COPERTINA. Prototipo di Relazione geotecnica di esempio

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1 COPERTINA Prototipo di Relazione geotecnica di esempio

2 GENERALITA RELAZIONE GEOTECNICA SULLE FONDAZIONI (NTC 2008 CAP. 6 e CIRCOLARE 617/2009 punto C ) OGGETTO COMUNE: Progetto di una struttura in c.a. intelaiata. Arpino (FR) ZONA SISMICA: Zona 1 ALTITUDINE: 300 m s.l.m. (Zona neve 2) TIPOLOGIA STRUTTURALE: Struttura intelaiata in cemento armato. TIPOLOGIA FONDAZIONI: Fondazioni dirette a graticcio di travi rovesce in cemento armato. NORMATIVA: D.M.14/01/2008 APPROCCIO VERIFICA GEO: Approccio 2 INDICE Descrizione dell opera e degli interventi...3 Problemi geotecnici e scelte tipologiche...4 Descrizione del programma delle indagini e delle prove geotecniche...4 Caratterizzazione fisico meccanica dei terreni...4 Modelli geotecnici di sottosuolo e metodi di analisi:...5 Verifiche della sicurezza e delle prestazioni: identificazione dei relativi stati limite...6 Verifiche GEO: Approcci progettuali e valori di progetto dei parametri geotecnici...7 Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE)...10 Risultati delle analisi e loro commento...12 Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 2 di 12

3 Descrizione dell opera e degli interventi L intervento previsto consiste in una struttura in cemento armato intelaiata a duplice elevazione con fondazioni dirette superficiali con piano di posa su doppio livello uno a quota -3,7 m e l altro a quota m dall attuale p.d.c. Le strutture di fondazioni sono costituite da travi con sezione a T rovescia in cemento armato gettato in opera. Pericolosità sismica Definizione della pericolosità sismica di base secondo le NTC 2008 tramite una griglia regolare che copre tutto il territorio nazionale. Nei nodi della griglia l INGV ha calcolato l accelerazione sismica massima attesa, sulla base di quest ultima vengono calcolati i parametri di pericolosità sismica: Parametri per le forme spettrali in località Arpino LATITUDINE LONGITUDINE Classe dell edificio II Vita Nominale Struttura 50 anni Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 3 di 12

4 Parametri di pericolosità Sismica Stato Limite Tr [anni] A g [g] F 0 [-] T* c [s] Operatività Danno Salvaguardia Vita Prevenzione Collasso Problemi geotecnici e scelte tipologiche La scelta di realizzare la fondazione su doppio livello è scaturita da esigenze di carattere orografico. Infatti vi è uno strato di roccia affiorante con andamento a terrazzo. Dall analisi dei risultati delle indagini geognostiche, in considerazione della stratigrafia del terreno, delle caratteristiche geomeccaniche del terreno e dei carichi trasmessi sul terreno dalla struttura si è ritenuto di adottare delle fondazioni superficiali costituite da un graticcio di travi rovesce. Descrizione del programma delle indagini e delle prove geotecniche Dalla relazione geologica si evince che sono state eseguite le seguenti indagini geognostiche: rilevamento geologico di superficie integrato con sondaggio geognostico la cui ubicazione è riportata in allegato alla relazione geologica. Caratterizzazione fisico meccanica dei terreni Caratteristiche litostratigrafiche Dalla Relazione Geologica si assumono i parametri relativi alla geomorfologia e litostratigrafia. Il fabbricato sarà ubicato su terreno appartenente alla formazione delle Puddinghe di Santopadre. Non è presente la falda acquifera Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 4 di 12

5 Caratteristiche fisico meccaniche dei terreni Il modello geotecnico del sito è il seguente: Livello a Livello b da 0,0 metri a 0.70 metri terre rosse da 0,70 a 15,00 metri Puddinghe di Santopadre γ φ C Ed t/m3 dan/cm2 dan/cm , Le caratteristiche geomeccaniche del terreno di base che interagisce con la struttura sono: Livello b da 0,70 a 15,00 metri Puddinghe di Santopadre γ φ C t/m3 dan/cm Caratterizzazione sismica del suolo di fondazione: La categoria di suolo di fondazione è: Categoria A Modelli geotecnici di sottosuolo e metodi di analisi: Nel modello strutturale di calcolo l interazione suolo-struttura è stata considerata schematizzando il terreno come un letto di molle elastiche indipendenti (modello alla Winkler). La costante di sottofondo del terreno è stata posta pari a 4 dan/cm³. Le interazione terreno-struttura sono state contemplate nel modello di calcolo strutturale mediante elementi finiti specifici costituiti da travi su suolo elastico. I risultati di analisi sono riportati nella relazione di calcolo e riassunti, mediante immagini, nelle pagine seguenti. Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 5 di 12

