GENERALITÀ La presente relazione sulle fondazioni riguarda il progetto Riqualificazione della scuola media C. Colombo in Taranto.

Transcript

1

2 GENERALITÀ La presente relazione sulle fondazioni riguarda il progetto Riqualificazione della scuola media C. Colombo in Taranto. Il progetto prevede la realizzazione di un intervento strutturale: - VANO ASCENSORE Le caratteristiche del terreno di fondazione sono state desunte dalla relazione Geologico Tecnica a firma del Dott. Geologo Jean Vincent STEFANI. La scelta del sistema di fondazione è derivata dal tipo di sedime presente in loco nonché dall entità dei carichi verticali e orizzontali trasmessi dalle strutture in elevazione al terreno. I calcoli sono stati sviluppati utilizzando il metodo agli stati limite. NORMATIVA DI RIFERIMENTO La normativa italiana cui viene fatto riferimento nelle fasi di calcolo e progettazione è la seguente: - Legge n del 5 Novembre "Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso, ed a struttura metallica".; - Legge n. 64 del 2 Febbraio "Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche".; - D.M. 14/01/2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, G.U. n. 29 del 04/02/2008 supplemento ordinario n. 30; - C.M. n. 617 del 02/02/2009 G.U. n. 47 del 26/02/2009 supplemento ordinario n. 27 Istruzioni per l applicazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008.; - EUROCODICE 2; - EUROCODICE 8. MATERIALI VANO ASCENSORE CLS magro Rck 15 N/mm 2 (C 12/15): - Sabbia lavata 0,40 mc per mc di cls; - Ghiaietto e ghiaia 0,80 mc per mc di cls; - Cemento 325 min. 150 kg/mc e comunque q.b. per Rck 150; - Acqua max a/c= 0,60 e comunque q.b. per Rck 150; - Classe di consistenza S3; - Dim. Max aggregati 32 mm. Non sarà consentito assolutamente il misto di fiume. Resistenza caratteristica a compressione del conglomerato: R28 = 150 dan/cm2. CLS per fondazioni Rck 35 N/mm 2 (C 28/35): - Sabbia lavata 0,40 mc per mc di cls; - Ghiaietto e ghiaia 0,80 mc per mc di cls; - Cemento 325 o 425 min. 320 kg/mc e comunque q.b. per Rck 350; - Acqua max a/c= 0,55 e comunque q.b. per Rck 350; 1

3 - Classe di consistenza S4; - Dim. Max aggregati 28 mm. - Ferro B450C come da calcoli e disegni esecutivi. Non sarà consentito assolutamente il misto di fiume. Resistenza caratteristica a compressione del conglomerato: R28 = 350 dan/cm 2. Durabilità: DCK = XC3. CASTELLETTO METALLICO ASCENSORE Lamiera S235 UNI EN Modulo elastico E = ,00 N/mm 2 ; - f yk = 215,00 N/mm 2 ; - f tk = 360,00 N/mm 2. FONDAZIONI Di seguito si riporta quanto indicato nella relazione sulle indagini geologiche della dott. STEFANI: Le caratteristiche stratigrafiche e geotecniche dell area sono state ottenute elaborando i dati provenienti da un indagine geognostica indiretta (sismica MASW) eseguita non elevata distanza dal sito in un area con caratteristiche geologico stratigrafiche simili, e da dati ricavati da prove di laboratorio eseguiti su campioni di limi argillosi eseguiti in aree con caratteristiche geologico stratigrafiche simili. La stratigrafia del sottosuolo, rileva la seguente successione litologica dal piano campagna, in profondità: Terreno vegetale e di riporto (circa 0,5 1,0 m.) (Sismostrato A); Depositi marini terrazzati; con potenza di 1,5 2,0 metri (Sismostrato B); Limi sabbioso argillosi con calcite biancastra; potenza stimata circa 4 4,5 metri (Sismostrato C); Limi argillosi: con potenza sino a 8,00 9,00 metri (Sismostrato C); Argilla grigio azzurra potenza stimata in almeno metri (Sismostrato D). CARATTERISTICHE GEOTECNICHE Calcareniti del D. M. T. da 0,5 a mt. 2,0: Peso di Volume = 1,65 t/m 3, Modulo di Elasticità E = 500 Kg/cm3, coesione non drenata C = Kpa, Coesione Drenata 30 KPa, Angolo di attrito Nelle caratteristiche geotecniche si è tenuto conto delle Argille Subappennine, per la quale si utilizzeranno delle caratteristiche geotecniche derivanti dalla indagine MASW eseguita a 2poche centinaia di metri dal sito, e quelle ottenute su analisi di laboratorio eseguite su campioni prelevati nel corso di sondaggi geognostici realizzati in aree con caratteristiche stratigrafiche simili a quelli riscontrabili nell area in studio. Sabbia e limi con calcite biancastra negli strati superficiali (da 2,0 2,5 sino a 6,0 metri) : Peso di Volume = 1,80 1,90 t/m 3, Densità del Secco 1,6-1,7 t/m 3 Contenuto naturale di acqua %, Peso specifico assoluto 2,7 t/m 3, indice di porosità e = 0,55, Limite di liquidità WL = %, Limite di Plasticità Wp %, Indice di consistenza Ic = 0,90; Indice di Plasticità IP = 18 %. Le proprietà fisiche in termini di tensioni efficaci (prove di taglio diretto CD) sono: Angolo di 2

