Calcolo del conteggio dei singoli fondamenti secondo DIN 4019 in RF- / FOUNDATION Pro

Articolo tecnico

Per la progettazione dello stato limite di esercizio secondo il paragrafo 6.6 dell'Eurocodice EN 1997-1, il calcolo deve essere calcolato per le fondazioni sparse. RF- / FOUNDATION Pro consente di eseguire il calcolo della liquidazione per una singola fondazione. Per questo, è possibile selezionare tra fondazioni elastiche o solide. Definendo un profilo del suolo, è possibile considerare diversi strati di terreno sotto la base della fondazione. I risultati dell'insediamento, l'inclinazione della fondazione e la distribuzione verticale delle sollecitazioni da contatto con il suolo vengono visualizzati graficamente e nelle tabelle per fornire una panoramica rapida e chiara del calcolo eseguito. Oltre alla progettazione dell'insediamento di fondazione in RF- / FOUNDATION Pro, l'analisi strutturale determina le costanti di molla rappresentative per il supporto e può essere esportata nel modello strutturale di RFEM o RSTAB.

Generale

Il saldo dell'importo totale s tot sul suolo causata da carichi strutturali costituito dai componenti del regolamento immediato s 0, insediamento consolidamento s 1, e l'insediamento scorrimento dipendente dal tempo s 2.

tot = s 0 + s 1 + s 2 = s + s 2

Conformemente alla norma DIN 4019 [2] , il metodo descritto di seguito include una specifica impostazione "s" costituita da entrambe le componenti di regolamento: l'assestamento causato dal consolidamento e l'assestamento causato dallo scorrimento (assestamento secondario). La Figura 1 mostra graficamente le componenti di regolamento dipendenti dal tempo. In questo caso, il tempo t 0 rappresenta il periodo fino al completo consolidamento.

Figura 01 - Componenti di composizione dipendenti dal tempo [2]

Calcolo del saldo con sollecitazioni verticali sul suolo

Il metodo di calcolo degli insediamenti descritto di seguito si basa sul modello di un semispazio elastico, isotropico e omogeneo. Questo approccio di calcolo può essere applicato anche per il regolamento del terreno di fondazione con diversi strati.

Per determinare l'insediamento, è necessario dividere il terreno in strisce e definire le sollecitazioni verticali del terreno al di sotto della base della fondazione. Sulla base dell'analisi elasticità, gli insediamenti specifici s i sono determinati per ogni striscia, e questi vengono poi sommati per ottenere il totale insediamento s.

$$ \ mathrm s \; = \; {\ mathrm {Σs}} _ \ mathrm i \; = \; \ mathrm \ Sigma (\ frac {{\ mathrm {Δσ}} _ {\ mathrm z, \ mathrm i }} {{\ mathrm E} _ {\ mathrm S, \ mathrm i}} \; \ cdot \; {\ mathrm {Δz}} _ \ mathrm i) \; \ mathrm {according} \; \ mathrm {to } \; \ mathrm {DIN} \; 4019 \; \ lbrack2 \ rbrack $$
dove
Δσ z, i = insediamento di generazione di stress addizionale in una striscia i 
E S, i = modulo di rigidezza di una striscia i 
Δz i = spessore di una striscia i 

Determinazione delle sollecitazioni verticali del suolo

Innanzitutto, il calcolo del saldo richiede la determinazione delle sollecitazioni verticali del terreno. Il calcolo dello stress e del regolamento si basa su un modello del semispazio isotropico elastico. I rispettivi stress possono essere distinti in base alle loro cause come segue:
σ o = stress del suolo causato dal peso proprio del suolo
σ z = stress da carico strutturale
σ z, i = stress causato dal carico strutturale in una striscia i 

Le tensioni verticali del terreno σ z a causa del carico addizionale alla profondità z possono essere calcolate sulla base dell'approccio di Boussinesq [3] e del principio di sovrapposizione.

Secondo Boussinesq, la sollecitazione verticale sul suolo causata dal carico verticale concentrato V viene calcolata sulla superficie del semispazio come mostrato nella Figura 2.

Figura 02 - Stress verticale del suolo secondo Boussinesq [2]

Il terreno verticale sollecita alla profondità z sotto il punto d'angolo di una uniforme tensione "elastica" del rettangolo σ z può essere determinata secondo la Figura 3.

Figura 03 - Stress verticale del suolo sotto il punto d'angolo del carico rettangolare uniforme [2]

Il coefficiente di influenza da sollecitazione i R può essere dedotto dai nomogrammi corrispondenti, ad esempio dalla norma DIN 4019 [2].

Applicando l'approccio di cui sopra, si ottiene il risultato della distribuzione verticale dello stress del suolo sul terreno sotto la fondazione, che è simbolicamente rappresentato nella Figura 4.

Figura 04 - Distribuzione delle sollecitazioni verticali del suolo e delle relative disposizioni sotto carico distribuito uniformemente da [2]

Profondità di insediamento

Nel calcolo della liquidazione, è necessario considerare ulteriori sollecitazioni dovute al carico della fondazione fino alla profondità di influenza dell'insediamento, detta anche profondità limite. Secondo EN 1997-1 [1] e DIN 4019 [2], la profondità dell'influenza di insediamento può essere presa come la profondità z, alla quale l'effettiva tensione verticale dovuta al carico di fondazione è pari al 20% dello sforzo effettivo di sovraccarico.

Riferimento

[1] Eurocodice 7 - Progettazione, ingegneria e progettazione in geotecnica - Parte 1: Regole generali ; EN 1997-1: 2009
[2] Suolo - Analisi dell'insediamento ; DIN 4019: 2015-05
[3] Boussinesq, J. (1885). Applicazione delle potenzialità dell'équilibrio e del movimento dei solidi élastiques . Parigi: Gauthier-Villars, Imprimeur-Libraire.

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