autor: 3

4 Valdazone ode d alolo software OADCAP V R H (+) D (+) Fura : shema per l alolo del aro lmte.. Metodo d Terzah a formula d Terzah (proposta nel 943) assume le uent potes: - Fondazone nastrforme, n modo he s possa parlare d problema pano nelle deformazon; - Caro applato alla fondazone barentro e entrato; - Pano d posa della fondazone e pano ampana ompletamente orzzontal; - Ipotes sulla forma della superfe d sorrmento (superfe d rottura a sprale sotto la fondazone). o shema eometro u fare rfermento per la soluzone d Terzah è l uente: D Fura :shema assunto nella soluzone d Terzah a struttura della formula d Terzah è la uente: N s + N + N s Dove var oeffent he ompaono assumono uent valor: a e (.75π φ / ) tan( φ ) N a os(45 + φ / ) N ( N ) ot( φ) k p tan( φ) N os ( φ) 4

5 Valdazone ode d alolo software OADCAP I fattor s sono de oeffent he tenono onto della forma della fondazone e valono: Fattore Fond. Nastrforme Fond. Crolare Fond. Quadrate S..3.3 S Metodo d Meyerhof a formula proposta da Meyerhof non è molto dversa dalla formula d Terzah. e sostanzal dfferenze stanno nel fatto he Meyerhof ntrodus un fattore d forma s nel termne he tene onto della profondtà N. Inoltre el ntrodus de fattor d profondtà (d), e d pendenza () per l aso n u l aro trasmesso dalla fondazone è nlnato sulla vertale. V R H D Fura 3:shema assunto nella soluzone d Meyerhof a forma enerale della formula d Meyerhof amba a onda he l aro sa onsderato perfettamente vertale o nlnato : N s N d d + N s d + N s + N d + N d Dove var oeffent assumono uent valor: Mentre: Fattor d forma: S: N e N N π tan( ϕ ) d tan (45 + φ / ) ( N ) ot( φ) ( N ) tan(.4φ ) [ aro [ aro vertale] nlnato] 5

6 Valdazone ode d alolo software OADCAP S S: Fattor d profondtà: s s s s s +. K p [ φ]; +. K p φ φ > ; d: dd: Fattor d nlnazone del aro: d d d +. d d +. K K φ p p D D [ ] φ φ > : : θ 9 [ φ] θ φ > φ φ..3 Metodo d Hann Il metodo d Hann è valdo nel aso pù enerale rapprentato shematamente nella fura () a struttura della formula utlzzata da Hann per alolare l aro lmte nel aso enerale è la uente: N sd b + N sd b + N s d 5.4s ( + s + d b ) + φ u b φ > Dove fattor N d apatà portante assumono uent valor: N e π tan( ϕ ) tan (45 + φ / ) [ ved Meyerfhof ] N ( N ) ot( φ) [ ved Meyerfhof ].5( N ) tan( φ) I fattor orrettv nvee assumono l uente valore: N 6

7 Valdazone ode d alolo software OADCAP Fattor d forma: S: S: S: Fattor d profondtà: d: d: d: s s s. φ N + φ > on fondazon non nastrform N per fondazon nastrform s d d + tan( φ) [ φ] s. 4 [ φ].4k φ +.4k φ > d + tan( φ)( sn( φ)) k [ ] d φ [ φ] Fattor d nlnazone del aro: : H.5.5 φ Af a φ > N : V.5H + A ot( φ) f a 5 [ φ] : 7

8 Valdazone ode d alolo software OADCAP 8 ) ot( 45) / (.7 ) ot( > + + η φ η η φ A V H A V H a f a f Fattor d nlnazone del terreno: : > φ β φ β : 5 5 )) tan( ( )).5 tan( ( β β Fattor d nlnazone del pano d fondazone: b: > φ η φ η b b b: )) tan( exp( φ η b b: )) tan(.7 exp( φ η b Nelle preedent formule smbol non spefat assumono l uente valore: ] [ tan rad D D k D D k > parallelo è H m m parallelo è H m m / / / /

