La progettazione delle fondazioni può essere generalmente suddivisa in due parti: progettazione geotecnica e progettazione in cemento armato. La progettazione geotecnica si concentra sull'interazione tra il plinto e il terreno di supporto. Include la verifica della pressione sul terreno, nonché le verifiche a sollevamento, ribaltamento e scorrimento utilizzando il Metodo alle Tensioni Ammissibili (ASD). La progettazione in cemento armato include il progetto a flessione, la verifica a taglio monodirezionale, la verifica a taglio bidirezionale (punzonamento) e la disposizione delle armature secondo il Metodo agli Stati Limite (LRFD).
Modellazione del Plinto Isolato
Prima di poter definire una fondazione, è necessario assegnare un vincolo nodale alla colonna. Nel menu a discesa (Immagine 2) sono disponibili diversi tipi di fondazione. Per la normativa ACI, attualmente è supportato solo il plinto isolato. Gli altri tipi di fondazione saranno disponibili nelle versioni future. Le dimensioni del plinto, il copriferro e l'armatura sono specificati nelle schede successive.
Nella scheda Armatura della piastra, sono definiti il diametro delle barre d'armatura e l'interasse. Il numero risultante di barre d'armatura è visualizzato nella disposizione dell'armatura (Immagine 2).
Nella scheda Proprietà del terreno, vengono specificati il livello della falda acquifera e il ricoprimento di terra (Immagine 3). I materiali del terreno disponibili servono principalmente come modelli, consentendo di modificare le proprietà come il peso specifico e l'angolo di attrito secondo necessità.
Nella scheda Configurazioni geotecniche, è possibile specificare la pressione ammissibile lorda del terreno e il coefficiente di attrito (Immagine 4).
Esempio
L'esempio di fondazione 4 dell'ACI Concrete Design Handbook [3] è utilizzato per verificare i risultati ottenuti dal modello RFEM. L'esempio considera un plinto rettangolare diffuso di dimensioni 5,5 ft × 10,0 ft × 2,833 ft a supporto di una colonna quadrata di 18 pollici. La base del plinto si trova 4 ft al di sotto del piano finito, risultando in un'altezza di ricoprimento di terra di: 4,0 ft − 2,833 ft = 1,167 ft L'opzione per includere il ricoprimento di terra è disponibile nella scheda Casi di carico (Immagine 5), mentre l'altezza del ricoprimento di terra viene inserita nella scheda Proprietà del terreno (Immagine 3).
Questo esempio si concentra solo sulla combinazione di carico determinante D + L + W utilizzando la pressione ammissibile netta del terreno fornita, pari a 8.000 psf. In RFEM, viene specificata la pressione ammissibile lorda del terreno, poiché questa è più comune nelle attuali relazioni geotecniche. I carichi applicati, le proprietà dei materiali e la disposizione delle armature sono mostrati nell'Immagine 6.
Per la progettazione geotecnica, l'esempio ACI assume una pressione ammissibile aumentata utilizzando la combinazione di carico D + L + 0,6W, dove i carichi variabili e da vento non sono ridotti dal fattore 0,75 tipicamente applicato alle combinazioni di carico ASD. Per corrispondere all'esempio ACI, in RFEM viene quindi creata una combinazione di carico definita dall'utente.
Risultati
Dopo aver eseguito il calcolo delle Fondazioni in Calcestruzzo, i risultati sono visualizzati nella tabella Rapporti di verifica sui nodi. Le verifiche dell'armatura minima a flessione sono presentate nella tabella Armatura sulla fondazione, mentre la scheda Armatura non coperta per nodo riassume eventuali posizioni con armatura insufficiente (Immagine 7).
Il dettaglio della verifica include le equazioni governanti e i riferimenti alle corrispondenti prescrizioni dell'ACI 318 (Immagine 8).
I risultati dell'ACI Concrete Design Handbook e di RFEM sono riassunti nella tabella mostrata nell'Immagine 9.
Conclusione
L'add-on Concrete Foundations consente la progettazione di plinti isolati rettangolari in conformità con ACI 318 e IBC all'interno di RFEM 6. L'esempio di verifica dimostra una stretta corrispondenza tra i risultati di RFEM e l'ACI Concrete Design Handbook, confermando l'accuratezza delle procedure implementate per la progettazione geotecnica e in cemento armato. Con verifiche integrate per pressione sul terreno, stabilità, flessione e taglio, l'add-on fornisce un flusso di lavoro efficiente per la progettazione di plinti isolati, mentre funzionalità aggiuntive come la lunghezza di ancoraggio e il progetto dei ferri di ripresa sono previste per le versioni future. Insieme alle sue capacità di progettazione di aste e piastre di base, RFEM 6 fornisce un flusso di lavoro completo per la progettazione dell'intera struttura all'interno di un unico modello.
