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Calcolo e verifica delle opere di sostegno

monolith product shotMonolith è il nuovo prodotto della Soft.lab per il calcolo delle opere di sostegno rigide.

Monolith è conforme alla normativa vigente di cui al D.M. 14/01/2008 (NTC 2008) e agli Eurocodici.

L'interfaccia semplice ed intuitiva consente di effettuare una veloce modellazione del tipo di opera di sostegno sulla base delle dimensioni e delle esigenze di funzionamento dell'opera, delle caratteristiche meccaniche dei terreni in sede e di riporto, dell'eventuale regime delle pressioni interstiziali, dell'interazione con gli eventuali manufatti circostanti e delle condizioni generali di stabilità del sito.

E' possibile simulare il comportamento di muri a gravità e muri in c.a. a mensola, fondati su pali e non, con dente di fondazione o fondazione inclinata.

Con la sua semplicità ed efficienza, l'interfaccia utente estremamente evoluta e intuitiva, Monolith rappresenta uno strumento unico, all'avanguardia e alla portata di tutti, permettendo al progettista di eseguire analisi veloci e accurate.

E', inoltre, possibile modellare il terreno a monte con profilo spezzato e/o con una successione di strati con diverse caratteristiche geotecniche e geometriche e/o con la presenza di un riempimento a valle dell'opera.

Inoltre è possibile considerare l'influenza di carichi uniformi, nastriformi, lineari e puntiformi su terrapieno, nonché di carichi lineari e puntiformi (forze e coppie) applicati direttamente sul muro. La spinta dovuta ai carichi uniformi viene valutata trasformando il carico in un altezza di terreno equivalente. Per i restanti carichi, le pressioni laterali vengono determinate attraverso la teoria di Boussinesq.

Monolith - inserimento e gestione dei carichiI carichi possono essere assegnati una o più condizioni di carico, ciascuna delle quali può essere associata alle diverse combinazioni di carico necessarie per affrontare tutte le verifiche richieste. Nella singola combinazione di carico può essere impostato lo spettro per la definizione dell'azione sismica (solo se sismica), una o più verifiche (strutturale, ribaltamento, scorrimento, carico limite, stabilità globale) da eseguire, nonché i coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno, i coefficienti parziali per le verifiche SLU e i coefficienti parziali per le azioni.

Monolith - esempio di diagramma dei carichi tridimensionaleLa possibilità di poter impostare qualsiasi valore dei suddetti coefficienti permette agevolmente di definire le combinazioni per le verifiche GEO, EQU e STR, secondo l'Approccio 1 o L'Approccio 2 (§6.5.3 del citato D.M. 14 Gennaio 2008). E' importante sottolineare che è possibile assegnare entrambi i coefficienti parziali per le azioni (favorevoli e sfavorevoli) alla singola condizione di carico associata ad una combinazione: sarà poi il software, attraverso una procedura automatizzata, ad assegnare i coefficienti giusti alle azioni che intervengono nell'ambito di una determinata verifica.


La semplicità e versatilità del gestore delle combinazioni di carico (scenario di calcolo) permette di affrontare in modo completo l'analisi dell'opera di sostegno attraverso la definizione di poche e semplici combinazioni di carico.
La determinazione della spinta delle terre viene effettuata sulla base della teoria di Coulomb, estesa analiticamente da Muller-Breslau ai casi più generali, e mediante l'approccio pseudo-statico proposto da Mononobe & Okabe in condizioni sismiche. Tali formulazioni sono state estese al caso generale di estradosso del terrapieno con superficie spezzata, di paramento interno con superficie non piana, di terreno composto da più strati anche coesivi ed in presenza di falda.

Monolith - scenario di calcolo Nel caso in cui i muri di sostegno non siano liberi di traslare o ruotare intorno al piede (es. presenza di pali) la pressione orizzontale può essere calcolata assumendo, come coefficiente di spinta, il coefficiente di spinta a riposo fornito dalla formula di Jaky (1944). In condizioni sismiche, la spinta può calcolarsi attraverso l'approccio di Mononobe & Okabe, utilizzando dei coefficienti sismici maggiori rispetto a quelli definiti per i muri liberi di traslare e ruotare intorno al piede.

Il progetto e la verifica strutturale del muro a mensola viene eseguito, in conformità di quanto previsto dalle Norme Tecniche vigenti, assumendo che il muro sia composto da tre elementi: mensola in elevazione o stelo, mensola interna o tacco e mensola esterna o punta ciascuno dei quali viene assimilato ad una mensola. Il software esegue automaticamente il calcolo delle sollecitazioni dovute sia alle azioni applicate direttamente sul muro, che alle spinte del terreno, ed esegue in calcolo dell'armatura e la generazione degli esecutivi di cantiere in funzione dei settaggi e parametri assegnati nei criteri di verifica e per il disegno delle armature.

