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L'applicazione Scatolari dedicata alla modellazione
strutturale, al calcolo ed al disegno delle armature di strutture scatolari
interrate in calcestruzzo armato per la realizzazione di sottopassi stradali,
ferroviari o idraulici. Come conseguenza dell’ipotesi assunta di stato piano di
deformazione la tipologia strutturale adottata quella di un portale rettangolare
chiuso dalla trave di fondazione su suolo elastico alla Winkler non reagente a
trazione. Detta trave di fondazione può essere dotata eventualmente di due
sbalzi laterali.
Il terreno in cui lo scatolare immerso suddiviso in
tre strati a cui possibile assegnare differenti caratteristiche geotecniche:
Ponendo nullo sia lo spessore del terreno di ricoprimento che
quello del traverso possibile analizzare tipologie di vasche e serbatoi
interrati (e non) per i quali sia valida l’ipotesi di stato piano di
deformazione.
E prevista la presenza di una falda a profondità variabile.
E’ possibile assegnare un battente d’acqua di altezza qualsiasi
all’interno dello scatolare.
I carichi vanno assegnati per distinte condizioni di
carico (fino a nove) da combinare mediante opportuni fattori di combinazione
scelti dall’utente a seconda del tipo di verifica associata alla singola
combinazione che si intenda generare:
-
combinazione di resistenza secondo il metodo delle
tensioni ammissibili;
-
combinazione di resistenza secondo il metodo agli stati
limite ultimi;
-
combinazione di esercizio.
Sono previste le seguenti tipologie di carico da assegnare in
modalità interattiva (i carichi vengono cioè visualizzati sullo schermo all’atto
stesso dell’assegnazione del valore della loro intensità da effettuarsi nelle
apposite griglie poste sotto la finestra grafica dell’applicazione):
-
carichi concentrati e/o uniformemente ripartiti applicati
sul terreno di ricoprimento con l’indicazione, per ognuno di essi, del
semiangolo di diffusione del carico;
-
carichi concentrati applicati sulla trave di fondazione;
-
carichi ripartiti e/o variazioni termiche applicati
direttamente alle travi dello scatolare;
-
carichi e coppie concentrate applicati direttamente ai
nodi dello scatolare;
-
spinta statica o sismica del terreno di rinfianco
valutata direttamente dal programma sulla base del coefficiente di spinta
assegnato dall’utente (per gli scatolari chiusi si consiglia vivamente di
utilizzare quello di spinta a riposo); ne calcolo viene conteggiata
l’eventuale presenza della falda e/o del battente d’acqua all’interno dello
scatolare;
-
peso proprio del terreno gravante sul traverso e sugli
eventuali sbalzi della fondazione;
-
sottospinta in fondazione per effetto dell’eventuale
altezza di falda assegnata;
-
peso proprio delle aste aggiunto automaticamente dal
programma.
Tra le varie opzioni di calcolo prevista pure la possibilità
di modellare la reazione passiva del terreno di rinfianco mediante
l’assegnazione del coefficiente di Winkler al terreno di rinfianco con valore
attivo solo per spostamenti dei piedritti diretti contro il terreno (il
programma annulla viceversa tale valore per spostamenti di verso opposto).
Per poter modellare la non linearità del terreno
(annullamento delle reazioni di Winkler per spostamenti della fondazione e dei
piedritti che comportino il distacco tra terreno e struttura) l’intera struttura
dello scatolare viene discretizzata in aste di piccola lunghezza (a scelta del
progettista). Nei nodi delle aste cos generate vengono concentrate le reazioni
unidirezionali elastiche del terreno. Vengono altresì introdotte aste rigide in
corrispondenza dei nodi strutturali per rendere il modello resistente dello
scatolare pi aderente al suo reale comportamento ed escludendo tali aste rigide
dalle verifiche a presso-tenso-flessione e taglio effettuate invece per tutte le
restanti aste deformabili.
Il calcolo effettuato con algoritmi matriciali basati sul
metodo delle deformazioni. Vengono distintamente calcolati gli sforzi per
ciascuna delle combinazioni di carico assegnate.
Successivamente all’esecuzione del calcolo il programma visualizza, mediante
diagrammi costruiti in corrispondenza dei nodi di discretizzazione della
struttura e per ognuna delle combinazioni di carico assegnate, le seguenti
grandezze:
-
spostamenti e rotazioni;
-
momenti, tagli e sforzo normale;
-
pressioni normali e tangenziali sul terreno;
-
carichi ripartiti linearmente variabili sulle aste
generate per singola combinazione di calcolo;
-
tensioni nel conglomerato e nell’acciaio calcolate per la
singola combinazione di carico.
-
Operando col mouse sul singolo diagramma possibile
visualizzare i valori puntuali delle suddette grandezze.
L'inviluppo degli effetti delle varie combinazioni utilizzato
per il dimensionamento finale delle armature e per le connesse verifiche delle
sezioni in c.a.. Tali verifiche possono essere svolte (a scelta dell’utente) sia
col metodo delle tensioni ammissibili (tensioni normali e tangenziali nel
conglomerato e nell’acciaio), sia col metodo agli stati limite ultimi (momenti e
tagli ultimi). Per le combinazioni di esercizio vengono verificate le tensioni
normali e l’apertura delle fessure in funzione delle condizioni ambientali
prescelte.
E' inoltre possibile modificare e riverificare le armature
proposte dal programma avendo sempre in vista i diagrammi di inviluppo degli
sforzi e del momento resistente ammissibile (ultimo nel caso di calcolo agli
stati limite ultimi).
E' possibile ottenere la stampa di una completa relazione di calcolo sia
direttamente sulla stampante di sistema che su file in formato Rich Text Format
(RTF) riconosciuto dai pi diffusi editor di testo. Tutto quanto mostrato sul
monitor nel corso della elaborazione può essere trasferito in files grafici in
formato DXF (formato di interscambio disegni riconosciuto da tutti i programmi
CAD). Tra l’altro possibile ottenere una tavola di disegno, sempre in formato
DXF, completa di carpenteria ed armatura, con il dettaglio dei ferri esplosi e
regolarmente quotati.
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