9 Valdazone ode d alolo software OADCAP..4 Metodo d Ves e formule d Ves ondono pratamente on le formule d Hann non per delle pole modfhe applate ad un oeffente d apatà portante e ad alun oeffent d orrezone. Nel uto saranno elenate solo le modfhe rspetto al aso d Hann: Fattor d apatà portante: N ( N + ) tan( φ) φ > N sn( β ) φ Fattor d nlnazone del aro: : : mh A N f N a φ φ > : H.5 V A f + a ot( φ) m Fattor d nlnazone del terreno: : : H ot( ) V + A f a φ β φ 47 β φ > 47 m+ ( tan β ) Fattor d nlnazone del pano d fondazone: bb: b b ( η tan( φ)) 9

10 Valdazone ode d alolo software OADCAP Empo 4.7 Fondazon (Joph E. owles) [FIE: EX4.7owles.fon] S deve realzzare una fondazone uadrata su terreno noerente, soetta a aro vertale entrato. a eometra e dat del problema sono mostrat nella uente fura:.95 m. m.5 m 8. kn/m³ 35 Falda sat Fura 4: Dat dell'empo 4.7 Determnare la apatà portante della fondazone utlzzando la formula d Hann. I rsultat, n termn d aro lmte al netto del fattore d surezza, sono: Q Q Q lm lm lm kn 63, m² kn 69 m² Qlm %.75% Q lm

11 Valdazone ode d alolo software OADCAP. Cedment elast I edment d una fondazone rettanolare d dmenson x posta sulla superfe d un mspazo elasto s possono alolare n ba ad una euazone basata sulla teora dell'elasttà (Tmoshenko e Gooder (95)): ' μ E s dove: μ I + I μ Intenstà della pressone netta d ontatto ' Mnma dmensone dell'area reaente, E e m Parametr elast del terreno. I F I Coeffent d nfluenza dpendent da: '/', spessore dello strato H, oeffente d Posson m, profondtà del pano d posa D; I oeffent I e I s possono alolare utlzzando le euazon fornte da Stenbrenner (934) (V. owles), n funzone del rapporto '/' ed H/, utlzzando '/ e '/ per oeffent relatv al entro e ' e ' per oeffent relatv al bordo. Il oeffente d nfluenza IF derva dalle euazon d Fox (948), he tenono onto del fatto he l edmento s rdue on la profondtà n funzone del oeffente d Posson e del rapporto /. In modo da mplfare l'euazone de edment s ntrodue l oeffente IS: I S Il edmento dello strato d spessore H vale: μ I + I μ H ' μ Δ I I E S F S Per melo approssmare edment s suddvde la ba d appoo n modo he l punto s trov n orrspondenza d uno spolo esterno omune a pù rettanol. In prata s moltpla per un fattore par a 4 per l alolo de edment al entro e per un fattore par a per edment al bordo. Nel alolo de edment s onsdera una profondtà del bulbo delle tenson par a 5, l substrato rooso s trova ad una profondtà maore. A tal proposto vene onsderato substrato rooso lo strato he ha un valore d E par a volte dello strato soprastante. Il modulo elasto per terren stratfat vene alolato ome meda pesata de modul elast del strat nteressat dal edmento mmedato.

12 Valdazone ode d alolo software OADCAP Empo 5.6 Fondazon (Joph E. owles) [FIE: EX5.6 - owles] Stmare l edmento della fondazone a zattera rportata da Kay e Cavanaro per l edfo della Savns ank (Cassa d rsparmo utlzzando l proedmento dell autore). I dat sono uent: Q 34 kn / m² Fondazone rettanolare 33.5 m; 39.5 m Cedmento msurato ra 8 mm - Il suolo è osttuto, dalla superfe del terreno fno ad un substrato rooso d arenara olloato a profondtà d 4 m, da arlla stratfata on un unto d sabba. - Il pano d posa della fondazone ae a 3 m sotto la superfe. - Il modulo elasto Es del terreno vale 4.5 MPa da 3 a 6 m d profondtà, 6 MPa da 6 a 4 m d profondtà mentre uello dell arenara rsulta 5 MPa. Il rsultato n termn d edmento al entro della fondazone è l uente: 6.5mm 5.35mm % 6.96% ** a dfferenza rsontrata nel rsultato è ustfata dalla uente onsderazone: ** Il alolo de oeffent I, I e If è euto n manera analta dal proramma, mentre nel lbro d testo utlzzato per l onfronto l alolo de oeffent vene euto per nterpolazone su valor tabellar.

