Comune di Sansepolcro Elaborato per gara

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1 Comune di Sansepolcro Elaborato per gara

2 INDICE OGGETTO GENERALITA' SOFTWARE DI CALCOLO UTILIZZATO VERIFICA DEL COMPLESSO TERRENO-FONDAZIONI Metodologia di calcolo adottata per la determinazione del carico limite Portanza platea Corpo A2 - Aule ed A3 - Interciclo Portanza platea Corpo A1 - Atrio VERIFICHE STRUTTURALI DEGLI ELEMENTI DI FONDAZIONE EXUP s.r.l. 1

3 OGGETTO La presente relazione si riferisce alla progettazione definitiva-esecutiva delle opere di fondazione relativamente ai LAVORI DI COSTRUZIONE DELLA NUOVA SCUOLA PRIMARIA "C. COLLODI a Sansepolcro (AR). 1.2.GENERALITA' Le strutture di fondazione saranno costituite da platee in C.A. gettato in opera di spessori differenti in funzione delle azioni scaricate in fondazione dai tre corpi di fabbrica. In particolare sono previste platee di spessore pari a 40cm per il blocco A1 aule ed A2 atrio e pari a 30cm per il corpo A3 interciclo. Le piastre suddette risulteranno inoltre notevolmente irrigidite sia dai muri perimetrali che dai numerosi setti verticali che si estendono anche al di sopra dello spiccato del 1 ordine. In tal modo le tensioni di contatto struttura-terreno risultano caratterizzate da una buona uniformità di valori. La scelta delle fondazioni su platea, oltre a costituire una soluzione particolarmente economica e rapida in termini di messa in opera, assolve al soddisfacimento di un duplice requisito: - Riduzione delle tensioni di contatto struttura-terreno. - Azione di contenimento della falda superficiale. Con particolare riguardo al secondo aspetto, facendo riferimento alla relazione gologica redatta dal Dott. Geol. Giovanni Giorni, si è potuto evincere la presenza di [...] una falda freatica piuttosto superficiale, la quale spostandosi da Norda a Sud mostra un progressivo approfondimento e che [ ] in funzione dell andamento delle precipitazioni tale livello potrebbe subire escursioni anche significative. Nella suddetta relazione è anche presente una sintesi delle misurazioni del livello freatico condotte all interno dei fori delle prove penetrometriche, che si riporta di seguito. Al di sotto delle platee sopra descritte si prevede la costituzione di un sottofondo in cls magro sbordante almeno 15cm da tutti i lati con funzione di regolarizzare della superficie di appoggio; in corrispondenza degli elementi maggiormente sollecitati quali i muri dell interrato ed i setti che EXUP s.r.l. 2

4 si estendono in elevazione, andranno previsti maggiori approfondimenti. Ad ogni modo è necessario raggiungere uno strato di terreno consistente. NOTA: La differenza di quota tra le platee dei corpi A2 ed A3 e quella dell A1 è dovuta al fatto che, contrariamente da quest ultimo, i primi due andranno ad insistere in buona parte sull area al momento occupata dal vecchio complesso scolastico che risulta dotato di una piano interrato. Tale approfondimento è dunque stato dettato da vincoli più che altro geometrici che non di tipo geotecnico/geologico; di contro le fondazioni del corpo A1, che risulta completamente esterno all area di sedimen occupata dal complesso attuale, andranno a trovare il proprio piano di posa alla stessa quota di quelle della palestra prospiciente, in modo così da non dover realizzare qualsivoglia tipologia di opere di sostegno provvisionali. 1.3.SOFTWARE DI CALCOLO UTILIZZATO La portanza del terreno è stata valutata con l utilizzo dell applicativo CARL10.0 della AZTEC informatica. Il software, tra le altre funzionalità, è dedicato al dimensionamento geotecnico (calcolo carico limite e cedimenti) delle strutture di fondazione sia dirette che profonde per le quali consente l esecuzione delle verifiche di sicurezza previste dal D.M VERIFICA DEL COMPLESSO TERRENO-FONDAZIONI Come noto la normativa prevede due differenti approcci per la verifica della fondazione. Nel caso in esame si segue l APPROCCIO 2 in base al quale è prevista un unica combinazione di gruppi di coefficienti; generalmente questo approccio è particolarmente severo nei confronti del dimensionamento geotecnico. Come già anticipato, nei modelli di calcolo agli elementi finiti elaborati, l interazione tra suolo e struttura è stata tenuta in considerazione adottando elementi su suolo deformabile alla Winkler, considerando una costante pari a k W = 3.00kg/cm 3. Per quanto riguarda i valori dei parametri geotecnici, la stratigrafia del terreno, la presenza e la quota della falda, ecc., si è fatto riferimento a quanto riportato nella relazione geologica redatta dal Dott. Geol. Giovanni Giorni alla quale si consiglia quindi di far riferimento per maggiori approfondimenti. Secondo quanto descritto nella relazione geologica, sulla base delle indagini condotte sul sito interessato dalla costruzione, la litostratigrafia dell area può essere descritta tramite i quattro strati sotto riportati: EXUP s.r.l. 3