6 Verifiche della sicurezza e delle prestazioni: identificazione dei relativi stati limite Le verifiche della sicurezza in fondazione sono condotte nei riguardi dello stato limite ultimo e dello stato limite di esercizio. Le verifiche nei riguardi dello stato limite ultimo (SLU) previste dalla Normativa sono: EQU - perdita di equilibrio della struttura, del terreno o dell insieme terreno-struttura, considerati come corpi rigidi; STR - raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, compresi gli elementi di fondazione; GEO raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell insieme terreno-struttura; ULP perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell acqua (galleggiamento); HYD - erosione e sifonamento del terreno dovuta a gradienti idraulici. Verifiche EQU: L edificio è soggetto ad azioni di tipo verticale e di tipo orizzontale. Come si evince dal diagramma delle pressioni sul terreno di fondazione, queste ultime sono tutte di compressione,. Pertanto essendo le pressioni di compressione sicuramente non si hanno fenomeni di perdita di equilibrio della struttura. Verifiche STR: le verifiche di resistenza degli elementi strutturali di fondazione sono state eseguite contestualmente alla verifica degli elementi strutturali in elevazione. Le relative verifiche sono riportate nella relazione di calcolo; Verifiche GEO: le verifiche di resistenza del terreno interagente con la struttura sono condotte confrontando i valori di resistenza con quelli di progetto, secondo l Approccio 2, come riportato nelle pagine seguenti. Verifiche UPL e HYD : poiché nel terreno di fondazione non vi è la presenza della falda non si hanno fenomeni di galleggiamento o di sifonamento. Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 6 di 12

7 Verifiche GEO: Approcci progettuali e valori di progetto dei parametri geotecnici. La verifica di resistenza del terreno interagente con la struttura viene condotta con l Approccio 2 con la Combinazione (A1 + M1 + R3), nella quale i coefficienti A1 sono gli stessi delle verifiche strutturali, i coefficienti M1 sono tutti unitari ed il coefficiente R3 per la verifica della capacità portante γ R =2,3. Il livello di base delle fondazioni è a quota -3,70m e -0,70m pertanto le fondazioni appoggiano sullo strato di Puddinghe di Santopadre. I parametri di resistenza del terreno di base delle fondazioni, con l applicazione dei coefficienti del gruppo M1 risultano:: Livello b da 0,70 a 15,00 metri Puddinghe di Santopadre γ φ C t/m3 dan/cm Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 7 di 12

8 Le strutture delle fondazioni sono costituite da travi rovesce. La larghezza delle travi è di 0,80m, con la base posta a quota -3,70 dal piano di campagna. Calcolo del valore di progetto della resistenza del terreno: La resistenza di progetto viene calcolata con la formula di Terzaghi-Vesic: Q t,lim = ζ c Nc C + ζ y N y γ t B/2 + ζ q N q q Da cui si ricava, vedere lo schema pagina seguente, un valore di progetto della resistenza del terreno pari a: Rd = 2,37 dan/cm² Valore di progetto della pressione sul terreno: Le pressioni sul terreno derivano dalle azioni agenti sulla struttura fattorizzate con i coefficienti A1 secondo la combinazione: Ed = γg. GK + γp. PK + S ( ψ2i. γq. QKi) Dalla relazione di calcolo della struttura si evince che la pressione massima sul terreno è di: Ed = 2,19 dan/cm² Verifica: Rd > Ed ( verificato) Pressione massima nel terreno in comb. SLU Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 8 di 12

