LE FONDAZIONI

Fondazioni e terreno

Le fondazioni sono gli elementi strutturali di collegamento fra la struttura e il suolo: rappresentano i vincoli della sovrastruttura.

Devono essere in grado di trasmettere al suole le sollecitazioni e devono essere in grado di resistere alle reazioni del suolo

Resistenza del terreno

È necessario valutare per ogni tipo di fondazione le tensioni che si generano in corrispondenza della sezione di contatto fra suolo e fondazione.

La condizione di resistenza del terreno è data dalla relazione:

t,max ≤ t,amm

t,amm indica la tensione ammissibile del terreno

la fondazione ha un funzionamento rovescio, si tratta di un elemento strutturale caricato dal basso verso l’alto

Tipologie fondali

Fondazioni dirette: – trasferiscono al terreno i carichi superiori per

semplice appoggio sul piano di posa

Fondazioni indirette o profonde:– Trasferiscono il carico a strati di terreno non

superficiali con modalità differenti dal semplice appoggio

Fondazioni dirette

Fondazioni indirette

Scelta del tipo di fondazione diretta

Generalmente si può supporre il carico complessivo di tutta la costruzione distribuito uniformemente su tutta la base fondale.

Il rapporto fra tale carico e la tensione media ammissibile sul terreno determinerà l’area complessiva di base delle fondazioni

Scelta del tipo di fondazione diretta

Quando quest’area risulta minore di 1/3 dell’area occupata dalla costruzione, si adotteranno fondazioni isolate a plinto;

Quando è compresa fra 1/3 e 2/3 dell’area dell’edificio si adotteranno fondazioni continue a travi rovesce;

Quando è superiore ai 2/3 si adotterà la platea.

Fondazioni dirette a plinti

Reazione del terreno

– Non possiamo considerare resistente a trazione il terreno.

– Il calcolo delle tensioni alla base di un plinto verrà condotto con le modalità adottate per i materiali non resistenti a trazione.

– Si possono verificare tre casi di sollecitazione.

Fondazioni dirette a plinti

1° caso

sforzo normale centrato

t,max= t,cost=N/A ≤ t,amm

A = area della base del plinto (BxH)

Fondazioni dirette a plinti

2° caso sforzo normale eccentrico (e = M/N) con eccentricità

contenuta nel “terzo medio”.

t,max=N/A+M/W ≤ t,amm

t,min=N/A-M/W

M = Ne

W = (BH2)/6 = modulo di resistenza

Fondazioni dirette a plinti

3° caso

sforzo normale eccentrico (e = M/N) con centro di pressione esterno al “terzo medio”

t,max = 2N/(3Bu) ≤ t,amm

Fondazioni dirette a plinti

Unitamente allo sforzo normale ( centrato o eccentrico) può presentarsi anche lo sforzo di taglio.

Tale sollecitazione di scorrimento si suppone equilibrata dalla forza di attrito fra calcestruzzo e terreno

f = coefficiente di attrito = 0,5

Fondazioni dirette a plinti

Lo scorrimento è impedito se:

N∙f ≥ ν∙T

ν = 1,3 = grado di sicurezza previsto dalla normativa

PLINTO INERTE

Il plinto viene considerato indeformabile sotto le reazioni del terreno dunque deve essere massiccio.

Il plinto può assolvere, senza deformarsi, al compito di trasferire i carichi della sovrastruttura al suolo, quando l’angolo sulla verticale, formato dalla congiungente i profili esterni della sovrastruttura e la base del plinto, è minore di 30°.

Questa condizione corrisponde a un’altezza del plinto superiore a circa 1,75 volte la sporgenza.

PLINTO INERTE

Poiché il plinto è indeformabile non sarebbe necessaria alcuna armatura

È buona norma disporre comunque un’armatura all’intradosso che assorba i valori sia pur modesti di trazione.

Il calcolo di tale armatura si può condurre considerando l’equilibrio fra momenti resistenti e sollecitante rispetto alla sommità del plinto.

σs As h = F cda cui: As = (F c)/(σs h)

F è la risultante delle tensioni maggiori agenti su metà della base del plinto;c è la distanza di tale risultante dall’asse del plinto.

PLINTO INERTE

PLINTO ELASTICO

Quando l’altezza del plinto deve essere minore di una volta e mezzo la sporgenza, quest’ultima si deforma elasticamente sotto la reazione del terreno comportandosi come una mensola rovescia.

Nei plinti elastici si cercherà di evitare che l’angolo sulla verticale della congiungente i profili esterni della base del plinto e della sovrastruttura, superi 50°. Una sporgenza eccessivamente deformabile farebbe infatti cadere l’ipotesi di distribuzione lineare della reazione del terreno.

PLINTO ELASTICO

La condizione di resistenza viene verificata calcolando quattro mensole (plinto rettangolare) in c.a. caricati con i relativi diagrammi delle tensioni depurati del peso proprio e quindi maggiormente sollecitate nelle sezioni di incastro a flessione e taglio.

In genere si verifica la mensola più sollecitata

PLINTO ELASTICO

Come armatura si adotta una doppia armatura incrociata: di questa i 2/3 si addensano nella metà media della base sagomandone una parte a staffe. Si disporranno anche della staffe diagonali in modo da armare gli spigoli del plinto.

PLINTO ELASTICO

La sezione della mensola all’incastro è di solito di forma pressoché trapezia: per comodità di calcolo si considera una sezione equivalente rettangolare di dimensioni:

h* = hB*/B B* = (7b+2B1)/13,5

PLINTO ELASTICO

Si dovrà verificare il fenomeno di punzonamento

un carico concentrato potrebbe determinare lo sfondamento del plinto.

La verifica viene effettuata calcolando la tensione tangenziale di scorrimento per taglio puro lungo la superficie di possibile punzonamento:

Τ= N/(2(B1+H1)h)

Τ ≤ Τc0 (senza armatura a taglio) Τ ≤ Τc1 (con armatura a taglio)