LE FONDAZIONI - host.uniroma3.ithost.uniroma3.it/dipartimenti/dis/didattica/Cemento...

TECNICA DELLE COSTRUZIONI: PROGETTO DI STRUTTURE

LE FONDAZIONILE FONDAZIONI

Generalità sulle fondazioniFondazioni direttePlinti isolatiTrave rovesciaEsecutivi di strutture di fondazione


GeneralitàLe opere di fondazione hanno il compito di trasferire le sollecitazioni provenienti dalla struttura in elevazione al terreno. Tale trasferimento deve essere compatibile con la resistenza del terreno e le deformazioni che ivi si producono devono essere tali da non compromettere la stabilità e la funzionalità dell’edificio.

Le fondazioni si possono distinguere in:

Fondazioni dirette: plinti, travi rovesce, platee che poggiano direttamente sul terreno.

Fondazioni indirette: le strutture di fondazione poggiano su pali che provvedono a trasmettere le sollecitazioni provenienti dalla struttura a strati più profondi del terreno rispetto al loro piano d’imposta.

La scelta del tipo di fondazione deve essere fatta in base alle caratteristiche del terreno, alle caratteristiche e all’economia dell’opera, alle interferenze con manufatti già esistenti.


Fondazioni DiretteNell’ambito della nostra esercitazione abbiamo trascurato completamente l’interazione tra la struttura in elevazione e il terreno. In realtà, ciò può essere consentito solo quando si ha la certezza che la natura del terreno sia tale da non causare apprezzabili cedimenti differenziali (0.5÷2 cm su 10 m di distanza) tra i vari punti del tracciato (terreni con buone caratteristiche meccaniche e poco cedevoli).

Il problema dei cedimenti differenziali può essere anche in parte risolto realizzando strutture di fondazione rigide, una struttura in elevazione molto rigida o entrambe le componenti rigide come illustrato in figura.


Fondazioni Dirette: Plinti isolatiI plinti possono essere impiegati quando:

Il terreno non è particolarmente deformabile ed è sufficientemente resistente

I carichi non sono eccessivi

Le distanze tra i pilastri siano tali da non comportare numerosi casi di compenetrazione.


Fondazioni Dirette: Plinti IsolatiDa un punto di vista geometrico, i plinti possono essere distinti in alti o bassi, ovvero in deformabili e rigidi. Da un punto di vista meccanico, a seconda della scelta cambia sia il comportamento del plinto stesso, sia la sua interazione con il terreno sottostante e quindi la distribuzione delle tensioni come riportato in figura.In genere, le varie categorie di plinto si distinguono nel seguente modo:

c ≥ 4h grande snellezzah/2 ≤ c ≤ 4h media snellezzac ≤ h/2 piccola snellezza


Fondazioni Dirette: Plinti IsolatiI plinti di media snellezza, i più usati, vengono progettati seguendo la teoria della trave.

I plinti di grande snellezza, soluzione poco economica,vengono progettati seguendo la teoria delle piastre.

I plinti di piccola snellezza, vengono trattati come travi tozze.

Nonostante la complessità del problema e nell’ottica di individuare, per quanto possibile, modelli semplici, ma comunque efficaci, i plinti usuali vengono dimensionati ipotizzando un comportamento rigido su un terreno schematizzabile come una serie di molle di uguale rigidezza. Ne consegue una distribuzione delle tensioni di tipo lineare.

Considerando che le sollecitazioni di calcolo, in genere, sono una sovrastima delle sollecitazioni reali, il modello semplificato garantisce la sicurezza della struttura nonostante possa sottostimare le sollecitazioni che si sviluppano nel plinto.


Fondazioni Dirette: Plinti IsolatiConsiderando che la superficie di contatto tra il plinto ed il terreno può essere considerata come non reagente a trazione, il giunto sarà interamente reagente se ex ≤ a/6 e ey ≤ b/6, altrimenti la sezione si parzializzerà.