Monolith - disegno delle armatureLa verifica della capacità portante della fondazione viene condotta controllando il valore del carico limite della fondazione sia sufficiente a contrastare la pressione media in fondazione. Il calcolo del carico limite del terreno viene eseguito con l'ausilio della formula di Terzaghi con i coefficienti di capacità portante, forniti dalle espressioni di Prandtl (1921), Reissner (1924) e Vasic (1975). Nel caso in cui non sussistano le ipotesi di base per la validità della formula di Terzaghi, si continua ad applicare tale formula moltiplicando i tre termini al secondo membro per altrettanti coefficienti correttivi definiti in letteratura (Viggiani 1999).
La verifica a ribaltamento viene condotta controllando che il momento stabilizzante calcolato rispetto alla punta della fondazione sia sufficiente a contrastare il momento ribaltante calcolato rispetto allo stesso punto. Lo stato limite di ribaltamento non prevede la mobilitazione della resistenza del terreno di fondazione e viene trattato come uno stato limite di equilibrio di corpo rigido (EQU), riconducendo tutte le azioni agenti sul muro di sostegno a una forza risultante applicata al piano di posa.
La verifica a scorrimento, viene condotta controllando che la resistenza di progetto, ovvero il valore della forza parallela al piano di posa (o di scorrimento) di muri di sostegno con fondazioni superficiali, sia sufficiente a contrastare l'azione di progetto data dalla componente della risultante delle forze in direzione parallela allo stesso piano.

Monolith - fondazione su paliE' possibile considerare o meno l'intero contributo o un'aliquota della resistenza passiva del terreno antistante il muro.
Nel caso di fondazioni inclinate o munite di dente, se si considera il contributo della resistenza passiva del terreno antistante il muro, la verifica a scorrimento viene eseguita con riferimento due possibili modi di rottura: per raggiungimento della resistenza passiva del terreno di valle, assumendo come piano di scorrimento il piano orizzontale passante per il piede del dente ovvero per scorrimento lungo un piano inclinato dal piede del dente fino alla punta del muro.
Dei due modi verrà considerato quello cui corrisponde il coefficiente di sicurezza minimo. Viceversa, se detto contributo non viene considerato, la verifica a scorrimento viene eseguita con riferimento secondo modo di rottura.

Monolith - diagnosticaNel caso di fondazione su pali, il calcolo delle resistenze unitarie, per la valutazione del carico limite verticale del singolo palo, viene eseguito mediante le formule statiche. La stima della resistenza limite laterale del singolo palo viene eseguita analizzando la statica del sistema palo-terreno con riferimento al caso di palo impedito di ruotare in testa, utilizzando la distribuzione della resistenza del terreno suggerita da Brinch - Hansen (1961), considerando tutti i possibili meccanismi di rottura (meccanismo di palo corto, meccanismo di palo intermedio e meccanismo di palo lungo). Per i terreni stratificati, la capacità portante, orizzontale e verticale, dei pali viene valutata per sommatoria dei contributi dovuti ai differenti strati.

La verifica di stabilità globale viene eseguita ricorrendo, nell'ambito dei metodi all'equilibrio limite, ai cosiddetti metodi delle strisce. E' possibile scegliere ai fini della verifica uno dei due più semplici e diffusi metodi ovvero Fellenius e Bishop, i quali assumono l'ipotesi comune di superficie di scorrimento circolare, sufficientemente verificata quando non vi siano condizioni stratigrafiche e geotecniche particolari.
Monolith - diagrammi di postprocessoLa determinazione del coefficiente di sicurezza viene effettuata attraverso una procedura iterativa fissando una griglia dei centri ed eseguendo, per ciascun centro, diverse analisi di stabilità. Nello specifico, per ogni centro vengono eseguite diverse analisi, variando il raggio del cerchio critico; il valore minimo del coefficiente di sicurezza fornito dalle analisi viene poi assunto come coefficiente di sicurezza minimo associato al centro comune dei cerchi considerati. Il risultato finale della procedura è un piano quotato a colori, con linee di livello che permette agevolmente di individuare il punto di minimo che corrisponde al centro del cerchio di crisi corrispondente alla situazione più gravosa.

Il calcolo delle spinte sull'opera di sostegno e tutte le verifiche settate nello scenario di calcolo, vengono eseguite in un solo click. La possibilità di consultare l'esito delle singole verifiche eseguite attraverso un report sintetico visualizzato automaticamente al termine dell'analisi e, successivamente, attraverso un report più dettagliato, nonché di visualizzare tutti i diagrammi a colori (spinte terreno, spinta idrostatica, spinte carichi, pressioni terreno in fondazione e sollecitazioni) per ogni combinazione, permette all'utente gestire e controllare in modo del tutto trasparente l'output fornito dal software.

Monolith - relazione di calcoloLa stampa della relazione con i tabulati numerici con il dettaglio delle verifiche eseguite, viene eseguita automaticamente in un solo click. La relazione viene direttamente fornita in formato RTF e può essere personalizzata e arricchirla con immagini grafiche a colori dei diagrammi di spinta e delle sollecitazioni direttamente estraibili dall'interfaccia attraverso lo strumento "cattura immagine".

Con la sua semplicità ed efficienza, l'interfaccia utente estremamente evoluta e intuitiva rende Monolith uno strumento unico, all'avanguardia e alla portata di tutti, permettendo all'utente di eseguire analisi veloci e accurate.

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