Manuali online RFEM 6 / RSTAB 9 | Fondazioni in calcestruzzo

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Ann-Kathrin Dannwerth, B.Sc.

2024-07-11

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Panoramica

Add-on Fondazione in calcestruzzo

Basi teoriche

Specifiche di progetto

Proprietà di verifica dei plinti di fondazione

progettazione

Risultati

Documentazione

Capacità massima del sottosuolo

La verifica della capacità massima del sottosuolo può essere condotta in modi diversi a seconda della norma. Nell'Eurocodice, la verifica viene eseguita confrontando i valori di progetto delle azioni e delle resistenze (verifica della resistenza al cuscinetto), mentre nelle norme nordamericane si utilizzano spesso le pressioni ammissibili del terreno. Entrambi gli approcci descrivono lo stesso comportamento strutturale del sottosuolo, ma differiscono per il concetto di sicurezza e il formato di verifica.

EN 1997-1: Verifica della resistenza al cuscinetto

Nella verifica della resistenza al cuscinetto secondo EN 1997-1, la resistenza può essere determinata tramite pressioni ammissibili del terreno predefinite oppure calcolando la resistenza al cuscinetto considerando gli strati del terreno e i parametri caratteristici del terreno.

Verifica con pressione ammissibile del terreno predefinita

In questo tipo di verifica, la pressione del terreno presente viene confrontata con la pressione ammissibile del terreno indicata. Il valore della capacità massima ammissibile del terreno σ_a è definito nelle configurazioni di progetto geotecniche dell'add-on "Fondazione in calcestruzzo" nella sezione "Pressione ammissibile del terreno".

Determinazione delle tensioni nel giunto del terreno e delle eccentricità del carico

La forza di taglio di progetto con carichi aggiuntivi della fondazione V_z,+add e i momenti flettenti di progetto risultanti M_y,+add e M_x,+add al centro della base di fondazione sono necessari per determinare l'eccentricità dei carichi verticali efficaci:

e_{x} = - \frac{M_{y, + add}}{V_{z, + add}}

e_{y} = \frac{M_{x, + add}}{V_{z, + add}}

Eccentricità delle azioni risultanti, compresi i carichi aggiuntivi delle fondazioni in direzione x e y

Determinazione dell'area di fondazione efficace

Nella verifica della resistenza al cuscinetto, viene considerata solo una parte dell'area di fondazione effettivamente presente – la parte in cui la forza assiale risultante agisce al centro.

L^{'} = m a x (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

B^{'} = m i n (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

A^{'} = B^{'} \cdot L^{'}

Lunghezza efficace della fondazione L', Larghezza della fondazione L' e base A'

Pressione del terreno presente

Con ciò è possibile determinare la pressione del terreno presente:

σ_{v o r h} = \frac{{V^{'}}_{d}}{A^{'}}

Valore di progetto dell'azione di rottura del terreno

Verifica

La pressione del terreno presente viene confrontata con la pressione del terreno indicata:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Criterio di progetto rottura del terreno

Verifica con resistenza al cuscinetto calcolata (Appendice D)

Nella verifica della resistenza al cuscinetto secondo EN 1997-1 [1], avviene un confronto tra le azioni normali alla base di fondazione e i valori di progetto delle resistenze. Viene utilizzato un metodo di calcolo secondo [1] 6.5.2.2. Nell'Appendice D della norma si trova un esempio informativo per la determinazione analitica della resistenza al cuscinetto.

Determinazione della resistenza al cuscinetto per condizioni consolidate

Il valore caratteristico della resistenza al cuscinetto può essere determinato secondo [1] Appendice D, equazione (D.2) per condizioni consolidate come:

R_{k} / A^{'} = \underset{σ_{c}}{\underset{⏟}{c^{'} \cdot N_{c} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c}}} + \underset{σ_{q}}{\underset{⏟}{q^{'} \cdot N_{q} \cdot b_{q} \cdot s_{q} \cdot i_{q}}} + \underset{σ_{γ}}{\underset{⏟}{0.5 \cdot γ^{'} \cdot B^{'} \cdot N_{γ} \cdot b_{γ} \cdot s_{γ} \cdot i_{γ}}}

σ_c	Tensione dovuta alla coesione
σ_q	Tensione dovuta all'altezza della fondazione
σ_γ	Tensione dovuta alla larghezza della fondazione

Valore caratteristico della resistenza a rottura del terreno secondo EN 1997-1 Appendice D (consolidata)

Coefficienti di capacità portante (N_c, N_q, N_γ): Questi fattori sono calcolati considerando le condizioni del terreno e l'angolo di attrito.

