Il programma CARL  (Software Carico Limite e Cedimenti) è dedicato al calcolo del carico limite, dei cedimenti e delle tensioni di fondazioni superficiali e di fondazioni profonde e del rilevato stradale. Il programma consente l’analisi secondo:

• la Normativa di cui al D.M. 88 + D.M. 96 (tensioni ammissibili e stati limite);
• Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2008).

La stratigrafia del terreno viene descritta defindendo delle colonne stratigrafiche. Gli strati possono presentare giacitura orizzontale o anche inclinata ma non possono intersecarsi al di sotto delle fondazioni.

CARL (Software Carico Limite e Cedimenti) consente di caratterizzare i terreni di fondazione per il calcolo della capacità portante in condizioni drenate e non drenate sia con i parametri efficaci che con i parametri totali. Può essere messa in conto la falda definendone la quota rispetto al piano campagna.

Fondazioni superficiali

Le fondazioni superficiali per le quali è possibile eseguire l'analisi sono:

• fondazione nastriforme;
• fondazione circolare;
• fondazione rettangolare.

I carichi agenti sono definiti per condizioni di carico in modo da permettere successivamente di definire le combinazioni di carico.

CARL (Software Carico Limite e Cedimenti) presenta diverse opzioni di analisi con le quali si possono confrontare i risultati ottenuti con i diversi metodi a disposizione. Per il calcolo della capacità portante, nel caso di fondazioni superficiali, sono disponibili i seguenti metodi:

• Terzaghi;
• Meyerhof;
• Hansen;
• Vesic;
• Brinch-Hansen;
• EC7.

Il calcolo delle tensioni per le fondazioni superficiali può essere effettuato secondo uno dei seguenti metodi:

• Boussinesq;
• Westergaard;
• Diffusione imposta (definendo il valore dell'angolo di diffusione).

Per il calcolo dei cedimenti delle fondazioni superficiali può essere utilizzato uno dei seguenti metodi:

• Metodo Edometrico;
• Metodo dell'Elasticità;
• Metodo Skempton;
• Metodo Schmertmann;
• Metodo Burland-Burbidge.

Se la scelta ricade sugli ultimi due metodi, si possono inserire i dati ottenuti dalla prova SPT per il metodo di Burland o della prova CPT per il metodo di Schmertmann. Il calcolo dei cedimenti viene eseguito sia nel baricentro sia nei punti notevoli della fondazione (per la fondazione rettangolare nei quattro vertici, per la fondazione nastriforme nei punti estremi e per il rilevato nei punti di scarpata e sugli estremi).

All'avvio dell'analisi CARL (Software Carico Limite e Cedimenti) esegue un check completo dei dati forniti ed eventualmente segnala, con opportuna messaggistica, le incongruenze riscontrate. Per il calcolo della capacita' portante verticale dei cedimenti e delle tensioni possono essere visualizzati:

• coefficienti di capacità portante e coefficienti correttivi secondo il metodo scelto;
• carico limite in termini di pressione e carico con relativo coefficiente di sicurezza;
• i risultati intermedi in forma tabellare e grafica con rappresentazione dei volumi significativi per il calcolo dei cedimenti;
• i risultati in forma grafica delle tensioni nel semispazio elastico secondo curve di livello e mappature di colore con la possibilità di effettuare sezioni lungo la direzione X ed Y;
• i cedimenti differenziali quando sono definite più fondazioni.

Fondazioni profonde

Per le fondazioni profonde il programma analizza un palo in c.a. armato con tondini e staffe oppure un micropalo armato con tubolare. Il palo può essere infisso o trivellato. E’ possibile modellare ed effettuare il calcolo di pali tronco conici (rastremati) e sbulbati sia alla punta che lungo il fusto. Inoltre è data la possibilità di definire una pressione al piano campagna, per modellare pali con quota testa palo al di sotto di tale piano.

Per il calcolo del palo di fondazione il programma consente di determinare la capacità portante per carichi verticali e la capacità portante per carichi orizzontali. Il calcolo della capacità portante verticale è diviso tra aliquota di base e aliquota per attrito laterale. Il calcolo della capacità portante verticale alla base del palo può essere effettuato con uno dei seguenti metodi:

• Terzaghi;
• Berezantzev;
• Meyerhof;
• Hansen;
• Vesic;
• Berezantzev ridotto;
• Wright-Reese (prova NSPT);
• il metodo di Bustamante e Gianeselli (prova CPT).

La capacità portante per i micropali può essere calcolata secondo le raccomandazioni di Bustamante e Doix. Il calcolo della capacità portante verticale per attrito laterale viene determinata attraverso i seguenti parametri di interazione:

• angolo di attrito terreno-palo;
• adesione terreno-palo;
• coefficiente di spinta laterale (Ks).

Per la determinazione della portanza dei carichi orizzontali (carico trasversale ultimo), viene considerato il terreno come un solido elastico perfettamente plastico e viene effettuata un'analisi agli elementi finiti.
La rottura del terreno per l'analisi elasto-plastica può avvenire per il raggiungimento di uno spostamento limite e/o per il raggiungimento della pressione limite. L'andamento della pressione limite può essere scelto tra:

• pressione limite costante con la profondità;
• pressione limite passiva affetta da un moltiplicatore;
• legge di variazione binomia funzione della profondità e criterio di Brich-Hansen.

Il calcolo dei cedimenti del palo, per effetto dei carichi verticali, può essere effettuato con il metodo degli elementi finiti o con il metodo di Meyerhof. Nel primo caso, viene effettuata l'analisi elastoplastica del palo, immerso in un letto di molle tangenziali, calcolate dal programma in funzione delle caratteristiche del terreno e del diametro del palo.

Il progetto e la verifica dell'armatura del palo può essere effettuato con il metodo delle Tensioni ammissibili (solo D.M. 88 + D.M. 96) o con il metodo degli Stati limite ultimi.

A conclusione dell'analisi, nell'ambiente grafico integrato, è possibile visualizzare tutti i risultati. Per i pali possono essere visualizzati:

• i diagrammi delle sollecitazioni limiti (Momento, Taglio, Sforzo normale, Pressioni sul terreno e Spostamenti);
• i diagrammi delle sollecitazioni di esercizio (Momento, Taglio, Sforzo normale);
• Pressioni sul terreno e Spostamenti;
• i diagrammi carico-cedimento, anche in scala logaritmica;
• le armature e relativi diagrammi di tensione nei materiali.

E' possibile, inoltre, visualizzare:

• l’andamento delle pressioni verticali per il calcolo della portanza di punta e laterale;
• l’andamento dei diagrammi di rottura palo-terreno secondo il criterio scelto (pressione passiva o spostamento limite).

L'eventuale modifica delle armature è un'operazione molto agevole in quanto è gestita numericamente e ad ogni modifica apportata, CARL riesegue in tempo reale le verifiche delle sezioni e segnala immediatamente eventuali superamenti dei limiti normativi o delle tensioni nei materiali.

CARL (Software Carico Limite e Cedimenti) consente di generare una completa relazione di calcolo in formato RTF direttamente nell'editore di sistema.
E' possibile generare la relazione di calcolo anche in inglese.
I moduli selezionati verranno riportati in relazione così come le impostazioni generali (caratteri, allineamento del testo e dei titoli, etc.) in modo da ottenere una relazione pressoché definitiva.