Ediplin 3

Il foglio si apre scegliendo la voce di menù Dati|Combinazioni:Coefficienti parziali sulle resistenze.

Per estendere l'uso del programma in differenti contesti normativi, la definizione e la gestione degli stati limite di verifica è stata generalizzata e resa più efficiente, con la predisposizione di due tabelle di definizione: la prima riguardante i fattori di combinazione delle azioni (presentata nel paragrafo precedente), la seconda relativa ai fattori di sicurezza da assumere sui materiali e per l'attivazione delle verifiche, discussa in questo paragrafo. In entrambi i fogli il numero degli stati limite da considerare per le verifiche e l'impostazione iniziale degli stessi (combinazioni di carico, fattori sulle resistenze e tipo delle verifiche attivate) dipendono dalla scelta del sistema normativo e dalla presenza o meno dell'azione sismica, come indicato nei prospetti riportati al paragrafo precedente.

Nel foglio si definiscono i fattori riduttivi per ottenere le resistenze di calcolo dei materiali, le opzioni di attivazione delle verifiche e i relativi valori limite, in corrispondenza di ogni combinazione di carico.

I dati richiesti sono:

ac, gc        coefficienti  α e γ che definiscono il valore di calcolo per il calcestruzzo,

as, gs        coefficienti  α e γ che definiscono il valore di calcolo per il ferro,

vrf        casella di attivazione per verifiche di resistenza a flessione/presso-flessione,

vrt        casella di attivazione per verifiche di resistenza a taglio/punzonamento,

vtf        casella di attivazione per verifiche tensionali a flessione/presso-flessione,

vtt        casella di attivazione per verifiche tensionali a taglio/punzonamento,

vfa        casella di attivazione per verifiche di fessurazione di apertura fessure,

vff        casella di attivazione per verifiche di fessurazione di formazione fessure,

vfd        casella di attivazione per verifiche di fessurazione di decompressione,

vtg        casella di attivazione per verifiche di portanza sul terreno di fondazione,

vwg        casella di attivazione per verifiche di cedimento sul terreno di fondazione,

vsg        casella di attivazione per verifiche di scorrimento sul terreno di fondazione,

wfs        valore massimo ammesso per l'apertura delle fessure        (richiesto se è attivata la verifica di apertura fessure),

wgx        valore massimo ammesso per il cedimento in fondazione        (richiesto se è attivata la verifica dei cedimenti).

Nota sulle normative non più in vigore

Si rammenta che sul territorio italiano la normativa tecnica in vigore è la Ntc18 ed è a questa che bisogna fare riferimento per la progettazione di nuove strutture. Avere a disposizione normative non più in vigore può comunque dimostrarsi utile in caso di edificio esistente. Ad esempio, una normativa passata può essere utilizzata per effettuare perizie di verifica secondo le disposizioni dell'epoca. Nel caso di interventi di adeguamento o di rinforzo sismico, può ancora essere utilmente sfruttata per valutare una armatura presunta, eventualmente da rielaborare in base agli esecutivi dell’epoca, se disponibili, per poi eseguire l’analisi sotto carichi variati o l’analisi pushover.

Fattori riduttivi per le resistenze di calcolo dei materiali

Per ogni stato limite di verifica vengono richiesti i coefficienti α e γ, rispettivamente a moltiplicare e a dividere, che intervengono nell'espressione generale della resistenza di calcolo in funzione del valore caratteristico:

In particolare, sono richiesti i fattori per:

αc e γc                 per la resistenza di calcolo a compressione del calcestruzzo:        colonne ac e gc,

αs e γs                 per la resistenza di calcolo a trazione dell'acciaio:                        colonne as e gs.

Nel caso si applichi il sistema normativo alle tensioni ammissibili Ntc96+TA le resistenze di calcolo sono ottenute con le espressioni previste da questo sistema normativo (p. 3.1.4, 3.1.5, 3.1.6, 3.1.7 del D.M. 14/02/92). I coefficienti αc, γc, αs e γs agiscono come fattori aggiuntivi sul valore di calcolo così calcolato, ma sono inizializzati al valore unitario in maniera da risultare ininfluenti. L'utente può però modificarli di propria iniziativa, in questo caso avranno effetto sul valore ammissibile della resistenza.

