Fondazioni superficiali
Si definisce fondazione superficiale la fondazione che soddisfa il rapporto:
- D/B < 1
Tipologie di fondazioni superficiali
Possono essere realizzate con:
- Travi di fondazioni: strutture continue che presentano una lunghezza molto maggiore dell'altra.
- Plinti: strutture tozze che in pianta presentano dimensioni comparabili.
Progetto di fondazioni superficiali
Il progetto di fondazioni superficiali prevede:
- Analisi a rottura (SLU).
- Analisi in esercizio per la valutazione dei cedimenti (SLE).
Possibili meccanismi di rottura
- Rottura generale: forma nuove di una superficie di scorrimento. Il terreno sottostante scorre lateralmente e verso l'alto. A questo meccanismo corrisponde un comportamento della fondazione di tipo plastico fragile. Si verifica per terreni poco deformabili (sabbie addensate argille consistenti). È l'unico meccanismo di rottura in condizioni non drenate in quanto avviene senza variazioni di volume.
- Punzonamento (punching): si verifica in terreni soffici (geli sabbie). Il terreno sottostante la fondazione si comprime, alla base si osserva uno spostamento verso il basso del terreno. Tale meccanismo richiede una variazione di volume perché può verificarsi solo in condizioni drenate.
Capacità portante
- Fondazione rettangolare (L→∞) → 2D
- Piano di fondazione orizzontale
- Terreno omogeneo
- Carico uniformemente distribuito verticale
- Comportamento plastico rigido
- Piano campagna orizzontale
In condizioni drenate, il carico limite è dato dalla soluzione di Pradtl:
qlim = q0 Nq + c'l Nc + 1/2 γB Nγ [F/L]
- q0: sovraccarico laterale
- c'l: coesione
- q0 = γD
- Qlim = qlim · Afond [F]
I parametri Nq, Nc, Nγ tengono conto di diversi meccanismi di rottura:
Nq = Nq(Φ',i); Nc = Nc(Φ',i); Nγ = Nγ(Φ',i)
Essendo in condizioni drenate, l'equilibrio tra capacità portante e carichi deve essere imposto in termini di stress efficaci.
Coefficiente correttivi
Per rendere generale la formula, si introducono dei coefficienti correttivi per tener conto di:
- Diversa forma delle fondazioni → se B e L sono comparabili cade l'ipotesi di L→∞
- Inclinazione del carico → se carico inclinato cade ipotesi di carico verticale
- Inclinazione piano di fondazione → cade ipotesi di piano di fond. orizzontale
- Inclinazione del terreno → cade ipotesi di piano campagna orizzontale
Carico eccentrico
Se la risultante dei carichi non è applicata nel baricentro della fondazione, si tiene conto dell'eccentricità concependo una fondazione di:
- Dimensioni ridotte: Br = B - 2e
- e = M / V
- Si considera solamente la parte di fondazione in cui risulta essere centrato
Condizioni non drenate
In condizioni non drenate cΦ'=0, quindi:
qlim = qo + Su Nc
Punzonamento
Ipotesi: terreno elastico perfettamente plastico. Collasso della fondazione = collasso plastico di una infinita cavità cilindrica. Sotto queste ipotesi il carico di collasso non dipende solamente dai parametri di resistenza del suolo ma anche dalla rigidezza G.
Si introduce un indice di rigidezza Ir (z + D/B) funzione di G.
- Ir = ∞ → rq, rs, rc = 1 → terreno rigido plastico → rottura generale.
- Ir << 1 → rq, rs, rc < 1 → terreno deformabile → punzonamento
rq, rs, rc riducono Q in quanto se si ha punzonamento, questo si verifica prima della rottura generale.
Design w/ EC7 & NTC
Per quanto riguarda la verifica agli stati limite...
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