Fondazioni Dirette: Plinti IsolatiData la relativa complessità del problema, le dimensioni del plinto devono essere stabilite per tentativi successivi.

In prima battuta, e soprattutto quando, come nel nostro caso, i momenti sono piccoli rispetto allo sforzo normale (piccola eccentricità), data la resistenza del terreno σlim, le dimensioni in pianta del plinto possono essere determinate tenendo conto del solo sforzo normale Nd trasmesso dal pilastro al quale deve essere aggiunto il peso proprio approssimato del plinto stesso:

l’area del plinto sarà data da:

Ap = Nd/ σt con σt = σlim / 3 (CdS)

Seguono piccoli aggiustamenti successivi dovuti al peso proprio dell’elemento strutturale


Fondazioni Dirette: Plinti Isolati- I plinti usuali vengono progettati a flessione suddividendoli in 4 mensole soggette ad un carico distribuito trasmesso dal terreno (dal basso verso l’alto). La zona tesa, quindi, è quella a contatto con il terreno.

- In genere, per migliorare le prestazioni del plinto, l’armatura longitudinale viene infittita al di sotto del pilastro (deformabilità, fessurazione)

- Le armature inferiori nelle due direzioni, quindi, possono anche essere diverse, tuttavia la minore non può mai essere inferiore, come quantitativo, al 20% di quella superiore.


Fondazioni Dirette: Plinti Isolati- In genere, viene disposta un’armatura superiore con passo pari o multiplo dell’armatura inferiore.

- Allo scopo di limitare le fessurazioni dovute al ritiro, in genere viene anche disposta un’armatura di parete

- In genere, date le dimensioni del plinto e l’entità delle sollecitazioni taglianti, i plinti non vengono armati a taglio tuttavia può essere necessario inserire un’armatura adeguata per contrastare il fenomeno del punzonamento.

Ciò può essere evitato progettando il plinto sufficientemente alto.


Fondazioni Dirette: Plinti IsolatiSpesso i plinti vengono collegati tra loro tramite travi di collegamento che possono svolgere svariate funzioni:

- Irrigidimento

- Assorbimento di sollecitazioni provvenienti dalle strutture in elevazione.

- Costituire la fondazione di tamponature e solai direttamente poggiati su di esse.

- Le dimensioni vengono stabilte in funzione del compito che devono svolgere.


Fondazioni Dirette: Trave rovesciaSono sicuramente fondazioni con caratteristiche di rigidezza superiore a quelle dei plinti isolati. In secondo luogo sono in grado di ripartire le sollecitazioni su superfici di terreno più ampie.A volte la scelta della trave rovescia può anche avere una semplice giustificazione geometrica come quella di pilastri disposti a distanze molto piccole.Predimensionamento:

- H ≥ L/4 L interasse tra i pilastri

- h = m (B – b) con m ≈ 0.25

- h’ ≥ h/3-


Trave rovesciaIl modello che maggiormente rispecchia il comportamento reale della struttura su trave rovescia è quello che prevede di disporre al di sotto della fondazione un letto di molle che “simula” l’interazione dell’edificio con il terreno. La rigidezza delle molle dipende, ovviamente dalle caratteristiche meccaniche del terreno, in particolare dal cosiddetto coefficiente di sottofondo K, dall’interasse delle molle e dalla base di appoggio della trave.

Una volta determinate le sollecitazioni che agiscono sulla trave, le armature vengono progettate secondo le procedure usuali


Pianta delle fondazioni: plinti su pali


Plinto a due pali:

Dettaglio delle armature


Pianta delle fondazioni: trave rovescia

LE FONDAZIONI - host.uniroma3.ithost.uniroma3.it/dipartimenti/dis/didattica/Cemento...

Documents

Transcript of LE FONDAZIONI - host.uniroma3.ithost.uniroma3.it/dipartimenti/dis/didattica/Cemento...