Attivazione delle verifiche e i relativi valori limite

Per ogni stato limite è possibile attivare o disattivare una particolare verifica cliccando nella corrispondente casella, come indicato precedentemente.

Il programma, in funzione del contesto normativo selezionato e di altri parametri ambientali propone una configurazione predefinita che rispecchia le disposizioni regolamentari richieste. Per esigenze particolari, l'utente può però imporre scelte autonome selezionando direttamente le opzioni desiderate.

Verifiche di resistenza ultima

Le verifiche di resistenza ultime sono condotte nei riguardi della flessione (per il corpo del plinto), della presso e tensoflessione (per i pali), del taglio e della torsione.

Per attivare le verifiche di resistenza ultima selezionare le caselle vrf ( pressoflessione) e vrt (a taglio) .

Verifiche alle punte tensionali

Le verifiche alle punte tensionali sono condotte nei riguardi della flessione (per il corpo del plinto e platee), della presso e tensoflessione (per i pali), del taglio e della torsione.

Nella verifica a taglio si tiene conto della presenza contemporanea della componente torsionale, se presente.

Per attivare le verifiche tensionali selezionare le caselle vtf ( pressoflessione) e vtt (a taglio) .

Verifiche di fessurazione

Le verifiche a fessurazione sono distinte in:

• verifiche di apertura fessure                per attivarle selezionare la casella vfa,
• verifica di formazione fessure                per attivarle selezionare la casella vff,
• verifica a decompressione                per attivarle selezionare la casella vfd.

da attivare secondo le indicazioni della norma adottata in funzione dell'aggressività ambientale e della sensibilità delle armature alla corrosione.

Verifiche della portanza del terreno di fondazione

Se per una combinazione di verifica è attivata la verifica di portanza del terreno di fondazione (colonna vtg) il programma esegue le seguenti verifiche:

Nel caso di plinto superficiale la verifica della portanza verticale del terreno è eseguita mediante il controllo puntuale delle tensioni sul terreno.

Nel caso di plinto su pali la verifica della portanza si articola nella verifica della portanza verticale e della portanza orizzontale dei pali.

In queste fasi di calcolo, si terranno in conto le preferenze espresse sui metodi di verifica, i valori dei parametri geotecnici e i coefficienti parziali di sicurezza assegnati.

Per attivare le verifiche di portanza selezionare la casella vtg.

Verifica della capacità portante del terreno secondo Ntc18/Ntc08

Nel caso di sistema normativo Ntc18/Ntc08, la verifica della capacità portante del terreno è eseguita per gli stati limite ultimi (SLU), seguendo l’Approccio 2, convenzionalmente indicato nella normativa con la sigla A1+M1+R3 [p. 6.4.2.1], in cui A1 rappresenta i coefficienti di combinazione delle azioni (pari a quelli considerati nel progetto strutturale), M1 i coefficienti di sicurezza sui parametri geotecnici (assunti col valore unitario) ed R3 il coefficiente parziale di sicurezza sulla capacità portante (per il quale si indica il valore 2.3).

Verifica della capacità portante del terreno secondo Ntc96

Nel caso sia applicato il sistema normativo Ntc96, la verifica della capacità portante del terreno è eseguita per una combinazione di carico a coefficienti unitari [punto B.10], considerando i fattori di sicurezza previsti in questo caso. .

Verifiche dei cedimenti e delle distorsioni in fondazione

La normativa dispone che per gli stati limite di esercizio vengano valutati i cedimenti e le distorsioni angolari in fondazione dovuti all'assestamento del terreno per effetto dei carichi trasmessi dalle fondazioni. I valori delle deformazioni così valutate devono risultare compatibili con la fruibilità dell'opera e con la sicurezza strutturale.

Il calcolo è eseguito secondo il metodo selezionato, di cui abbiamo già discusso nella presentazione dei parametri geotecnici del foglio Dati generali.