N_{q} = e^{π \cdot \tan (φ_{d}^{'})} \cdot \tan^{2} (45 ° + φ_{d}^{'} / 2)

N_{c} = (N_{q} - 1) \cdot \cot (φ_{d}^{'})

N_{γ} = 2 \cdot (N_{q} - 1) \cdot \tan (φ_{d}^{'}) sofern φ^{'} / 2 (raue Sohlfläche)

Coefficienti della capacità portante

Coefficienti di forma (s_c, s_q, s_γ): Questi considerano la geometria della fondazione, come piante del terreno rettangolari o quadrate.

s_{q} = 1 + B^{'} / L^{'} \cdot \sin (φ_{d}^{'})

s_{c} = (s_{q} \cdot N_{q} - 1) / (N_{q} - 1)

s_{γ} = 1 - 0, 3 \cdot B^{'} / L^{'}

Coefficiente di forma per pianta rettangolare o quadratica

Coefficienti di inclinazione dell'area di fondazione (b_c, b_q, b_γ): I coefficienti di inclinazione dell'area di fondazione considerano l'inclinazione della base di fondazione α e sono fondamentalmente calcolati per la verifica della resistenza al cuscinetto.

b_{q} = (1 - α \cdot \tan (φ_{d}^{'}))^{2}

b_{c} = b_{q} - (1 - b_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

b_{γ} = b_{q}

Coefficienti dell'area di base

Coefficienti di inclinazione (i_c, i_q, i_γ): Questi considerano gli effetti dei carichi inclinati.

m_{B} = (2 + B^{'} / L^{'}) / (1 + B^{'} / L^{'})

m_{L} = (2 + L^{'} / B^{'}) / (1 + L^{'} / B^{'})

m = m_{L} \cdot \cos^{2} (ω) + m_{B} \cdot \sin^{2} (ω)

i_{q} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m}

i_{c} = i_{q} - (1 - i_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

i_{γ} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m + 1})

Coefficienti di inclinazione

Angolo di inclinazione delle forze e relazioni geometriche per la determinazione dei coefficienti di inclinazione

Determinazione della resistenza al cuscinetto per condizioni non consolidate

Nel caso di condizioni non consolidate, viene utilizzata la seguente formula:

R_{k} / A^{'} = (π + 2) \cdot c_{u} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c} + q

Valore caratteristico della resistenza portante secondo EN 1997-1 Appendice D (non drenato)

Verifica

Il valore di progetto dell'azione di cuscinetto viene confrontato con il valore di progetto della resistenza al cuscinetto:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Criterio di progetto rottura del terreno

Informazione

Le azioni (Actions A), i parametri del terreno (Material M) e le resistenze (Resistance R) devono essere ridotti con i coefficienti parziali di sicurezza 𝛾 secondo [1] A.3.

IBC 2021 / ACI 318-19 (ASD): Pressione del terreno

Scopo della verifica

La verifica della pressione del terreno controlla se le tensioni di contatto trasmesse dalla fondazione al sottosuolo non superano la pressione ammissibile del terreno. La distribuzione della tensione sotto la fondazione è assunta lineare in caso di tensione combinata da forza assiale e momento flettente.

Distribuzione della tensione

Le tensioni di contatto del terreno sono determinate dalla forza assiale e dal momento flettente alla base di fondazione:

q_{u} = \frac{P_{z}}{A} \pm \frac{M}{S}

P_z	carico verticale totale sulla fondazione [kip]
A	Area della fondazione [ft²]
M	Momento flettente alla base di fondazione [kipft]
S	Moduli di sezione dell'area di fondazione [ft³]

Pressione del terreno

Verifica

Le tensioni di contatto del terreno risultanti non devono superare la pressione ammissibile del terreno. La pressione ammissibile del terreno σ_a può essere definita nella configurazione di progetto geotecnica dell'add-on Concrete-Foundations.

Grado di utilizzo

η = \frac{q_{u}}{σ_{a}}

Tasso di utilizzazione – Pressione del terreno

Configurazione del software

La pressione ammissibile del terreno σ_a è definita nella configurazione di progetto geotecnica dell'add-on Concrete-Foundations. Tutti i carichi verticali agenti sulla fondazione sono presi dai casi di carico definiti.

Capitolo principale

Stabilità esterna - Verifiche geotecniche