4 Attrito interno = 25, Coesione C = 0,29 Kg/cmq = 29,00 Kpa. La coesione in termini totali con prova Triassiale U.U. ha dato valori di Coesione Cu totali pari a = 1,35Kg/cmq = 135 Kpa calcolato con il metodo di Torvane. Nella classificazione A.G.I. il campione è denominato come Limo con argilla sabbiosa. Nella classificazione del sistema unificato USCS il campione è classificabile nella classe CL cioè Argille inorganiche di plasticità da media a bassa, argille ghiaia o sabbia siltosa. Nella Classificazione HRB AASHO ricade nella classe A-6 cioè Argille poco compressibili con fenomeni di ritiro e rigonfiamento elevato. Argilla Subappennina strato superficiale (da 6 a metri): Peso di Volume = 1,95 2,0 t/m 3, Densità del Secco 1,5-1,55 t/m 3 Contenuto naturale di acqua 28 %, Peso specifico assoluto 2,73 t/m 3, indice di porosità e = 0,75 0,77, Limite di liquidità WL = %, Limite di Plasticità Wp 25 %, Indice di consistenza Ic = 0,9, Indice di Plasticità IP = %. Proprietà fisiche ricavate in termini di tensioni efficaci (prove di taglio diretto CD) ha fornito i seguenti dati: Angolo di Attrito interno = 21,5 Coesione C = 0,11 Kg/cmq = 11 Kpa.. Coesione in termini totali con prova Triassiale U.U. ha dato valori di Coesione Cu totali pari a = 1,25 1,35 Kg/cmq = Kpa calcolato con il metodo di Torvane. Nella classificazione A.G.I. il campione è denominato come Limo con argilla debolmente sabbiosa. Nella classificazione del sistema unificato USCS il campione è classificabile nella classe CL cioè Argille inorganiche di plasticità da media a bassa, argille chiaia o sabbia siltosa. Nella Classificazione HRB AASHO ricade tra le classi A-6 e A-7 cioè tra Argille poco compressibili con fenomeni di ritiro e rigonfiamento elevato, e Argille fortemente compressibili mediamente plastiche con fenomeni di ritiro e rigonfiamento elevato. 3

