Le strutture di FONDAZIONE - Dipartimento di Architettura

Le strutture di FONDAZIONE
Laboratorio di Tecnologia dell‘Architettura Prof.ssa Paola Gallo A.A. 2012-2013
Strutture di fondazione
Le fondazioni sono elementi strutturali che trasferiscono i carichi delle
strutture verticali (pilastri, pareti) al terreno di fondazione con lo scopo di
operare una diffusione delle sollecitazioni compatibile con le
caratteristiche di resistenza del suolo in riferimento:
1. alla portanza
2. alla deformazione istantanea e differita
La scelta del tipo di fondazione viene effettuata sulla base di:
• entità e distribuzione dei carichi
• natura del terreno rilevata mediante:
indagini preliminari (acquisizione di carte geologiche e
osservazione del comportamento di costruzioni già esistenti),
indagini di laboratorio (analisi su campioni di materiali raccolti
sul sito tramite carotaggi),
indagini in sito (prove di carico, altro).
Laboratorio di Tecnologia dell’Architettura Prof.ssa Paola Gallo A.A. 2012-
La distribuzione dei carichi dalle coperture alle
fondazioni
Le fondazioni si dividono in:
• Dirette quando operano direttamente su strati superficiali
• Indirette quando giungono a strati profondi in quanto quelli superficiali
non forniscono sufficienti garanzie di portanza
Dirette
Indirette
1
Discontinue
• Plinti isolati
3 Pali
2
Continue
• Travi
• Platee
• Infissi
• Gettati in opera
Fondazioni
Dirette su terreno
resistente poco profondo
Indirette su terreno
resistente molto profondo
In terreni sciolti
poco resistenti
FASE DELLA COSTRUZIONE
La realizzazione delle fondazioni è preceduta dai seguenti lavori:
1. sbancamento. Asportazione del terreno all’interno dell’area individuata
dalle operazioni di tracciamento, fino a raggiungere la quota dalla quale
avranno inizio le opere di elevazione del fabbricato
2. scavi per fondazioni. Scavi a sezione obbligata effettuate a partire dal
piano di sbancamento per accogliere gli elementi di fondazione previsti
3.Opere
di fondazione. Opere relative alla fondazione quali i muri di
sostegno e la sottofondazione
FASI DI SBANCAMENTO
OPERE DI FONDAZIONE
Per muro di sostegno si intende un manufatto murario con la funzione
principale di sostenere, o contenere, fronti di terreno di qualsiasi natura e
tipologia, eventualmente artificiali.
I muri di sostegno possono essere distinti in base al posizionamento o al
principio statico con cui resistono
I materiali con i quali si possono costruire i muri di sostegno sono: muratura di
mattoni, muratura di calcestruzzo non armato, cemento armato, gabbioni
Muri a contrafforti, in cui i contrafforti lavorano in un piano verticale, prendendo
su di sé la spinta delle terre, e il pannello murario lavora per inflessione in piani
orizzontali, con la funzione principale di contenimento del terreno;
Muri a mensola, ovvero elementi murari snelli, con fondazioni particolarmente
ampie (in modo da realizzare l'incastro al piede) in cui la parete svolge
entrambe le funzioni, di sostegno e di contenimento.
MAGRONE
Il magrone è un calcestruzzo
povero
con
minori
capacità
meccaniche
utilizzato
come
riempimento e per i getti di
sottofondazione
FASI DI REALIZZAZIONE FONDAZIONI
Posizionamento CASSERI e ARMATURE
1
Fondazioni discontinue
FONDAZIONI DIRETTE
Plinti isolati
I plinti sono elementi strutturali di forma
generalmente
quadrata,
rettangolare
o
trapezoidale, disposti al piede del pilastro in modo
tale da diffonderne adeguatamente il carico sul
terreno di fondazione.
In funzione della loro altezza i plinti si dividono in:
• plinti alti. Quando l’altezza è maggiore
dell’aggetto rispetto al pilastro. In c.a. risultano i
più rigidi e anche i più economici per via della
ridotta armatura
• plinti bassi. Quando l’altezza è inferiore
all’aggetto. Minimizzano gli sbancamenti
• plinti zoppi Quando occorre fondare pilastri in
aderenza a costruzioni preesistenti. Presentano
allargamenti pronunciati su uno dei lati
Plinti trapezoidali in c.a.
