ANALISI E PROGETTAZIONE DELLE...

Struttura del corsoStruttura del corso

VERIFICA FINALELezione 11Ottimo progettuale

Lezione 10Carico limite di piastre su pali

Giovedì06.03.08

Esercitazione 3Piastre su pali in condizioni di esercizio

Lezione 9Criteri innovativi di progettazione

Lezione 8Comportamento di pali in gruppo

Giovedì28.02.08

Esercitazione 2Fondazioni su pali

Lezione 7Pali soggetti a carico trasversale

Lezione 6Sperimentazione su pali

Giovedì21.02.08

Esercitazione 1Fondazioni superficiali

Lezione 5Pali soggetti a carico assiale

Lezione 4Fondazioni superficiali (2)

Giovedì14.02.08


Lezione 2Quadro normativo di riferimento

Lezione 1Criteri generali di progettazione

Giovedì07.02.08

15.00 – 17.3012.30 – 13.3010.30 – 12.00

ANALISI E PROGETTAZIONE DELLE FONDAZIONIANALISI E PROGETTAZIONE DELLE FONDAZIONI

Università degli Studi di Napoli Federico IISeconda Università degli Studi di NapoliUniversità degli Studi di SalernoUniversità degli Studi di Napoli ParthenopeUniversità degli Studi del Sannio

Università degli Studi Roma La Sapienza

Dottorato di Ricerca in Ingegneria Geotecnica

Fondazioni superficiali su terreni granulari (c=0; ϕ≠0)

Rqqlim BNFDNFq ⋅γ⋅⋅⋅+⋅γ⋅⋅= γγ 21

Analisi e progettazione delle fondazioniAversa, febbraio-marzo 2008

Alessandro MandoliniSeconda Università di Napoli


- Scelta dell’angolo di attrito ϕ

- Influenza della comprimibilità




Scelta dell’angolo di attrito ϕ

Nel campo 0 ≤ σ ≤ (σ’ff)crit teoria della dilatanza di Rowe (1962)





La dipendenza di ϕ dal livello di tensione media a rottura p’f è

ben descritta dalla relazione semi-empirica suggerita da

Bolton (1986): ϕ - ϕcv = m·IR IR = DR·[(Q – ln(p’f)]

DR = densità relativaIR = indicatore di dilatanzam = coefficienteQ = ln(σR,p)σR,p = resistenza a rottura delle particelle, in kPa








m = 3 in condizioni triassialim = 5 in condizioni di deformazione piana








Correlazioni con risultati di prove in sito (CPT, SPT, …)








Jamiolkowski et al. (2003)

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

⋅⋅=

1C'00

c

2 pC

qlnC1DR

qc, p’0 in kPa

C0 = 300; C1 = 0,46; C2 = 2,96








Per assegnati valori di ϕcv e DR, la tensione media a rottura p’f

può determinarsi in base alla relazione (De Beer, 1967):

43q

sen11

tg11p

'volim

2'f

σ⋅+⋅

ϕ+⋅

ϕ+=

σ’vo = tensione verticale efficace geostatica al piano di posa




Procedura iterativa per la determinazione di qlim

1. Dalle indagini: ϕcv, DR, QDalla geometria del problema: m

2. Scelta di un valore ϕ1 di primo tentativo

3. Formula trinomia per qlim

4. Determinazione di p’f:

5. Determinazione di IR: IR = DR·[(Q – ln(p’f)]

6. ϕ2 = ϕcv + m·IR

43q

sen11

tg11p

'volim

2'f

σ⋅+⋅

ϕ+⋅

ϕ+=




- Scelta dell’angolo di attrito ϕ

- Influenza della comprimibilità



Carico limite delle fondazioni superficiali

Meccanismo di rottura: generale o per punzonamento

Generalmente si sviluppa in terreni sufficientemente rigidi, a comportamento fragile; la rottura può essere rapida e catastrofica

