Corso di aggiornamento professionale Norme Tecniche per le Costruzioni, D.M. 14/01/2008 La Progettazione Geotecnica CITEI GENEALI DI POGETTO DELLE FONDAZINI SUPEFICIALI Prof. Ing. Francesco Colleselli, Ing. Alex Sanzeni F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 1
SOMMAIO 1. FONDAZIONI SUPEFICIALI: cenni e criteri generali per il progetto; 2. QUADO NOMATIVO: Decreto Ministeriale 11/03/1988, Normativa Geotecnica Ordinanza P.C.M. n 3274, 20/03/2003 Testo Unico, Norme tecniche per le costruzioni (G.U., 23 settembre 2005) Decreto Ministeriale 14/01/2008, Cap. 6 Progettazione Geotecnica 3. ESEMPI NUMEICI F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 2
FONDAZIONI SUPEFICIALI PLATEA PLINTO TAVE CONTINUA TAVE OVESCIA F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 3
CAPACITA POTANTE METODO DI TEZAGHI (1943) IPOTESI : TEENO OMOGENEO, ISOTOPO FONDAZIONE CONTINUA CAICO VETICALE E CENTATO PIANO FONDAZIONE E CAMPAGNA OIZZONTALE FONDAZIONE UVIDA SCHEMA DI OTTUA GENEALE METODO DELL EQUILIBIO LIMITE GLOBALE DEL VOLUME DI TEENO COINVOLTO DALLA FONDAZIONE: F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 4
CAPACITA POTANTE METODO DI TEZAGHI (1943) Capacità portante unitaria: 1 2 q f = c Nc + q0 Nq + B N Contributo della coesione lungo le superfici di rottura Effetto stabilizzante del terreno ai lati della fondazione sul piano di posa Contributo della resistenza di attrito Dovuta al peso del terreno del terreno all interno delle superfici di scorrimento F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 5
CAPACITA POTANTE BINCH - HANSEN 1 qf = c Ncscdcicbc gc + q0nqsqdqiqbq gq + BN s d i b g 2 N c s c d c i c b c g c Fattori di capacità portante, adimensionali, funzione di Φ; Fattori di forma della fondazione; Fattori correttivi inclinazione del carico; Fattori correttivi inclinazione base fondazione; Fattori correttivi inclinazione piano campagna; Fattori dipendenti dalla profondità del piano posa. Fattori di capacità portante, adimensionali, funzione di Φ 2 2 φ tg Nq tg 45 e π φ = + c 1 = ( q 1) 2( q 1) N N tg φ N = N + tgφ F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 6
DECETO MINISTEIALE 11 marzo 1988, VECCHIA NOMATIVA GEOTECNICA F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 7
D.M. 11/03/1988 FONDAZIONI SUPEFICIALI POGETTO FONDAZIONI DIETTE: STIMA CAICO LIMITE; VALUTAZIONE CEDIMENTI [ ] F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 8
NOME TECNICHE PE LE COSTUZIONI Decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti 14 gennaio 2008 CAP. 6 - POGETTAZIONE GEOTECNICA F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 9
D.M. 14/01/2008 PINCIPI GENEALI Oggetto della normativa: Disciplinare la progettazione, l esecuzione e il collaudo delle costruzioni al fine di garantire prestabiliti livelli di sicurezza nei riguardi della pubblica incolumità. Come si valuta la sicurezza di un opera? La sicurezza e le prestazioni di una struttura o di una parte di essa vanno valutate in relazione all insieme degli stati limite verosimili che si possono verificare durante la vita utile di progetto. F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 10
D.M. 14/01/2008 STATI LIMITE Cosa è uno Stato Limite? È la condizione superata la quale la struttura non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata. Stato Limite Ultimo, SLU: crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali,ovvero mettere fuori servizio l opera. Stato Limite di Esercizio, SLE: tutti i requisiti atti a garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio. F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 11
