Travi di Fondazione e Plinti

Travi di fondazione e plinti

In primo luogo è opportuno fare qualche considerazione su come si devono studiare le interazioni: Struttura - Fondazione, e, in generale, supponendo di avere la seguente struttura a telaio, caricata con forze esterne sia verticali che orizzontali (condizione di carico generica): (fig.1)

Si dovrebbero studiare la struttura in elevazione, la fondazione e il terreno tutti insieme, ma è opportuno fare qualche posizione per semplificare un po' le cose. In genere si cerca di studiare la struttura in elevazione con dei vincoli alla base (fig.2A) (fig.2)

Travi di fondazione e plinti

In primo luogo è opportuno fare qualche considerazione su come si devono studiare le interazioni Struttura - Fondazione, e, in generale, supponendo di avere la seguente struttura a telaio, caricata con forze esterne sia verticali che orizzontali (condizione di carico generica): (fig.1)

• Struttura (a telaio)
• Fondazione
• Terreno

Si dovrebbero studiare la struttura in elevazione, la fondazione e il terreno tutti insieme, ma è opportuno fare qualche posizione per semplificare un po' le cose. In genere si cerca di studiare la struttura in elevazione con dei vincoli alla base (fig.2A)

A. B. (fig.2)

Infatti ci sono, in (fig. 2.A), gli incontri alla base con le relative reazioni vincolari che esplicano, e poi si va a studiare la fondazione in concomitanza, considerandoci applicate su di essa le reazioni dei vincoli, ossia le azioni esplicate della struttura stessa (fig. 2.3), momenti, tagli e sforzi normali.

Per poter praticare un'ip. di questo tipo, bisogna garantire un requisito molto più rigido della struttura in elevazione, cioè deve accadere che la struttura di fondazione non deve determinare per la sovrastruttura non condotti cedimenti differenziali, perché tali cedimenti, di fatto, su una struttura che è iperstatica, generano degli effetti che quando si calcola una struttura non se ne tiene conto.

Ma se non se ne tiene conto, ciò che impone di considerarli, invece, è l'edizione di un modello completo, quindi, se non si volesse avere tale modello, si volessero ignorare gli effetti di tali cedimenti sulla struttura in elevazione, allora si deve garantire che la struttura di fondazione sia molto più rigida della struttura in elevazione.

Un parametro di progetto che consente di misurare questa rigidezza relativa si ϕ = (If + Mf * Ite ) / If ≤ 1.25 (1)

Nella (1) si dice che If è l'inerzia della struttura di fondazione, Mf è il numero di piani e Ite è l'inerzia delle travi in elevazione. Questo rapporto ϕ deve rispettare la suddetta limitazione, ed è un parametro che misura la rigidezza relativa tra le travi di fondazione e le strutture in elevazione.

Si impiegano le inerzie, che comunque sono affini alla rigidezza. Al denominatore c'è lo If, nell'ip. che le travi di fondazione abbiano, come in genere capita, una sezione a T rovescio: essa è la Iqx, cioè il momento di inerzia della sezione attorno all'asse baricentrico parallelo della base (fig. 3).

Sezione a "T" rovescia

Ite riguarda invece le travi in elevazione e, in genere, quando si realizza una struttura, si cerca sempre di non differenziare molto le relative sezioni; anzi, si tende a realizzare strutture con travi uguali per ciascun piano e, al limite, si potrebbero differenziare appena le travi di copertura rispetto a quelle di piano, ma, come detto, si assegna la stessa sezione a tutte le travi tipicamente.

A questo punto, dire che il rapporto prima sfruttato debba essere tale che φ ≤ 1.25, allora il termine Mp/Ιf non deve pesare più del 25% rispetto alle Ιf (1.025). Come detto, φ può essere un parametro di progetto; infatti, se non fosse stata ancora quantificata la Ιf, ma si conosce il prodotto (ηpΙf), allora si potrebbe decidere di fissare un valore per φ, ad es. proprio 1.25, e in tal caso, tramite la (2) si tira fuori una condizione sulla Ιf da consegnare alla trave di fondazione (["Ix" minimo]).

Il genere d'inerzia tende a dipendere molto di più dell'altezza che della base, varia infatti con il cubo dell’altezza, quindi si può avere un’idea iniziale di quanto deve essere alta la struttura di fondazione.

In queste condizioni, si può studiare separatamente la struttura in elevazione con i vincoli di incastro alla base; poi, di conseguenza, si prendono queste reazioni di incastro, perfetti di vincoli alla base, applicandole alla struttura di fondazione, studiandole separatamente.

Se la (1) non fosse soddisfatta, non c'è scampo, cioè bisogna prendere un modello che contempli il sistema come un insieme di sovrastruttura, fondazione e terreno.

Esistono software di calcolo che consentano di studiare sistemi complessivi, ma bisogna prestare molta attenzione a come usarli, perché i modelli di terreno che vengono usati devono essere tali da valutare bene la deformabilità del sistema e del terreno, altrimenti si rischierebbe di sovrastimare gli effetti sulla sovrastruttura.