9 DETERMINAZIONE DEL CARICO AMMISSIBILE FONDAZIONI SUPERFICIALI Formula di Terzaghi - Vesic' Dati: Carico ripartito sulla superficie del terreno p = 0 kg/m 2 Profondità del piano di posa della fondaz. D = 90 cm Base della fondazione B = 80 cm Lunghezza della fondazione L = 1050 cm Caratteristiche del terreno di posa della fondazione: Peso specifico γ t = 2100 dan/m 3 Angolo di attrito interno ϕ = 30 Coesione c = 0 dan/cm 2 Coefficiente di sicurezza portanza in fondazione = 2,3 Valori dei coefficienti di portanza: N c = 30,14 N q = 18,40 N y = 22,40 Coefficienti di forma: ζ c = 1,05 (circolare=quadrata) ζ q = 1,04 ζ y = 0,97 Carico ripartito a quota del piano di posa: q =p+ytxd =0+0,0021x90 =0,189daN/cm² Determinazione tensione limite del terreno Q t,lim = ζ c Nc C + ζ y N y γ t B/2 + ζ q N q q Qt,lim = 1,05x30,14x0 + 0,97x22,4x0,0021x80/2 + 1,04x18,4x0,189= Qt,lim = 5,44 dan/cm 2 Determinazione della tensione ammissibile: si adotta un coefficiente di sicurezza s = 2,3 Qamm. = Q'ult /2,3 = 5,44 / 2,3 = 2,37 dan/cm 2 Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 9 di 12

10 Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE) Gli stati limite di esercizio si riferiscono al raggiungimento di valori critici dei cedimenti che possono compromettere la funzionalità dell opera. I cedimenti sono calcolati con il metodo edometrico. I valori dei moduli edometrici considerati nel calcolo sono: Livello a Livello b da 0,0 metri a 0.70 metri terre rosse da 0,70 a 15,00 metri Puddinghe di Santopadre γ φ C Ed t/m3 dan/cm2 dan/cm , Il calcolo dei cedimenti è stato eseguito in combinazione di esercizio rara Dai calcoli riportati nelle tabelle seguenti si evince che i cedimenti massimi che si hanno in corrispondenza del punto con pressione massima sul terreno sono stati stimati pari a circa 0,9cm in combinazione rara. L entità di questi cedimenti è compatibile con la funzionalità dell opera. Pressioni massime in combinazione rara Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 10 di 12

11 Calcolo dei cedimenti e dei bulbi di pressione in comb. Rara Calcolo delle Pressioni e dei Cedimenti (Indici di Newmark) Lunghezza della fondazione 6,00 m Larghezza della fondazione 0,80 m Pressione in superficie (p) 1,25 dan/cmq P.to di calcolo pressioni cedimenti: centro Pressione a quota (z) = I x p quota z Indice I Pressione totale Modulo edometrico Cedimento totale (m) (dan/cmq) (dan/cmq) (cm) 0,70 1,000 1, ,895 0,90 0,993 1, ,812 1,10 0,956 1, ,730 1,30 0,885 1, ,654 1,50 0,796 0, ,584 1,70 0,703 0, ,521 1,90 0,616 0, ,466 2,10 0,538 0, ,418 2,30 0,470 0, ,376 2,50 0,412 0, ,339 2,70 0,362 0, ,307 2,90 0,319 0, ,279 3,10 0,282 0, ,254 3,30 0,251 0, ,231 3,50 0,225 0, ,212 3,70 0,202 0, ,194 3,90 0,182 0, ,178 4,10 0,164 0, ,163 4,30 0,149 0, ,150 4,50 0,136 0, ,138 4,70 0,125 0, ,128 4,90 0,114 0, ,118 5,10 0,105 0, ,108 5,30 0,097 0, ,100 5,50 0,090 0, ,092 5,70 0,084 0, ,085 5,90 0,078 0, ,078 6,10 0,073 0, ,072 6,30 0,068 0, ,066 6,50 0,064 0, ,061 6,70 0,060 0, ,056 6,90 0,056 0, ,051 7,10 0,053 0, ,046 Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 11 di 12

12 Risultati delle analisi e loro commento Dalle analisi geomorfologiche e dalle verifiche geotecniche svolte ne risulta che i valori di verifica sono accettabili pertanto il progetto proposto è realizzabile. Si prescrive che: - in corso d opera si deve riscontrare la rispondenza della caratterizzazione geotecnica assunta in progetto e la situazione reale. - la sistemazione esterna dovrà evitare infiltrazioni di acqua tale da variare le caratteristiche geomeccaniche del terreno di fondazione. Relazione geotecnica sulle fondazioni - Pagina 12 di 12

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