13 Valdazone ode d alolo software OADCAP.3 Cedment edometr Il alolo de edment on l approo edometro onnte d valutare un edmento d onsoldazone d tpo monodmensonale, prodotto dalle tenson ndotte da un aro applato n ondzon d espansone laterale mpedta. Pertanto la stma effettuata on uesto metodo va onsderata ome empra, puttosto he teora. Tuttava la mpltà d uso e la faltà d ontrollare l nfluenza de var parametr he ntervenono nel alolo, ne fanno un metodo molto dffuso. approo edometro nel alolo de edment passa esnzalmente attraverso due fas: - Calolo delle tenson vertal ndotte alle vare profondtà on l applazone della teora dell elasttà; - valutazone de parametr d ompressbltà attraverso la prova edometra. In rfermento a rsultat della prova edometra, l edmento è valutato ome: σ ' + Δσ lo v ΔΗ Η RR v σ ' v s tratta d un terreno sovraonsoldato (OCR>), ossa l nremento d tensone dovuto ' all applazone del aro non fa superare la pressone d preonsoldazone s p ( σ v + Δσ v <s p). ' Se nvee l terreno è normalonsoldato ( σ v s p) le deformazon avvenono nel tratto d ompressone e l edmento è valutato ome: σ ' + Δσ lo v ΔΗ Η CR v σ ' v dove: RR Rapporto d rompressone; CR Rapporto d ompressone; H spessore nzale dello strato; s v tensone vertale effae prma dell applazone del aro. Ds v nremento d tensone vertale dovuto all applazone del aro. 3

14 Valdazone ode d alolo software OADCAP In alternatva a parametr RR e CR s fa rfermento al modulo edometro M; n tal aso però oorre lere opportunamente l valore del modulo da utlzzare, tenendo onto dell ntervallo ' tensonale ( σ v + Δσ v ) snfatvo per l problema n esame. applazone orretta d uesto tpo d approo rhede: - a suddvsone del strat ompressbl n una re d pol strat d modesto spessore (<. m); - a stma del modulo edometro nell ambto d asuno strato; - Il alolo del edmento ome somma de ontrbut valutat per on polo strato n u è stato suddvso l bano ompressble. Molt usano le espresson sopra rportate per l alolo del edmento d onsoldazone tanto per le arlle uanto per le sabbe d ranulometra da fna a meda, perhé l modulo d elasttà mpeato è ravato drettamente da prove d onsoldazone. Tuttava, per terren a rana pù rossa le dmenson de provn edometr sono poo snfatve del omportamento lobale dello strato e, per le sabbe, rsulta preferble mpeare prove penetrometrhe stathe e dnamhe..3. Cedment ondar Il edmento ondaro è alolato faendo rfermento alla relazone: T ΔΗ s Η Cα lo T n u: H è l altezza dello strato n fa d onsoldazone; Ca è l oeffente d onsoldazone ondara ome pendenza nel tratto ondaro della urva edmento-loartmo tempo; T tempo n u s vuole l edmento ondaro; T tempo neessaro all esaurmento del proesso d onsoldazone prmara. 4

15 Valdazone ode d alolo software OADCAP Empo 5.7 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera) [FIE: EX5.7 - anellottacalavera.fon] S vuole determnare l edmento d una fondazone rolare flessble, posta a 3. m dal pano ampana, nell potes he essa trasmetta al terreno un aro untaro d 7 kpa. Il lvello della falda nello strato arlloso superore è a uota -.5 m, e nello strato d sabba nferore è a uota.m. 5m -.5 7kN/m² 3m. 4m Arlla OC 9 kn/m³ CR.77 RR.3 6m Arlla NC 8 kn/m³ CR.4 RR.4 Fura 5: Dat dell'empo 5.7 Il rsultato n termn d edmento mmedato è l uente: 7m 6.59m %.5%.4 Cedment d Shmertmann Un metodo alternatvo per l alolo de edment è uello proposto da Shmertmann (97) l uale ha orrelato la varazone del bulbo delle tenson alla deformazone. Shmertmann ha und proposto d onsderare un daramma delle deformazon d forma tranolare n u la profondtà alla uale s hanno deformazon snfatve è assunta par a 4, nel aso d fondazon nastrform, e par a per fondazon uadrate o rolar. Seondo tale approo l edmento s esprme attraverso la uente espressone: I Δz w C C Δ z E 5

