Costruzione delle opere di architettura-appunti

STRUTTURE DI FONDAZIONE

Hanno il compito di trasmettere i carichi verticali e orizzontali dell’edifcio al terreno

sottostante.

La struttura di fondazione dipende direttamente dalle caratteristiche geotecniche del

suolo su cui insiste. Allo stesso tempo il comportamento del terreno sottoposto al

carico dipende dalle tecnologie costruttive dell’edifcio e delle sue fondazioni:

collegamento statico tra edifcio e terreno sottostante.

La scelta corretta della tipologia del sistema fondale, il dimensionamento, la sua

progettazione degli elementi tecnici principali e di protezione si riflettono nelle

prestazioni non solo di carattere statico ma anche di comfort e di durabilità nel tempo

di tutto l’edifcio.

Il carico trasmesso dall’edifcio al terreno comporta la deformazione del terreno stesso,

il cedimento di questo può essere previsto attraverso il calcolo e sono tollerati dalle

strutture portanti.

Quando i movimenti del terreno non avvengono in maniera omogenea, si verifcano

azioni di CEDIMENTO DIFFERENZIALE e sono le cause principali di dissesto delle

strutture di elevazione. La loro soluzione comporta interventi di consolidamento, sia

del terreno che della struttura.

Scritte in rosso: nome capitolo

Scritte in azzurro: nome paragrafo

Scritte in giallo sottolineato: nome sotto paragraf

Scritte in verde con asterisco: elenchi presenti nei sotto paragraf

Pertanto, lo studio del terreno è particolarmente importante e deve essere svolto fn

dalle prime fasi dello sviluppo del progetto.

Un disequilibrio nelle strutture di elevazione si può riflettere nel livello fondale con la

concentrazione delle risultanti verticali dei carichi in zone non in grado di contenerle e

la conseguente frattura e cedimento delle strutture sovrastanti.

Il sottodimensionamento delle strutture di fondazione può essere causa di piccoli e

grandi dissesti.

La forma e le dimensioni delle fondazioni devono essere defnite in funzione dei carichi

della natura del terreno e della tipologia delle strutture di elevazione.

La defnizione della quota delle fondazioni serve per raggiungere lo strato di terreno

con portanza adeguata.

Il volume ricavato entro terra consente la realizzazione di superfci edilizie con

destinazioni utili alla funzionalità del prefabbricato.

Gli scavi del terreno superfciale spesso sono la sagoma di contenimento del

calcestruzzo stesso.

A seconda del grado di mediazione presente tra gli elementi strutturali e la superfcie

di contatto del suolo, possiamo distinguere:

1. -strutture di fondazioni dirette: unità tecnologica fondale è a diretto contatto

con il terreno

2. -strutture di fondazione indirette: a causa di una insufficiente portanza del

terreno superfciale, è necessario ricorrere a dispositivi aggiuntivi, pali, tiranti,

chiodature, tali da garantire condizioni di stabilità e sicurezza dell’apparato

fondale.

Altra classifcazione è:

-strutture di fondazione discontinue: plinti

-continue: costituite da elementi tecnici collegati fra loro

1-FONDAZIONI SUPERFICIALI

FONDAZIONI SUPERFICIALI DISCONTINUE

È realizzato con elementi tecnici puntuali: PLINTI

Vengono adottate quando le sovrastanti strutture in elevazione sono del tipo a TELAIO.

I plinti vengono collocati con il baricentro sulla risultante verticale delle forze

trasmesse dai pilastri per consentire la corretta ripartizione dei carichi dell’edifcio

trasmessi al piano fondale di posa.

I plinti hanno la funzione di distribuire il carico puntuale delle strutture su una

superfcie più ampia ed evitare il fenomeno di sprofondamento del terreno degli

elementi puntiformi della struttura di elevazione.

PLINTO: elemento rigido a forma di dado.

Attualmente viene realizzato generalmente in calcestruzzo. Può essere armato e non

armato a seconda che esso sia fatto lavorare solo a compressione o anche a flessione.

2 tipologie:

-plinti parallelepipedi: maggior utilizzo di armature per ovviare alle sollecitazioni di

taglio che vengono a verifcarsi

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Scritte in azzurro: nome paragrafo

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Scritte in verde con asterisco: elenchi presenti nei sotto paragraf

-plinti tronco-piramidali: minore impiego di armature essendo molto ridotte le

dimensioni tangenziali

Le fondazioni in genere non appoggiano direttamente sul terreno ma sono postate

sopra uno strato di calcestruzzo a basso contenuto di cemento detto magrone, il cui

compito è quello di fornire la base livellata di appoggio alle sovrastanti strutture di

fondazione.

È frequente l’utilizzo di plinti prefabbricati, utilizzando casseforme reimpiegabili in

acciaio. Il plinto prefabbricato è generalmente di forma tronco-piramidale.

Il posizionamento del pilastro sul plinto avviene mediante un apposito alloggiamento

chiamato bicchiere: il pilastro viene posizionato centrato e posto a piombo,

eventualmente con il supporto di centraggio in acciaio.

Strutture di elevazione realizzate con colonne in acciaio, nella parte inferiore verrà

saldata ad una piastra orizzontale forata che funge da ripartizione del carico sul plinto

e viene fssato con delle barre di ancoraggio: i tirafondi.