5 All interno della suddetta relazione sono riportati i parametri geotecnici medi e caratteristici (questi ultimi utlizzati nel calcolo della portanza) elaborati sulla base delle indagini condotte, suddivisi in funzione dei livelli suddetti (vedi sotto). Per quanto riguarda la falda vale quanto precedentemente descritto, e pertanto relativamente al calcolo della portanza viene considerata al livello dell intradosso delle platee Metodologia di calcolo adottata per la determinazione del carico limite EXUP s.r.l. 4

6 Il rapporto fra il carico limite in fondazione e la componente normale della risultante dei carichi trasmessi sul terreno di fondazione deve essere superiore a η q. Cioè, detto Q u, il carico limite ed R la risultante verticale dei carichi in fondazione, deve essere: Q u / R >= η q Le espressioni di Brinch-Hansen per il calcolo della capacità portante si differenziano a secondo se siamo in presenza di un terreno puramente coesivo (φ=0) o meno e si esprimono nel modo seguente: Caso generale q u = cn cs cd ci cg cb c + qn qs qd qi qg qb q + 0.5BγN γs γd γi γg γb γ Caso di terreno puramente coesivo φ=0 q u = c u N c s c d c i c b c g c + q in cui d c, d q, d γ, sono i fattori di profondità; s c, s q, s γ, sono i fattori di forma; i c, i q, i γ, sono i fattori di inclinazione del carico; b c, b q, b γ, sono i fattori di inclinazione del piano di posa; g c, g q, g γ, sono i fattori che tengono conto del fatto che la fondazione poggi su un terreno in pendenza. I fattori N c, N q, N γ sono espressi come: N q = e πtgφ K p N c = (N q - 1)ctgφ N γ = 1.5(N q - 1)tgφ Vediamo ora come si esprimono i vari fattori che compaiono nella espressione del carico ultimo. Fattori di forma per φ=0 per φ>0 B s c=1+0.2 L B (1+senφ) s c=1+0.2 L (1+sen φ) B (1+sen φ) s q=1+0.1 L (1+sen φ) B (1+sen φ) s γ=1+0.1 L (1+sen φ) Fattori di profondità Si definisce il parametro k come D D k = se <= 1 B B D D k = arctg se > 1 B B vari coefficienti si esprimono come per φ=0 d c = k 1 - d q per φ>0 d c = d q N c tg φ EXUP s.r.l. 5