16 Valdazone ode d alolo software OADCAP nella uale: Δ rapprenta l aro netto applato alla fondazone; Iz è un fattore d deformazone l u valore è nullo a profondtà d, per fondazone rolare o uadrata, e a profondtà 4, per fondazone nastrforme. Il valore massmo d Iz s verfa a una profondtà rspettvamente par a: / per fondazone rolare o uadrata per fondazon nastrform e vale I z max.5 Δ.5 +. ' σ v dove s v rapprenta la tensone vertale effae a profondtà / per fondazon uadrate o rolar, e a profondtà per fondazon nastrform. E rapprenta l modulo d deformabltà del terreno n orrspondenza dello strato -esmo onsderato nel alolo; Dz rapprenta lo spessore dello strato -esmo; C e C sono due oeffent orrettv. Il modulo E vene assunto par a.5 per fondazon rolar o uadrate e a 3.5 per fondazon nastrform. Ne as ntermed, s nterpola n funzone del valore d /. Il termne he ntervene nella determnazone d E rapprenta la resstenza alla punta fornta dalla prova CPT. e espresson de due oeffent C e C sono: σ ' C.5 v >.5 Δ he tene onto della profondtà del pano d posa. t C +. lo. he tene onto delle deformazon dfferte nel tempo per effetto ondaro. Nell'espressone t rapprenta l tempo, espresso n ann dopo l termne della ostruzone, n orrspondenza del uale s alola l edmento. 6

17 Valdazone ode d alolo software OADCAP Empo 5.9 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera) [FIE: EX5.9 - anellottacalavera.fon] Calolare l edmento della fondazone dell erzo 5.8(suessvo) nell potes he s dspona de rsultat d prove penetrometrhe stathe. I rsultat, n termn d edmento mmedato e d edmento dopo 3 ann è l uente:.6 mm.7 mm [Cedmento mmedato] %.44% 33.78mm 33.7 mm [Cedmento dopo 3 ann %.3%.5 Cedment d urland e urbde Qualora s dspona d dat ottenut da prove penetometrhe dnamhe per l alolo de edment è possble fare affdamento al metodo d urland e urbde (985), nel uale vene orrelato un nde d ompressbltà I al rsultato N della prova penetrometra dnama. 'espressone del edmento proposta da due autor è la uente: S fs fh f t '.7 ' '.7 [ σ I / 3 + ( σ ) I ] v nella uale: ' pressone effae lorda; s' vo tensone vertale effae alla uota d'mposta della fondazone; larhezza della fondazone; I nde d ompressbltà; fs, fh, ft fattor orrettv he tenono onto rspettvamente della forma, dello spessore dello strato ompressble e del tempo, per la omponente vsosa. 7 C v C

18 Valdazone ode d alolo software OADCAP 'nde d ompressbltà I è leato al valore medo N AV d N spt all'nterno d una profondtà snfatva z:.76 I C.4 N AV Per uanto ruarda valor d Nspt da utlzzare nel alolo del valore medo N AV va presato he valor vanno orrett, per sabbe on omponente lmosa sotto falda e N spt >5, ondo l'ndazone d Terzah e Pek (948) N (Nspt -5) dove N è l valore oretto da usare ne alol. Per depost haos o sabboso-haos l valore orretto è par a: N.5 Nspt e espresson de fattor orrettv fs, fh ed ft sono rpettvamente:.5 / fs / +.5 H H f H z z f t + R 3 + R lo Con t tempo n ann > 3; R3 ostante par a.3 per arh stat e.7 per arh dnam; R. nel aso d arh stat e.8 per arh dnam. t 3 Empo 5.8 Fondazon (Renato anellotta Josè Calavera)[FIE: EX5.8 - anellottacalavera.fon] Con rfermento alla uente fura alolare l edmento del plnto uadrato nell potes he l aro untaro trasmesso al terreno sa par a 5 kpa. 8

19 Valdazone ode d alolo software OADCAP 4m 5kN/m².5m 9 kn/m³ Nm olp/3 m Fura 6: Dat dell'empo 5.8 I rsultat, n termn d edmento mmedato e d edmento dopo 3 ann sono stat ottenut applando l metodo d urland e urbde: 5.87 mm mm %.4% [Cedmento mmedato] 3.8 mm mm [Cedmento dopo 3 ann] %.6% Conluson S evdenza da test effettuat l affdabltà del software n oetto. Il massmo sarto rsontrato ne rsultat (**) è attrbuble all mpeo d abah e tabelle ne test della bblorafa d rfermento e und onnesso all nterpretazone dell autore. 9