5 Le peculiarità del sottosuolo, congiunte alle caratteristiche dimensionali delle opere da erigere ed al dettato delle norme tecniche, impongono il ricorso a fondazioni superficiali, in particolare per tutti e tre gli interventi saranno realizzate delle platee. Le fondazioni sono state dimensionate in conformità alla normativa vigente. CALCOLO DELLA CAPACITÀ PORTANTE VANO ASCENSORE Capacità portante del terreno di fondazione I parametri geotecnici sono stati desunti dalle relazione geologico-tecnica del dott. Stefani. CARICO LIMITE PER FONDAZIONE SUPERFICIALE Metodo di Terzaghi La formulazione di Terzaghi è stata pensata per fondazioni nastriformi di lunghezza indefinita con rottura generalizzata del terreno. L'equazione presenta 3 termini di cui il primo è la resistenza al movimento data dalla pressione esercitata dal terreno laterale al piano di fondazione; il secondo è l'effetto della resistenza al movimento lungo la superficie di rottura dato dalla coesione; il terzo è il contributo dovuto alla resistenza di attrito al movimento all'interno della superficie di scorrimento. Si usano dei coefficienti correttivi per applicare la formula anche a fondazioni diverse da quelle per cui è stato pensato il metodo (rettangolari, quadrate, oppure terreni poco compressibili, ecc.). L'espressione di Terzaghi presuppone le seguenti condizioni: - deformazione piana perpendicolarmente alla direzione infinitamente estesa; - comportamento deformativo del terreno di tipo rigido-plastico; - comportamento tensionale alla Mohr-Coulomb. DATI DI CALCOLO Il calcolo sarà eseguito secondo l'approccio n Coefficiente parziale per angolo resistenza a taglio: 1,00 - Coefficiente parziale per coesione efficace: 1,00 - Coefficiente parziale per resistenza non drenata: 1,00 - Coefficiente parziale per capacità portante: 3,00 - Peso specifico terreno strato n. 1 sopra il piano di posa: kg/mc 1500,00 - Spessore strato di terreno n. 1: m. 1,50 - Profondità del piano di fondazione rispetto al piano di campagna: m. 1,50 - Larghezza B della fondazione: m. 2,50 - Peso specifico del terreno posto sotto il piano di fondazione: kg/mc 1800,00 - Valore della coesione del terreno posto sotto il piano di fondazione: kg/mq 10,000 - Valore dell'angolo di attrito del terreno sotto il piano di fondazione: 25 - Lunghezza della fondazione: m. 2,50 - E' presente una falda a profondità 2,60 dal piano campagna RISULTATI DI CALCOLO Si è in condizioni di rottura generale Coefficienti Nq, Nc, Ngamma: Nq = 10,66 4

6 Nc = 20,72 Ngamma = 10,88 Coefficienti correttivi di forma: ETAq = 1,47 ETAc = 1,51 ETAgamma = 0,60 Coefficienti Nq, Nc, Ngamma dopo le varie correzioni: Nq = 15,63 Nc = 31,38 Ngamma = 6,53 Il carico limite calcolato con la formula di Terzaghi è pari a kg/cmq. 4,29 e rappresenta il valore caratteristico della resistenza del terreno. Va corretto con coefficiente parziale per diventare resistenza di calcolo. Resistenza di calcolo del terreno = kg/cmq 1,43 La massima pressione sul terreno di fondazione vale: - SLU σt = 0,50 dan/cm 2 Tale valore risulta inferiore al valore limite, calcolato in precedenza, pari a 1,43 dan/cm 2. Dato che il terreno di fondazione dopo circa 2,00 metri è essenzialmente costituito da sabbie argillose, questa formazione geologica sotto carico tende a presentare cedimenti immediati che si esplicano nell arco temporale da pochi giorni ad alcuni mesi e un cedimento secondario, che si esplica nel lasso di tempo di alcuni anni. Se il cedimento dell intera struttura è uniforme questa non comprometterà la stabilità del manufatto, se invece si hanno cedimenti differenziali, si possono formare fessure o crepe che possono compromettere la stabilità dello stesso. È fondamentale, quindi, che i cedimenti avvengano in maniera uniforme in modo da non creare tensioni differenziali e anomale sulle strutture. Di seguito calcoliamo il coefficente di sottofondo (K di Winkler) è possibile utilizzare la relazione proposta da Vesic (1961) che correla la K con il modulo di elasticità del terreno e della fondazione K = (1/B) [Et/(1-ϥ 2 )] Con Et pari a 450,00 Kg/cm 3 - ϥ = 0,36 per una fondazione di larghezza minima pari a 100,00 cm (con suddivisione in spigoli della fondazione) avremo K = 5,17 Kg/cm 3 CALCOLO DEL CEDIMENTO Vano ascensore - pressione max sul terreno allo SLU = 0,50 dan/cmq - dimensione fondazione 250,00 x 250,00 cm Tipologia fondazione: platea sp. 60,00 cm Vista la modesta entità della pressione, la tipologia della fondazione e la natura del terreno, si omette il calcolo numerico che sicuramente è trascurabile. 5

7 Data 31 ottobre 2015 Il Progettista Dott. Ing. Alessandro ZITO 6