Per attivare le verifiche dei cedimenti selezionare la casella vwg.

Verifiche dello scorrimento sul piano di fondazione

Le attuali normative dipongono che per le fondazioni superficiali vengano presi in considerazione i meccanismi di collasso per scorrimento sul piano di posa per gli stati limiti ultimi (Slu di tipo geotecnico GEO). La verifica viene effettuata secondo la combinazione di fattori parziali indicata simbolicamente come A1+M1+R3 prevista dall'Approccio 2, in cui R3 è il fattore di sicurezza sulla resistenza globale.

Lo scorrimento di una fondazione rispetto al terreno di posa avviene nel momento in cui le componenti delle forze parallele al piano di contatto tra fondazione e terreno prevalgono sulle forze resistenti che si oppongono a tale spostamento. Nel caso di fondazione superficiale tali forze sono dovute all'attrito e all'adesione agente sull'interfaccia terreno-fondazione e, qualora fosse presente, alla spinta passiva laterale. Per il plinto su pali, le forze resistenti sono essenzialmente quelle offerte dai pali, in virtù delle capacità resistenti strutturali (a taglio e a pressoflessione) e delle capacità resistenti di tipo geotecnico offerte dal terreno.

La verifica può essere posta nella seguente forma:

Fa < Frlim/fs

in cui:

Fa:        Forza agente orizzontale sul piano di posa, che induce lo scorrimento.

Frlim:        Forza resistente orizzontale limite del terreno, che si oppone allo scorrimento.

fs:        Fattore di sicurezza sulla resistenza globale (R3).

La forza agente orizzontale Fa può ottenersi dalla seguente espressione:

Fa = Khk W =  βs as W

in cui:

W:        Peso totale dell'edificio

Khk:        Coefficiente sismico orizzontale (accelerazione massima attesa al suolo)

       definito come                Khk = βs  as        [g]

βs:        Coefficiente riduttivo dell'accelerazione orizzontale attesa per il sito (tabellato per categoria e accelerazione al suolo)
       variabile fra 0.20 e 0.30 (vedi p. 7.11.3.5.2, tab 7.11.1 Ntc18/Ntc08).

as:        Accelerazione massima attesa al sito [g], definita come: as = Ss St ag

Ss St:        Fattori di amplificazione stratigrafico e topografico

ag        Accelerazione al suolo di riferimento su roccia (Cat.A)

L'accelerazione ag si intende comprensiva dell'effetto di amplificazione stratigrafica e topografica.

Considerato che le fondazioni sono tutte collegate in maniera efficace, la verifica viene eseguita in termini globali, considerando le azioni gravanti sull'intera area fondale.

Nel caso di plinto superficiale la forza resistente orizzontale Fr può ottenersi considerando i contributi di attrito e coesione offerti dal terreno, secondo la seguente espressione:

Fr = W tan δ + ca Afnd

in cui:

W:        Peso totale dell'edificio

δ        Angolo di attrito tra fondazione e terreno

ca        Adesione tra fondazione e terreno

Afnd        Area di impronta della fondazione

I valori dell'angolo di attrito δ e l'adesione ca dipendono da aspetti locali, come ad esempio la scabrezza della suola di fondazione e indicazioni al riguardo possono essere reperite nei manuali di geotecnica. Possiamo dire in generale che per fondazioni scabre il valore di δ è molto prossimo al valore dell'angolo di attrito del terreno (δ ≈ 0.9 ϕ) e il valore di ca può essere ottenuto come frazione della coesione (ca ≈ 0.6 c).

Nel caso di plinto su pali la forza resistente orizzontale Fr può ottenersi sommando i contributi di resistenza dei pali, limitata dalla capacità resistente a taglio alla testa del palo e dalla capacità portante orizzontale dello stesso, valutata secondo la teoria di Broms e tenendo conto delle capacità al limite plastico del terreno e della resistenza strutturale pressoflessionale.

Per attivare le verifiche dello scorrimento in fondazione selezionare la casella vsg.