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Ripartizione azioni su pali

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  • Data di creazione Febbraio 15, 2024
  • Ultimo aggiornamento Febbraio 15, 2024

Ripartizione azioni su pali

Programma che consente di calcolare la ripartizione delle azioni su un gruppo di pali in funzione della rigidezza assiale, tagliante e flessionale.

Il programma consente di definire la rigidezza da attribuire alla struttura di fondazione, così da considerarla come vincolo deformabile, invece che rigido, che può determinare significative modifiche sia in termini di sollecitazioni (strutture iperstatiche), che per le verifiche della compatibilità delle deformazioni. Inoltre, vengono considerati gli “effetti di gruppo” della palificata, che ogni palo ha sull’altro.

L’applicazione opera in ipotesi di comportamento elastico, quindi non sono simulati i comportamenti non lineari che si manifestano nei pali a livelli tensionali più elevati. Pertanto i risultati possono essere affidabili solo se si è sufficientemente lontani dal carico limite.

Si suddivide in tre sezioni di calcolo: Azioni Normali, Azioni Orizzontali e Flessionali e Ripartizione Pali.

Azioni Normali

azioni normali
Figura 1 – Schematizzazione Azioni Normali sul singolo palo

La prima sezione, denominata “Azioni Normali”, permette di calcolare la rigidezza del palo singolo sottoposto ad azione assiale. I dati di input da inserire sono:

Spessore degli strati in m (coincide con la lunghezza del palo);

Modulo di deformazione trasversale Gsup alla sommità dello strato in kN/m2;

Modulo di deformazione trasversale Ginf alla quota inferiore in kN/m2;

Modulo di deformazione trasversale Gbase alla base (per pali che lavoarano di punta) in kN/m2;

Coefficiente di Poisson ν;

Diametro del palo D in m;

Modulo Elastico del calcestruzzo Ecls in Mpa.

La lunghezza del palo L, espressa in m, verrà ricavata dalla somma degli spessori degli strati. Gbase viene considerato nell’algoritmo solo per lo strato più profondo. I valori dei moduli elastici devono essere secanti corrispondenti ai livelli di sollecitazione attesi e vengono proposte le classi più utilizzate:

C20/25;

C25/30;

C28/35;

C40/50.

 Il valore del modulo elastico proposto deriva dalla relazione (1):

formula ecls(1)

Dove:

formula fcm

L’utente può ugualmente inserire un valore di modulo elastico se le opzioni proposte non sono inerenti al proprio caso in esame.

I risultati in output saranno:

1 - Momento di inerzia del palo Jpalo, espresso in m^4, ricavato dalla relazione (2):

formula mom inerzia palo(2)

2 - Raggio d’influenza o di estinzione rm, espresso in m, attraverso la formula (3):

formula rm(3)

Dove:

  • formula ro;
  • formula epsin cui GL e Gb sono rispettivamente Ginf e Gbase dell’i-esimo strato;
  • Per terreni stratificati formula gpari alla media tra Ginf e Gbase dell’i-esimo strato;

3 - Rigidezza sotto azioni normali espressa in kN/m

Azioni Orizzontali e Flessionali

schema orizzontali.

Figura 2 – Schematizzazione Azioni orizzontali e Flessionali sul singolo palo

Nella seconda sezione di calcolo, denominata “Azioni Orizzontali e Flessionali”, è possibile determinare la rigidezza del palo sottoposto ad azioni tagliante e flessionale trattando il palo come una trave su letto di molle ed imponendo momenti unitari in testa. Per quanto riguarda i dati di input, lo schema è analogo a quello descritto in precedenza nelle Azioni Normali.

Il calcolo delle rigidezze per azioni laterali riporta valori per palo singolo, ma l’applicazione li calcola anche per coefficienti di reazione del terreno ridotti, necessari per tener conto dell’interazione tra i pali:

formula aij(4)

Dove Pb/Pt è la frazione del carico totale assorbito alla base.

È necessario inoltre immettere un valore del passo di discretizzazione degli elementi Dimelem, con cui viene discretizzato l'elemento strutturale.

Ripartizione Pali

rip pali

Figura 3 – Schematizzazione disposizione pali e convenzione segni

Nella terza, e ultima, sezione di calcolo denominata “Ripartizione Pali”, si definisce la geometria della palificata. In particolare, la disposizione avviene inserendo le coordinate planimetriche x e y, espresse in metri dei pali, fino ad un massimo di 30. Per stabilire il numero di pali che devono essere considerati nel calcolo, basta selezionarlo dal menu a tendina.

Inoltre, è possibile stabilire il numero di condizioni di carico, come per i pali, attraverso il menu a tendina. Per inserire i valori dei carichi è disponibile l’apposita tabella. Le rigidezze calcolate con le analisi di sforzo normale, taglio e flessione vengono riportate in quest’ultima e non sono modificabili.

Altro dato di input è il punto di applicazione della risultante dei carichi (Azioni): si può scegliere di riferire le azioni al baricentro della palificata o impostando determinate coordinate.

A calcolo eseguito, saranno disponibili, sotto forma di tabella, le sollecitazioni su tutti i pali nelle varie condizioni di carico. Inoltre, vengono riportati i valori più significativi corrispondenti a:

Sforzo normale massimo e minimo;

Momento massimo;

Taglio massimo.

I valori di M e T sono le somme vettoriali delle componenti lungo x e y e sono sempre positive. Per ogni palo sono calcolate anche le componenti di spostamento u, v, w lungo le tre direzioni x, y e z.

In funzione della posizione dei pali viene generata la disposizione planimetrica, è possibile salvare i dati di input sotto forma di file di testo e caricarli in un secondo momento. Infine, viene generata una relazione di calcolo completa con i dati utilizzati, i rispettivi risultati di calcolo e cenni teorici.

Categoria: seleziona, geotecnica
Autore: Geostru
Contatta l'autore:info@geostru.eu