NASTRIFORMI O A ZATTERA
Plinti zoppi
Carico eccentrico
Sezione parzializzata
Plinto zoppo in c.a.
Le fondazioni a plinto si utilizzano con strutture in elevazione di tipo
intelaiato (trave-pilastro);
Per strutture intelaiate in c.a. le fondazioni devono consentire una certa
continuità strutturale e cioè:
- i plinti devono essere collegati da un reticolo di travi o cordoli!
Le fondazioni a plinto isolato non sono ammesse in zone sismiche.
2
Fondazioni continue
Travi
FONDAZIONI DIRETTE
Le fondazioni a travi (rovesce) si chiamano così perché, a differenza delle
comuni travi che trasmettono sui pilastri i carichi che ricevono dall’alto, il
comportamento di queste travi di fondazione è simile ad una trave
rovesciata caricata dalla reazione del terreno che agisce dal basso verso
l'alto.
!! Ecco perché si chiamano “ROVESCE” !!
TROVANO APPLICAZIONE:
 Quando la maglia del telaio è troppo fitta e i pilastri
risulterebbero troppo
realizzazione dei plinti
vicini
rendendo
difficile
la
Quando si necessita di elementi molto rigidi capaci
di caricare in modo pressoché uniforme lunghe parti di
suolo (Ad es. con terreno di fondazione che non
presenta elevate capacità portanti).
La rigidezza delle travi dipende dal rapporto tra altezza
della trave e luce, ovvero interasse dei pilastri.
Le fondazioni continue si usano con
strutture in elevazione a telaio
(acciaio, legno, c.a.) o con murature
portanti (laterizi, blocchi in pietra).
Tipologie di fondazione continua per struttura
discontinua (pilastri)
FONDAZIONI A TRAVI ROVESCE A MAGLIA
CHIUSA
Vista assonometrica
dell’intelaiatura strutturale
Schema in pianta e sezione della fondazione a travi
Tipologie di fondazione continua per
struttura continua (muratura)
Esempio di armatura della
fondazione continua
FONDAZIONI CONTINUE A LARGA BASE
Quando la struttura portante
in elevazione è in muratura, si
NASTRIFORMI
O A ZATTERA
utilizza la fondazione continua a larga base che deve essere
realizzata in c.a.
Arch. Valentina Gianfrate
Fondazioni Superficiali a Platea
Vengono usate quando il terreno non presenta buone caratteristiche
di portanza con elevata deformabilità, è necessario minimizzare il
valore della pressione indotta sul suolo di fondazione.
Fondazioni in terreni sciolti
Poco resistenti
Superficiali
A zattera
Su pali sospesi
A platea
Le platee possono paragonarsi a solai rovesci con travi principali travi
secondarie e soletta caricate dalla reazione del terreno approssimativamente
uniforme
La platea presenta una armatura a rete sia inferiormente che superiormente,
a maglie rade nelle specchiature tra i pilastri e fitte in corrispondenza degli
allineamenti strutturali
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FONDAZIONI INDIRETTE
Fondazioni a pali
Si fa uso delle fondazioni indirette quando il terreno di fondazione è
formato da materiali poco coerenti, e non possiede quelle
caratteristiche di resistenza, sufficienti a sostenere la struttura di un
edificio.
La funzione delle fondazioni indirette è quella di:
 collegare la struttura con gli strati più resistenti del terreno (pali
appoggiati)
 garantire la stabilità per attrito tra terreno e loro superficie laterale (pali
sospesi).
I pali possono essere di due tipi:
1.Infissi, realizzati fuori opera. Possono essere in legno (con punta
metallica), acciaio o cls armato. Quelli in cls armato hanno una armatura
fatta da tondini longitudinali e staffe elicoidali più ravvicinate alla punta, per
resistere alle sollecitazioni che si generano durante la penetrazione, ed alla
testa, per resistere alla battitura.
2.Gettati in opera, per battitura o trivellazione
Fondazioni indirette
su terreno
resistente molto profondo
A pozzi
Armati
Su pali portanti
Rivestiti
Gettati in sito
Infissi
Per infissione
Per trivellazione
Pali in cls armato
•Maggiore durevolezza
•Maggiore resistenza
•Maggiore lunghezza (fino a 25m)
•Diametro maggiore di 60cm.