D.M. 14/01/2008 STATI LIMITE ULTIMI, SLU PE OGNI STATO LIMITE ULTIMO DEVE ESSEE ISPETTATA LA CONDIZIONE: Valore di progetto dell azione o dell effetto dell azione Valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico E d d X k X k E d = E F Fk ; ; ad E d = E E Fk ; ; ad m m ( = ) E F = 1 F X ; a k d F k; d m F, X azioni e parametri caratteristici k F ad F k k X k, azioni e parametri di progetto m geometria di progetto coefficiente che opera direttamente sulla resistenza del sistema Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi un stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 12
D.M. 14/01/2008 SLU APPOCCI POGETTUALI Specificate per ogni tipo di opera!!! F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 13
D.M. 14/01/2008 SLU AZIONI a) permanenti (G): azioni che agiscono durante tutta la vita della costruzione e si possono considerare costanti nel tempo. b) variabili (Q): azioni che agiscono con valori istantanei che possono essere sensibilmente diversi tra di loro (pesi elementi non strutturali, carichi esercizio pesi di cose e oggetti disposti sulla struttura, vento, neve,sisma, ) * * = stato limite di equilibrio come corpo rigido (ribaltamento muro a gravità, sollevamento fondo scavo) Il terreno e l acqua costituiscono carichi permanenti (strutturali) quando nella modellazione utilizzata contribuiscono al comportamento dell opera F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 14
D.M. 14/01/2008 SLU PAAMETI GEOTECNICI F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 15
D.M. 14/01/2008 SLU COMBINAZIONI COEFFICIENTI Parametro resistenza tan φ k C k C u M1 1,0 1,0 1,0 1,0 azione G1 A1 1,0 1,3 + = Capacità strutturale 0,0 G2 1,5 0,0 Q 1,5 (A1+M1) parametro M2 azione A2 tan φ k C k C u 1,25 1,25 1,4 1,0 + G1 G2 Q 1,0 1,0 0,0 1,3 0,0 1,3 = Dimensionamento geotecnico (A2+M2) F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 16
D.M. 14/01/2008 STATI LIMITE DI ESECIZIO, SLE Il progetto deve esplicitare le prescrizioni relative alle deformazioni compatibili e le prestazioni attese dell opera stessa. In generale quindi: Valore di progetto dell effetto delle azioni E d C d Valore limite dell effetto delle azioni F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 17
D.M. 14/01/2008 FONDAZIONI SUPEFICIALI F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 18
D.M. 14/01/2008 FONDAZIONI SUPEFICIALI SIMILE ALLA VEIFICA TIPO D.M. 88 F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 19
ESEMPI NUMEICI (solo capacità portante): 1 - PLINTO ISOLATO, TEENO SABBIOSO (lungo termine) 2 FONDAZIONE CONTINUA, TEENO COESIVO SATUO (breve termine) F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 20
ESECIZIO 1 DATI DEL POBLEMA PLINTO ISOLATO, TEENO SABBIOSO, PESENZA DI FALDA, LUNGO TEMINE Fondazione: B=L=2,5m D=1,5m D=1,5m B=2,5m Peso di volume saturo sat kn/m 3 20 Peso di volume acqua Angolo resistenza al taglio w φ' kn/m 3 10 33 Falda coincidente con piano campagna coesione c' kpa 0 F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 21
ESECIZIO 1 CALCOLO CON D.M. 11/03/1988 1-2 - 1 Qult = A( c Nc sc + q Nq sq + B N s ) 2 φ = 33 Nq 30 N 30 3 q = σ v0 (-1,5m) = D = ( sat w) D = (10 kn / m ) 1,5m = 15kPa B sq = 1,0 s = 1 0,2 = 0,8 L 1 Qult = (2,5m 2,5 m) (15kPa 30 + 2,5m 30 0,8) = 2 2 = 6, 25 m (450kPa + 300 kpa) = = m kpa = 2 6, 25 750 = 4688kN 469t 3 - Q amm Qult 469t = = = 156,3t G 3 F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 22
ESECIZIO 1 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 1 / COMBINAZIONE 1 (ST) A1-M1-1 AZIONI: amplificate secondo Tab. 6.2.I (A1) G 1,3 + Q 1,5 PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M1) = 1,0 = 1,0 φ ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (1-capacità portante) = 1,0 G 1,3 + Q 1,5 = Q G 1,3 + Q 1,5 469t d d ult F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 23
