Questo vincolo è rappresentato da molle verticali, che sono applicate con rigidezza elastica costante e indipendenti l'una dall'altra. Pertanto, non è possibile calcolare alcun bacino di cedimento vicino alla realtà. Questo tipo di fondazione è anche indicato come lettiera Winkler. Per applicare questo metodo, è necessario il modulo di allettamento ks (C1z nel programma), che è calcolato sulla base della pressione del suolo σ0 e il corrispondente cedimento s.
Lo svantaggio del metodo del modulo di reazione del sottofondo è, tra l'altro, che la modellazione del suolo è insufficiente e le aree del terreno adiacenti non possono essere considerate. Poiché il carico del terreno provoca la deformazione direttamente solo sotto il carico stesso, il bacino di cedimento non riflette la realtà. Anche la rigidezza a taglio del terreno non viene presa in considerazione.
Metodo del modulo di reazione del sottofondo con modulo di assestamento variabile
Le carenze del metodo convenzionale del modulo di reazione del sottofondo possono essere ridotte definendo un modulo di assestamento variabile. Dörken & Dehne [2] consigliano un modulo di allettamento diretto sul bordo di una striscia stretta che sale fino al doppio del valore. Questo dovrebbe simulare gli effetti del terreno al di fuori del bordo della fondazione. I cedimenti risultanti sono notevolmente migliorati con questo metodo.
L'andamento dell'assestamento variabile può essere inserito in RFEM utilizzando un'area del bordo a gradini. Tuttavia, nel caso di questa modellazione, alcuni vantaggi del metodo del modulo di reazione del sottofondo convenzionale, come una panoramica chiara e un input rapido del programma, vanno persi.
Considerazione di aree del terreno adiacenti utilizzando molle aggiuntive
Questo modello si basa sul metodo del "Modello efficace del suolo" di Kolář & Němec [3]. In contrasto con il metodo del modulo di assestamento variabile, oltre al modulo di assestamento viene considerata anche la resistenza a taglio. Le aree del terreno adiacenti sono prese in considerazione utilizzando molle lineari e molle singole sui bordi.
Le molle applicate nel nostro esempio risultano dal parametro di assestamento verticale di 54.500 kN/m³ come segue:
s0 rappresenta l'intervallo del bacino di cedimento in cui i cedimenti scendono al di sotto dell'1% dei valori del bordo della fondazione. Come linea guida, per pannelli di dimensioni comprese tra 5m x 5m e 15m x 30m si può assumere una lunghezza di 0m ≤ s0 ≤ 5m. Per solette più grandi su terreni con attrito interno e coesione elevati, nonché moduli di taglio elevati, possono essere utilizzati valori per s0 > 5m.
cv,xz e cv,yz sono le molle di taglio per la fondazione elastica superficiale.
0.1 ∙ c1 < c2 < 1.0 ∙ c1
Nel caso di sabbia a debole coesione, c2 si avvicina a zero; per i tipi di roccia solida, invece, è 1.0 * c1. Per una capacità di taglio media, c2 = 0.5 ∙ c1 è ragionevole.
k rappresenta la molla lineare lungo il bordo esterno della fondazione.
Il coefficiente K specifica le singole molle nelle aree marginali della fondazione.
Poiché in questa variante sono considerate la resistenza a taglio e le aree del terreno adiacenti, si ottengono risultati più realistici. Un altro vantaggio rispetto alla variante precedente è che la modellazione è abbastanza semplice e non è necessario definire superfici aggiuntive nell'area del bordo.
Calcolo nel modulo aggiuntivo RF-SOILIN
Tuttavia, è possibile ottenere proprietà del terreno significativamente più dettagliate utilizzando l'approccio del modulo di rigidezza nel modulo aggiuntivo RF-SOILIN. Tra le altre caratteristiche, questo programma consente di considerare diversi strati di terreno e campioni di terreno. Un altro vantaggio dell'utilizzo di questo modulo aggiuntivo è la rappresentazione realistica dell'interazione tra un edificio e il terreno. RF-SOILIN determina automaticamente le proprietà della fondazione. Poiché questo approccio fornisce una rappresentazione considerevolmente più precisa del bacino di cedimento di un edificio, è anche possibile analizzare i possibili effetti insediativi sugli edifici adiacenti.
Confronto di varianti
I tre metodi di calcolo che seguono l'approccio realistico aumentano la rigidezza del tagliente di conseguenza. Pertanto, di solito si ottengono risultati significativamente migliori. L'esempio mostra che le tensioni e le deformazioni di contatto sono diverse, a seconda del metodo utilizzato. Più le proprietà delle fondazioni sono determinate secondo i singoli metodi, meglio corrispondono le tensioni di contatto a quelle determinate in RF-SOILIN.
Per confrontare le varianti di calcolo, i risultati delle proprietà della fondazione da RF-SOILIN sono stati mediati nell'asse neutro della superficie e applicati alle altre varianti come molla traslazionale cuz.
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