Manuali online RFEM 6 | Fondazioni di calcestruzzo

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Ann-Kathrin Dannwerth, B.Sc.

2024-07-11

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Panoramica

Add-on Fondazioni di calcestruzzo

Basi teoriche

Specifiche di progetto

Proprietà di verifica delle fondazioni continue

progettazione

Risultati

Documentazione

Resistenza del terreno

Il controllo della capacità portante del terreno può essere condotto in modi diversi a seconda delle norme.
Nel codice Euro, il controllo avviene tramite un confronto dei valori di progetto delle azioni e delle resistenze (verifica di rottura per carico di fondazione), mentre nelle norme nordamericane si lavora spesso con pressioni ammissibili del terreno.
Entrambi gli approcci descrivono lo stesso comportamento portante del terreno, ma differiscono per il concetto di sicurezza e il formato della verifica.

EN 1997-1: Verifica di rottura per carico di fondazione

Nella verifica di rottura secondo EN 1997-1, la resistenza può essere determinata tramite pressioni del terreno ammissibili prescritte o attraverso il calcolo della resistenza a rottura per carico di fondazione considerando gli strati del terreno e le caratteristiche del suolo.

Verifica con pressione ammissibile del terreno prescritta

In questo tipo di verifica, la pressione del terreno esistente viene confrontata con la pressione ammissibile indicata.
Il valore della capacità portante ammissibile σ_a è definito nelle configurazioni di progetto geotecnico del componente aggiuntivo "Fondazioni in calcestruzzo" nella sezione "Pressione ammissibile del terreno".

Determinazione degli sforzi alla base del terreno e dei punti medi dei carichi

La forza di taglio di progetto con carichi aggiuntivi sulle fondamenta V_z,+add e i momenti flettenti di progetto risultanti M_y,+add e M_x,+add al centro della base delle fondamenta 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 della superficie effettiva delle fondamenta

Nella verifica di rottura si considera solo una parte della superficie reale della base - la parte in cui la forza normale risultante agisce nel mezzo.

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 esistente

Ciò consente di determinare la pressione del terreno esistente:

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

Valore di progetto dell'azione di rottura del terreno

Verifica

La pressione del terreno esistente 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 alla rottura calcolata (Allegato D)

Nella verifica di rottura secondo EN 1997-1 [1] si effettua un confronto fra le azioni normali alla base e i valori di progetto delle resistenze. Si utilizza una procedura di calcolo secondo [1] 6.5.2.2. Nell'allegato D della norma è presente un esempio informativo per la determinazione analitica della resistenza a rottura.

Determinazione della resistenza alla rottura in condizioni consolidate

Il valore caratteristico della resistenza alla rottura può essere determinato in condizioni consolidate secondo l'allegato D, equazione (D.2) di [1]:

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 vengono calcolati tenendo conto delle condizioni del terreno e dell'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 tengono conto della geometria delle fondamenta, ad esempio pianta rettangolare o quadrata.

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 della base (b_c, b_q, b_γ): I coefficienti di inclinazione della base considerano l'inclinazione della fondazione α e vengono calcolati fondamentalmente per il controllo di rottura.

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 prendono in considerazione 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 alla rottura in condizioni non consolidate

Nel caso di condizioni non consolidate si utilizza 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 rottura viene confrontato con il valore di progetto della resistenza a rottura:

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

Criterio di progetto rottura del terreno

Informazione

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

Capitolo principale

Stabilità esterna - Verifiche geotecniche