•Costo minore
La distanza tra i pali non deve essere inferiore a 3 volte il diametro
Le strutture di collegamento delle teste dei pali, ad elevata rigidezza, possono
essere:
 Plinti isolati
 Fondazioni nastriformi
 Platee
Pali vibroinfissi:
Appartengono alla categoria dei pali infissi senza asportazione di materiale ed
hanno il grosso vantaggio di non produrre risulte di perforazione e mantenere il
cantiere pulito. Inoltre, l'infissione del palo migliora lo stato di addensamento del
terreno e le conseguenti caratteristiche di portanza.
Rispetto al tradizionale palo battuto, quello infisso con vibrazioni ad alta frequenza
riduce notevolmente il disturbo sulle strutture circostanti, diminuendo sia il
livello del rumore che le vibrazioni.
Si realizza in terreni sabbiosi ed in ghiaie scarsamente addensate, anche in
presenza di acqua di falda. La velocità di realizzazione e la facile gestione
cantieristica ne fanno un prodotto economicamente vantaggioso.
Pali costruiti in opera con tubo forma, che viene infisso
mediante trivellazione con asportazione di terra
L’infissione della camicia avviene per rotazione meccanica, una pesante sonda
munita di valvola di fondo asporta il materiale sciolto
•Non produce costipamento del terreno
•Non provoca vibrazioni nelle strutture vicine
Primo solaio fuori terra
Il primo solaio fuori terra – chiusure orizzontali inferiori - appartiene alla
classe di Unità tecnologica “CHIUSURE”.
Oltre a “chiudere” inferiormente l’organismo edilizio, la sua funzione
principale è “ isolare ” in modo da consentire con adeguati livelli di
comfort lo svolgimento delle attività (funzioni) previste nei locali.
La tecnologia costruttiva, e il relativo grado di isolamento e comfort raggiunto,
cambiano a seconda delle destinazioni d’uso
Soluzioni tecniche tradizionali
Arch. Valentina Gianfrate
Struttura in
latero-cemento
I sistemi tradizionali con vespaio e/o intercapedine sono ormai quasi
correntemente sostituiti dal sistema dei “cupolex”
Si tratta di cupole in plastica riciclata disponibili in commercio in diverse
dimensioni. Questi elementi sono sagomati in modo da essere facilmente
collegati tra loro per formare una struttura autoportante puntiforme e
ricevere il getto (in c.l.s. o altro) che costituisce la soletta. Sotto le
cupolette si crea un vano libero che consente la circolazione d’aria in tutte le
direzioni e il passaggio delle tubazioni degli impianti, le condotte e i cavi.
Sono in genere realizzati in plastica riciclata e costituiscono un cassero a
perdere
in
grado
di
contribuire
al
fonoisolamento
e
all’impermeabilizzazione del solaio.
Struttura con casseri a perdere
Sistema in legno per solaio
rialzato
Il solaio rialzato, a distanza di almeno 50
cm da terra, deve avere un’intercapedine
adeguatamente aerata e un vespaio
drenante aerato livellato al piano di
fondamenta. Le travi portanti in legno
possono poggi a r e direttamente sulle
fondazioni o essere separate da esse
mediante muretti in mattoni pieni che
creano un’ulteriore intercapedine.
Elaborati Tecnici
FONDAZIONI
•Indicare l’area e la sezione di scavo con indicazione dei profili e delle quote
•Indicare il posizionamento delle opere, le loro dimensioni, le sezioni dei diversi
elementi, le orditure del sistema adottato
•Indicare gli assi di localizzazione generale (fili fissi)
•Indicare il profilo delle strutture in pianta con precisazione delle sezioni di ogni
elemento
•Indicare tutte le quote parziali e totali
•Inidicare la quota del piano di posa, specificando il livello del magrone e la
quota di fondazione
REDAZIONE DELL’ELABORATO
•Adottare il rapporto grafico 1:50
•Indicare il profilo delle strutture verticali
•Indicare i piani di sezione
•Indicare con linea a tratto il profilo dello scavo e le relative quote
Esempio