In questo programma i pali sono aste monodimensionali che interagiscono col terreno sia in direzione dell'asse longitudinale che nella direzione trasversale. Il comportamento del terreno è può essere considerato elastico lineare o non lineare (in realtà il terreno è caratterizzato da una sensibile non linearità anche per bassi valori dei carichi sia longitudinali che trasversali). Per tener conto della non linearità del terreno la progettazione rigorosa dei pali in zona sismica dovrebbe essere fatta con analisi non lineare dinamica al passo che tenga altresì conto della variazione della rigidezza dei pali in funzione della frequenza al passo. Poichè lo stato dell'arte nel campo della progettazione sismica corrente è ancora fermo all'analisi modale (quindi strettamente lineare) la nuova normativa si limita a consigliare (§ 7.2.6 NTC), per strutture alte e snelle e per terreni molto deformabili (Vs<100 m/s), la schematizzazione dei pali con vincoli visco-elastici caratterizzati da opportuna impedenza dinamica. Tale indicazione (nulla si dice al riguardo nelle Istruzioni per l'applicazione delle NTC) nonostante complichi notevolmente il calcolo sia per la difficoltà di stima dell'impedenza dinamica che per la necessità di svolgere l'analisi modale in campo complesso, non può che far riferimento ad un'analisi lineare e perciò molto approssimata per quanto sopra detto. Se poi si aggiunge la richiesta di adeguare la già evanescente impedenza dinamica al variare del livello deformativo (cioè in soldoni ridurre 'ingegneristicamente' i parametri elastici di rigidezza e smorzamento) e di tener conto dell'interazione inerziale, cinematica e tra pali in gruppo appare piuttosto arduo il cimentarsi con il calcolo dei pali.
Figura 15.1 - Palo come trave alla Winkler
Si è scelto pertanto di semplificare il calcolo dei pali schematizzandoli, ai fini del calcolo dell'intera stuttura, con rigidezze lineari o non lineari di tipo statico applicabili a quasiasi nodo K appartenente al piano di fondazione come indicato infigura 15.1. La rigidezza orizzontale da applicare al nodo K si ottiene, nel caso di terreno stratificato come quello indicato in figura, discretizzando il palo in conci ed applicando alle loro estremità delle molle che traducono la reazione elastica del terreno sulla base di un coefficiente di Winkler che può essere costante o linearmente variabile all'interno del singolo strato. Sempre nel caso di comportamento elastico lineare del terreno la rigidezza assiale non viene invece valutata mediante lo stesso schema discretizzato a causa della aleatorietà dei parametri da utilizzare per valutare le molle assiali da applicare ai conci; si è preferito utilizzare delle formulazioni sintetiche (Gazetas 1991) baste sulla stima del modulo elastico del terreno e della sua variabilità lungo il fusto.
Nel caso di modellazione non lineare del terreno le singole molle discretizzate di fig. 15.1 hanno una curva caratteristica di rigidezza orizzontale e verticale discretizzata di tipo non lineare (curve p-y e t-z).
In figura 15.1 è mostrata una delle possibili tipologie di pali che possono essere assegnate nell'apposito archivio (§ 2.2.21) relativo ai pali in mezzo stratificato alla Winkler. Per inserire il palo nella struttura basta selezionare la voluta tipologia in corrispondenza del singolo nodo di fondazione nella tabella Nodi_Pilastri (§ 2.2.5). Tra i dati tipologici oltre alla lunghezza L del palo misurata come differenza di quota tra il nodo K e l'estremità inferiore del palo, vanno indicati lo spessore S della testata (platea, plinto o trave di colegamento) da considerare come concio rigido, l'eventuale distacco D tra la testata ed il terreno (o spessore di uno strato superficiale inconsistente di terreno), la sezione trasversale (circolare in c.a. o tubolare in acciaio) preventivamente inserita nell'archivio sezioni travi-pali (§ 2.2.17). Vanno inoltre inseriti le portanze del palo per carichi assiali e trasversali da calcolarsi a parte ad esempio mediante gli appositi programmi di servizio "Carico limite assiale palo trivellato", "Carico limite laterale (Broms)" descritti nel Capitolo 4.
Nel caso di terreno omogeneo (non stratificato) a comportamento lineare il programma prevede, in alternativa alla soluzione discretizzata alla Winkler, una seconda ipotesi di modellazione del terreno come continuo elastico con modulo elastico costante (per terreni argillosi sovraconsolidati) o variabile linearmente con la profondità (terreni incoerenti o argillosi normalconsolidati).
E' anche possibile assegnare una inclinazione rispetto alla verticale del palo fornendo le eccenticità dX, dY della punta del palo stesso. In zona sismica l'impiego dei pali inclinati è da evitare (§ 7.2.5 NTC). Deve essere inoltre evitato l'uso contestuale di fondazioni su pali con fondazioni superficiali (§ 7.2.1 NTC): in una tale eventualità il programma interrompe l'esecuzione del calcolo in quanto i nodi di attacco delle fondazioni superficiali (travi su suolo elastico, plinti superficiali, platea) sono per ipotesi vincolati con vincolo fisso nel piano orizzontale a differenza dei pali i cui spostamenti nel piano orizzontale della fondazione devono essere liberi. Il sistema di fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza estensionale (punto 7.2.1 NTC): è quindi importante che le strutture di collegamento tra tutti i pali possano considerasi appartenenti ad un unico piano rigido (circostanza da imporre nella scheda dei dati dei piani [§ 2.2.4]), che nel presente programma riguarda il solo piano di fondazione. Il programma consente comunque la possibilità di effettuare il calcolo anche nell'ipotesi di piano di fondazione deformabile.
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