CATTEDRA DI FONDAZIONI E OPERE DI SOSTEGNO Tema n4

Dimensionamento di fondazioni superficiali

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Si richiede di progettare le fondazioni superficiali di un edificio intelaiato considerando le azioni trasmesse in fondazione per la combinazione di carico sismica dello Stato Limite di salvaguardia della Vita (Tabella 1).

La Figura 1 mostra la successione stratigrafica dei terreni di fondazione; le caratteristiche meccaniche dei diversi strati, da riportare nella Tabella 2, sono quelle ottenute nellesercitazione sul Tema 1 caratterizzazione geotecnica.

Ledificio, con struttura in acciaio schematicamente rappresentata in Figura 2, composto da 1 piano interrato e 4 piani fuori terra. La Figura 3 mostra la pianta della struttura alla quota di estradosso della fondazione.

Si richiede di dimensionare le travi di fondazione degli allineamenti dei pilastri Y7 e X8, evidenziati nella Figura 3, i cui telai sono mostrati nella Figura 4.

Si rappresenti la pianta del reticolo di travi rovesce delledificio e due sezioni ortogonali, ubicate tra gli allineamenti X7-X8 e Y4-Y5, indicando il piano campagna, il piano di posa delle fondazioni e la successione stratigrafica dei terreni di fondazione.

Combinazione SISMICA (SLV)

Fx Fy Fz Mx My Nodo

KN KN KN KNm KNm X1 48.23 14.47 344.58 33.42 111.40 X2 197.36 59.21 1410.16 136.77 455.90 X3 88.06 26.42 629.22 61.03 203.42 X4 200.34 60.10 1431.49 138.84 462.79 X5 193.64 58.09 1383.57 134.19 447.30 X6 92.48 27.74 660.75 64.09 213.62 X7 33.80 10.14 241.47 23.42 78.07 XY 174.07 52.22 1243.79 120.63 402.11 Y1 82.58 24.77 590.04 57.23 190.76 Y2 157.67 47.30 1126.58 109.27 364.22 Y3 168.96 50.69 1207.26 117.09 390.30 Y4 142.10 42.63 1015.35 98.48 328.26 Y5 49.88 14.96 356.41 34.57 115.23 Y6 49.49 14.85 353.64 34.30 114.33 Y7 142.15 42.65 1015.69 98.51 328.37 Y8 174.82 52.45 1249.12 121.15 403.84 Y9 174.58 52.37 1247.42 120.99 403.28 Y10 174.72 52.42 1248.38 121.08 403.60 Y11 175.60 52.68 1254.66 121.69 405.63 Y12 170.18 51.05 1215.96 117.93 393.11 Y13 93.57 28.07 668.58 64.84 216.15

Tabella 1 Azioni trasmesse in fondazione dalla struttura in elevazione

Figura 1 - Sezione stratigrafica

Tabella 2 - Caratteristiche meccaniche dei terreni di fondazione

(kN/m3)

c (kPa)

()

Cu (kPa)

e0 wL (%)

OCR CC CS G (MPa)

R T1 T2 T3 T4 T5

Figura 2 Vista 3D della struttura in acciaio

2

Y7

Figura 2 Pianta delledificio alla quota di estradosso fondazione

3

4

Telaio Y7

Telaio X8

Figura 4 Telai Y7 e X8 (solo linee dasse degli elementi strutturali)

Fattori di capacit portante Nq, Nc, N

Coefficienti di forma

Coefficienti di inclinazione del carico

sq sc s

iq ic i

c u

m T1N c B L

m 1T1

N B L c cot

+ + mT1

N B L c cot +

qq

c

1 ii

N tan

Indice di rigidezza critico

Coefficienti di punzonamento

Valori dei Coefficienti di punzona mento q,

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Verifiche agli stati limite ultimi SLU di tipo geotecnico (GEO)

collasso per carico limite dellinsieme fondazione-terreno; collasso per scorrimento sul piano di posa;

SLU di tipo strutturale (STR)

raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali Le verifiche devono essere effettuate secondo lApproccio 2: (A1+M1+R3)

Nelle verifiche nei confronti di SLU di tipo strutturale (STR), il coefficiente R non deve essere portato in conto.

Tab. 6.2.I Coefficienti parziali per le azioni o per leffetto delle azioni

Effetto Coefficiente Parziale

F (o E) (A1) (A2) Favorevole 1,0 1,0

Carichi permanenti G1 Sfavorevole

G1 1,3 1,0

Favorevole 0,0 0,0 Carichi permanenti G2

Sfavorevole G2

1,5 1,3

Favorevole 0,0 0,0 Azioni variabili Q

Sfavorevole Qi

1,5 1,3

Tab. 6.2.II Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno

Parametro Grandezza alla quale

applicare il coefficiente parziale

Coefficiente parziale

M (M1) (M2)

Tangente dellangolo di resistenza al taglio tan k 1,0 1,25 Coesione efficace ck c 1,0 1,25 Resistenza non drenata cuk cu 1,0 1,4 Peso dellunit di volume 1,0 1,0

Tab. 6.4.I Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati limite ultimi di fondazioni superficiali Verifica Coefficiente parziale R

Carico limite 2.3 Scorrimento 1.1

7

Condizioni pseudo-statiche

Le verifiche degli stati limite ultimi in presenza di azioni sismiche devono essere eseguite ponendo pari a 1 i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri geotecnici e impiegando le resistenze di progetto, con i coefficienti parziali R indicati nel presente Capitolo 7, oppure con i R indicati nel Capitolo 6 laddove non espressamente specificato.

Tab. 7.11.II Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati limite (SLV) delle fondazioni superficiali con azioni sismiche Verifica Coefficiente parziale R

Carico limite 2.3 Scorrimento 1.1

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Verifica nei confronti di uno stato limite ultimo per carico limite della fondazione

Condizioni di Breve Termine

forma inclinazione punzonam. fattori capacit portante

N 2 (kN/m3) B (m) qlim (kPa) -- -- -- 0 --

q q q Nq 1 (kN/m3) Df (m) 1.0

c c c Nc Cu 5.14

somma

Condizioni di Lungo Termine

forma inclinazione punzonam. fattori capacit portante

N 2 (kN/m3) B (m) qlim (kPa) --

q q q Nq 1 (kN/m3) Df (m)

c c c Nc c somma

R

limd LBq=R

con qlim = (qlim + u) per superficie libera della falda al di sopra del piano di posa

Azioni trasmesse in fondazione

Fz (kN) qfond (kPa) B L G Qfond (kN) Ed (kN)

Verifica

Rd (kN) Ed (kN) Rd/Ed

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