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CATTEDRA DI FONDAZIONI E OPERE DI SOSTEGNO Tema n4
Dimensionamento di fondazioni superficiali
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Si richiede di progettare le fondazioni superficiali di un
edificio intelaiato considerando le azioni trasmesse in fondazione
per la combinazione di carico sismica dello Stato Limite di
salvaguardia della Vita (Tabella 1).
La Figura 1 mostra la successione stratigrafica dei terreni di
fondazione; le caratteristiche meccaniche dei diversi strati, da
riportare nella Tabella 2, sono quelle ottenute nellesercitazione
sul Tema 1 caratterizzazione geotecnica.
Ledificio, con struttura in acciaio schematicamente
rappresentata in Figura 2, composto da 1 piano interrato e 4 piani
fuori terra. La Figura 3 mostra la pianta della struttura alla
quota di estradosso della fondazione.
Si richiede di dimensionare le travi di fondazione degli
allineamenti dei pilastri Y7 e X8, evidenziati nella Figura 3, i
cui telai sono mostrati nella Figura 4.
Si rappresenti la pianta del reticolo di travi rovesce
delledificio e due sezioni ortogonali, ubicate tra gli allineamenti
X7-X8 e Y4-Y5, indicando il piano campagna, il piano di posa delle
fondazioni e la successione stratigrafica dei terreni di
fondazione.
Combinazione SISMICA (SLV)
Fx Fy Fz Mx My Nodo
KN KN KN KNm KNm X1 48.23 14.47 344.58 33.42 111.40 X2 197.36
59.21 1410.16 136.77 455.90 X3 88.06 26.42 629.22 61.03 203.42 X4
200.34 60.10 1431.49 138.84 462.79 X5 193.64 58.09 1383.57 134.19
447.30 X6 92.48 27.74 660.75 64.09 213.62 X7 33.80 10.14 241.47
23.42 78.07 XY 174.07 52.22 1243.79 120.63 402.11 Y1 82.58 24.77
590.04 57.23 190.76 Y2 157.67 47.30 1126.58 109.27 364.22 Y3 168.96
50.69 1207.26 117.09 390.30 Y4 142.10 42.63 1015.35 98.48 328.26 Y5
49.88 14.96 356.41 34.57 115.23 Y6 49.49 14.85 353.64 34.30 114.33
Y7 142.15 42.65 1015.69 98.51 328.37 Y8 174.82 52.45 1249.12 121.15
403.84 Y9 174.58 52.37 1247.42 120.99 403.28 Y10 174.72 52.42
1248.38 121.08 403.60 Y11 175.60 52.68 1254.66 121.69 405.63 Y12
170.18 51.05 1215.96 117.93 393.11 Y13 93.57 28.07 668.58 64.84
216.15
Tabella 1 Azioni trasmesse in fondazione dalla struttura in
elevazione
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Figura 1 - Sezione stratigrafica
Tabella 2 - Caratteristiche meccaniche dei terreni di
fondazione
(kN/m3)
c (kPa)
()
Cu (kPa)
e0 wL (%)
OCR CC CS G (MPa)
R T1 T2 T3 T4 T5
Figura 2 Vista 3D della struttura in acciaio
2
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Y7
Figura 2 Pianta delledificio alla quota di estradosso
fondazione
3
-
4
Telaio Y7
Telaio X8
Figura 4 Telai Y7 e X8 (solo linee dasse degli elementi
strutturali)
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Fattori di capacit portante Nq, Nc, N
Coefficienti di forma
Coefficienti di inclinazione del carico
sq sc s
iq ic i
c u
m T1N c B L
m 1T1
N B L c cot
+ + mT1
N B L c cot +
qq
c
1 ii
N tan
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Indice di rigidezza critico
Coefficienti di punzonamento
Valori dei Coefficienti di punzona mento q,
6
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Verifiche agli stati limite ultimi SLU di tipo geotecnico
(GEO)
collasso per carico limite dellinsieme fondazione-terreno;
collasso per scorrimento sul piano di posa;
SLU di tipo strutturale (STR)
raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali Le
verifiche devono essere effettuate secondo lApproccio 2:
(A1+M1+R3)
Nelle verifiche nei confronti di SLU di tipo strutturale (STR),
il coefficiente R non deve essere portato in conto.
Tab. 6.2.I Coefficienti parziali per le azioni o per leffetto
delle azioni
Effetto Coefficiente Parziale
F (o E) (A1) (A2) Favorevole 1,0 1,0
Carichi permanenti G1 Sfavorevole
G1 1,3 1,0
Favorevole 0,0 0,0 Carichi permanenti G2
Sfavorevole G2
1,5 1,3
Favorevole 0,0 0,0 Azioni variabili Q
Sfavorevole Qi
1,5 1,3
Tab. 6.2.II Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del
terreno
Parametro Grandezza alla quale
applicare il coefficiente parziale
Coefficiente parziale
M (M1) (M2)
Tangente dellangolo di resistenza al taglio tan k 1,0 1,25
Coesione efficace ck c 1,0 1,25 Resistenza non drenata cuk cu 1,0
1,4 Peso dellunit di volume 1,0 1,0
Tab. 6.4.I Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati
limite ultimi di fondazioni superficiali Verifica Coefficiente
parziale R
Carico limite 2.3 Scorrimento 1.1
7
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Condizioni pseudo-statiche
Le verifiche degli stati limite ultimi in presenza di azioni
sismiche devono essere eseguite ponendo pari a 1 i coefficienti
parziali sulle azioni e sui parametri geotecnici e impiegando le
resistenze di progetto, con i coefficienti parziali R indicati nel
presente Capitolo 7, oppure con i R indicati nel Capitolo 6 laddove
non espressamente specificato.
Tab. 7.11.II Coefficienti parziali R per le verifiche agli stati
limite (SLV) delle fondazioni superficiali con azioni sismiche
Verifica Coefficiente parziale R
Carico limite 2.3 Scorrimento 1.1
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Verifica nei confronti di uno stato limite ultimo per carico
limite della fondazione
Condizioni di Breve Termine
forma inclinazione punzonam. fattori capacit portante
N 2 (kN/m3) B (m) qlim (kPa) -- -- -- 0 --
q q q Nq 1 (kN/m3) Df (m) 1.0
c c c Nc Cu 5.14
somma
Condizioni di Lungo Termine
forma inclinazione punzonam. fattori capacit portante
N 2 (kN/m3) B (m) qlim (kPa) --
q q q Nq 1 (kN/m3) Df (m)
c c c Nc c somma
R
limd LBq=R
con qlim = (qlim + u) per superficie libera della falda al di
sopra del piano di posa
Azioni trasmesse in fondazione
Fz (kN) qfond (kPa) B L G Qfond (kN) Ed (kN)
Verifica
Rd (kN) Ed (kN) Rd/Ed
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