ESECIZIO 1 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 1 / COMBINAZIONE 2 (GEO) A2-M2-2 AZIONI: secondo Tab. 6.2.I (A2) G 1, 0 + Q 1,3 PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M2) φ 1 tg33 = 1, 25 φ d = tg = 27,5 1,25 ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (2-capacità portante) = 1,8 G 1,0 + Q 1,3 = d d F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 24
ESECIZIO 1 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 φ = 27,5 N 17 15 q N q = σ v0 (-1,5m) = D = 15kPa B sq = 1,0 s = 1 0,2 = 0,8 L 1 = (2,5m 2,5 m) (15kPa 17 + 2,5m 15 0,8) = 2 = + = 2 6, 25 m (255kPa 150 kpa) = 2531kN 253,1t G 1, 0 + Q 1,3 = 253,1t = 140.6t 1,8 Q amm ( D. M.'88) 156,3t F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 25
ESECIZIO 1 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 2 (in alternativa all APPOCCIO 1) A1-M1-3 AZIONI: secondo Tab. 6.2.I (A1) PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M1) = 1,0 = 1,0 φ G 1,3 + Q 1,5 ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (3-capacità portante) = 2,3 G 1,3 + Q 1,5 = 469,0t = 204, 0t 2,3 + 30% di Q amm ( D. M.'88) F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 26
ESECIZIO 2 DATI DEL POBLEMA FONDAZIONE CONTINUA, TEENO COESIVO SATUO, BEVE TEMINE Fondazione: B=1,3m D=0,8m Falda coincidente con piano campagna D=0,8m B=1,3m Peso di volume saturo sat kn/m 3 19,5 esistenza non drenata c u kpa 30 F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 27
ESECIZIO 2 CALCOLO CON D.M. 11/03/1988 1-1 Qult = B ( c Nc + q Nq + B N ) 2 φ = 0 Nc = 5,7 Nq = 1,0 N = 0 q = σ = D = kn m m = kpa 3 (-0,8m) sat (19,5 / ) 0,8 15,6 2 - Q = (1,3 m) (5,7 30kPa + 15,6kPa 1,0) = ult = 1,3 m (171kPa + 15, 6 kpa) = = 1,3m 186, 6kPa = = 242, 6 kn / ml 24,3 t / ml 3 - Q amm Qult 24,3t = = G 3 8,0 t / ml F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 28
ESECIZIO 2 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 1 / COMBINAZIONE 1 (ST) A1-M1-1 AZIONI: amplificate secondo Tab. 6.2.I (A1) G 1,3 + Q 1,5 PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M1) c = u 1,0 ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (1-capacità portante) = 1,0 G 1,3 + Q 1,5 G 1,3 + Q 1,5 24,3 t / ml D. M.'88 Q ult ( ) F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 29
ESECIZIO 2 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 1 / COMBINAZIONE 2 (GEO) A2-M2-2 AZIONI: secondo Tab. 6.2.I (A2) G 1, 0 + Q 1,3 PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M2) cu 30kPa d c = 1,4 cu = = = 21, 4kPa u d 1,4 1,4 ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (2-capacità portante) = 1,8 G 1, 0 + Q 1,3 F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 30
ESECIZIO 2 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 = B ( c N + q N ) c q I fattori di capacità portante ed il valore di q rimangono invariati = (1,3 m) (5,7 21,4kPa + 15,6kPa 1,0) = = 1,3 m (122kPa + 15, 6 kpa) = = 1,3m 137, 6kPa = 179 kn / ml 17,9 t / ml G 1,0 + Q 1,3 = 17,9 t / ml = 9,9 t / ml 1,8 Q amm ( D. M.'88) 8 t / ml F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 31
ESECIZIO 2 CALCOLO CON D.M. 14/01/2008 APPOCCIO 2 (in alternativa all APPOCCIO 1) A1-M1-3 AZIONI: secondo Tab. 6.2.I (A1) G 1,3 + Q 1,5 PAAMETI: secondo Tab. 6.2.II (M1) c = u ESISTENZE: secondo Tab. 6.4.I (3-capacità portante) = 2,3 1,0 G 1,3 + Q 1,5 G 1,3 + Q 1,5 24,3 t / ml = 10, 6 t / ml 2,3 + 30% di Q amm ( D. M.'88) F. Colleselli - UNIBS N.T.C., D.M. 14/01/2008, Progettazione Geotecnica Fondazioni Superficiali Dalmine (BG) 30/05/2008 32