TIRAFONDI: costituiti da barre piegate ad uncino nella parte inferiore e flettate nella

parte superiore.

Sono posizionate con precisione prima del getto di calcestruzzo mediante una DIMA:

piastra opportunamente dimensionata e forata.

I pilastri vengono posizionati mediante bulloni e rondelle che ne consentono la perfetta

messa a piombo, mantenendo la colonna sollevata di 2-3 cm dal plinto.

I plinti sono collegati tra loro mediante cordoli in calcestruzzo o attraverso travi di

collegamento.

Gli elementi di collegamento consentono un maggior irrigidimento delle fondazioni a

plinti.

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I cordoli possono essere utilizzati unendo le basi dei plinti. Qualora dovesse essere

necessario vengono realizzate travi di collegamento, utili anche da appoggio per lo

sviluppo delle pareti perimetrali e dei solai a terra che verranno realizzati

successivamente.

CASI PARTICOLARI:

-pilastri molto vicini: si dimensionano direttamente dei plinti a base allargata in modo

tale da accogliere le strutture in elevazione a loro riferite

-pilastri nelle zone di confne: si realizzano plinti asimmetrici

FONDAZIONI SUPERFICIALI CONTINUE

Hanno un doppio funzionamento:

-aumentano la superfcie resistente sul terreno

-collegano le strutture di elevazione sovrastanti

Quando i terreni non sono particolarmente resistenti è più conveniente la realizzazione

di un’unica struttura di fondazione.

Fondazioni a:

-cordoli di fondazione: utilizzati prevalentemente in presenza di murature portenti in

elevazione e hanno la funzione principale di ripartire i carichi in maniera omogenea sul

terreno

-fondazioni a trave rovescia: ripartisce sulla superfcie di appoggio i carichi trasmessi

dalle strutture sovrastanti, ribaltando la distribuzione delle tensioni al suo interno

Le travi rovesce devono sopportare carichi molto elevati pertanto le dimensioni sono

molto ingombranti e richiedono una quantità elevata di calcestruzzo armato.

Possono essere armate e non armate.

L’angolo fra l’imposta della struttura e lo spigolo della fondazione non deve superare i

60°.

Le fondazioni armate sono quelle che si utilizzano oggi e consentono flessibilità alle

fondazioni. In caso di strutture di elevazione in telaio: maggiore quantità di armature

in corrispondenza delle aree di alloggiamento dei pilastri e in corrispondenza delle

mezzarie di appoggio a terra.

Fondazioni a zattera: le fondazioni sono confgurate a formare un reticolo ortogonale di

travi ugualmente ordite e più o meno armate.

FONDAZIONI DIRETTE: possono giungere a una profondità di 6-8 metri, ma bisogna

tenere conto della quota in discesa per verifcare il punto dove il terreno gela.

Occorre collocare il piano di posa sotto questa quota per evitare che il terreno,

gelando, produca una spinta verso l’alto della fondazione stessa, provocando

cedimenti differenziali.

FONDAZIONI A PLATEA

-maggiore garanzia di omogeneità, limita i danni di cedimenti differenziali

-facilità di messa in opera

-terreni con caratteristiche di resistenza non molto elevate

-strutture in elevazione con carichi rilevanti

- quando si vuole ottenere una base di appoggio particolarmente rigida

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PLATEE NERVATE

Sono un reticolo di travi rovesce che consentono di diminuire lo spessore della soletta.

Solitamente le platee hanno uno spessore di 40-80cm.

OPERAZIONI DI CANTIERE PER UNA PLATEA

-fase iniziale: piano di posa (attraverso sbancamento e livellamento)

-spianatura del terreno e primo getto del magrone

-posizionamento reti elettrosaldate e gabbie di barre in acciaio

-getto della platea

2-FONDAZIONI PROFONDE

FONDAZIONI PROFONDE DISCONTINUE: PALI

Quando il terreno non presenta valori di portanza sufficienti oppure è presente un

carico notevole a causa di edifci alti si utilizzano fondazioni PROFONDE e si

raggiungono profondità elevate attraverso l’uso di pali.

Il trasferimento delle sollecitazioni di compressione avviene attraverso due modalità:

-carico puntuale: il palo raggiunge lo strato di terreno portante e vi trasferisce il

proprio carico

-attrito radente: il palo trasferisce le forze attraverso l’attrito che si verifca lungo tutta

la sua superfcie con il terreno circostante. I pali devono essere distanziati 3 volte il

loro diametro.

Le linee di pressione del terreno generate da un palo formano un bulbo rovesciato.

Quando i pali sono ravvicinati tali forze di compressione vengono a interferire

reciprocamente provocando un effetto di diminuzione dell’attrito sul terreno.

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La capacità portante dei pali è stata dal diametro del fusto che va dai 200mm ai

1000mm e dal materiale che può essere calcestruzzo armato o acciaio.

La lunghezza varia dai 6 ai 20 m e dai 30 m in su.

I pali sono posizionati sottostrutture di fondazioni superfciali (plinti, travi rovesce e

platee) e devono essere collegati far loro da cordoli e travi di collegamento,

presentano la funzione di uniformare il carico sovrastante.

Un plinto può avere uno o più pali, una trave rovescia ha sicuramente più pali.