Generalmente si sviluppa in terreni comprimibili, a comportamento duttile; la rottura è caratterizzata da un progressivo aumento dei cedimenti

Q

w




Q

w

0

25

50

75

100

125

150

0 5 10 15 20 25 30Load [MN]

w [c

m]

BR=18m

PIASTRA

Prova in centrifuga

E’ necessario fissare un valore del cedimento al quale ritenereconvenzionalmente raggiunta una condizione di collasso




SPERIMENTAZIONE

vera grandezzaBustamante & Gianeselli, 1985Franke, 1991Alsamman, 1995

camera di calibrazioneGhionna et al., 1994Jamiolkowski & Sarri, 2000Fioravante, 1994Fioravante et al., 1995Jamiolkowski et al., 2003

centrifugaMurff et al., 1992

ANALISI NUMERICHE

Frydman & Burd, 1997Salgado & Lee, 1999Sarri, 2001Potts & Zdravkovic, 2001Erickson & Drescher, 2002




SPERIMENTAZIONECentrifuga (Murff et al., 1992)

w = cedimentoα = coefficiente (= 4 per sabbie sciolte, ϕ ∼ 33°)

(= 26 per sabbie dense, ϕ ∼ 39°)

[ ]D/wcirclecirclequ e1DN

21wNq α−

γ −⋅⋅γ⋅⋅+⋅γ⋅=

DN21hNq circlecircle

qlim ⋅γ⋅⋅+⋅γ⋅= γ

TEORIAfondazione circolare di diametro D a profondità h dal p.c.



w/D = 10%

w/D = 5%

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0 5 10 15 20 25

D [m]

q u/q

lim


0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 w [m]

0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 w [m]

h = 2 m; φ = 35°; γ = 18kN/m3




tratto da Randolph et al., 2003



w/D = 10%

w/D = 5%

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0 5 10 15 20 25

D [m]

q u/q

limCarico limite delle fondazioni superficiali

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 w [m]

0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 w [m]

h = 2 m; φ = 35°; γ = 18kN/m3 w = 10 cm

↓

qmax/qlim ∼ 5%

↓

FS ∼ 20




E’ evidente che, per fondazioni su terreni granulari, spesso ilvero problema progettuale è la limitazione del cedimento

40.00 m 47.10 m

32.7

0 m

Tower U Tower A

Y3

Y2

benchmark for optical survey

86.5

0 m

Un caso reale (Mandolini & Viggiani, 1992)

Centro Direzionale di NapoliHoliday Inn + Torre Uffici

2 torri H = 86,5 m

2 platee indipendenti: 40mx32,7m



40.00 m 47.10 m32

.70

m

Tower U Tower A

Y3

Y2


86.5

0 m


q = Q/(BxL) = 0,16 MPa

qlim = 0,5 x Fγ x Nγ x γ x B ∼ 1,7 MPa

FS > 10



⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ⋅⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ σ−⋅⋅⋅= C

7,0'vo321 IB

32qCCCw

w ∼ 200 mmpali


40.00 m 47.10 m

32.7

0 m

Tower U Tower A

Y3

Y2


86.5

0 m


pali CFA d = 0,6 m; L = 20 m

Qlim,S = 2,2 MNFSP = 2,5 (D.M. 11.03.1988, αPR = 1)QS = 0,9 MN

Nmin = 413 / 0,9 ∼ 470 pali




40.00 m 47.10 m

32.7

0 m

Tower U Tower A

Y3

Y2


86.5

0 m


637 pali CFA d = 0,6 m; L = 20 m

Y2

Y3

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40

w [

mm

]

distance across slab [ m ]

Cedimenti misurati




40.00 m 47.10 m

32.7

0 m

Tower U Tower A

Y3

Y2


86.5

0 m


w inutilmente piccolo ? (max 32 mm)

FS inutilmente grande ??

FSPR = FSP + FSUR ∼ 14



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Lezione 2Quadro normativo di riferimento

Lezione 1Criteri generali di progettazione

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