7 d q = tg φ (1-sinφ) 2 k γ = 1 Fattori di inclinazione del carico Indichiamo con V e H le componenti del carico rispettivamente perpendicolare e parallela alla base e con A f l'area efficace della fondazione ottenuta come A f = B'xL' (B' e L' sono legate alle dimensioni effettive della fondazione B, L e all'eccentricità del carico e B, e L dalle relazioni B' = B-2e B L' = L- 2e L) e con η l'angolo di inclinazione della fondazione espresso in gradi (η=0 per fondazione orizzontale). I fattori di inclinazione del carico si esprimono come: m H per φ = 0 i c = A f c a N c 1 - i q per φ > 0 i c = i q - N q - 1 H i q = (1 - ) m V + A f c a ctgφ H per η = 0 i γ = (1 - ) m+1 V + A f c a ctgφ 2 + B / L dove m = 1 + B / L Fattori di inclinazione del piano di posa della fondazione 2 η per φ=0 b c = 1 - π b q per φ>0 b c = b q - N c tg φ b q = (1 - η tg φ) 2 b γ = b q Fattori di inclinazione del terreno Indicando con β la pendenza del pendio i fattori g si ottengono dalle espressioni seguenti: 1-2β per φ=0 g c = π g q per φ>0 g c = g q - N c tg φ g q = g γ = (1 - tgβ) 2 poter applicare la formula di Brinch-Hansen devono risultare verificate le seguenti condizioni: EXUP s.r.l. 6

8 H < Vtgδ + A fc a β <= φ i q, i γ > 0 β + η <= Portanza platea Corpo A2 - Aule ed A3 - Interciclo Di seguito si riporta una immagine estrapolata dal software di calcolo rappresentante la successione stratigrafica degli orizzonti litologici ed il piano di posa della fondazione adottata. Come già anticipato, i dati per l elaborazione di tale modello sono stati estrapolati dalle sezioni litotecniche in allegato alla relazione geologica redatta dal Dott. Geol. Giovanni Giorni. In favore di sicurezza è stato condotto il calcolo su una porzione di platea di dimensioni pari ad 1.00x1.00m di lato. Per il primo strato è stato considerato un terreno fittizio dotato del peso specifico del C.A. con funzione di simulazione del contributo di ricarico della platea laterale. Vista la natura del terreno di posa e la presenza della falda si è operato un calcolo in condizioni non drenate. Lo stesso schema e di conseguenza anche i risultati del calcolo impostato come sopra descritto vengono ritenuti validi per entrambi i corpi A2 ed A3. Tensioni di contatto terreno-fondazione di calcolo (corpo A2): - Q = 0.12 N/mm 2 Tensioni di contatto terreno-fondazione di calcolo (corpo A3): - Q = 0.08 N/mm 2 Di seguito si riportano brevemente i dati ed i risultati del calcolo svolto: EXUP s.r.l. 7

9 Quindi risulta: 0.12 N/mm 2 < 0.15 N/mm 2 Q Ed / Q Rd < 1 Verifica soddisfatta EXUP s.r.l. 8

10 1.4.3.Portanza platea Corpo A1 - Atrio Di seguito si riporta una immagine estrapolata dal software di calcolo rappresentante la successione stratigrafica degli orizzonti litologici ed il piano di posa della fondazione adottata. Come già anticipato, i dati per l elaborazione di tale modello sono stati estrapolati dalle sezioni litotecniche in allegato alla relazione geologica redatta dal Dott. Geol. Giovanni Giorni. In favore di sicurezza è stato condotto il calcolo su una porzione di platea di dimensioni pari ad 1.00x1.00m di lato. Per il primo strato è stato considerato un terreno fittizio dotato del peso specifico del C.A. con funzione di simulazione del contributo di ricarico della platea laterale. Vista la natura del terreno di posa e la presenza della falda si è operato un calcolo in condizioni non drenate. Tensioni di contatto terreno-fondazione di calcolo (corpo A1): - Q = 0.13 N/mm 2 Di seguito si riportano brevemente i dati ed i risultati del calcolo svolto: EXUP s.r.l. 9

11 Quindi risulta: 0.13 N/mm 2 < 0.15 N/mm 2 Q Ed / Q Rd < 1 Verifica soddisfatta 1.5.VERIFICHE STRUTTURALI DEGLI ELEMENTI DI FONDAZIONE La verifica degli elementi strutturali costituenti le strutture di fondazione sono riportate in dettaglio nell allegata relazione di calcolo insieme ai dati di input, i risultati delle elaborazioni e tutte le altre verifiche. EXUP s.r.l. 10