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Fondazione a trave rovescia

Fondazione a trave rovescia

Tempo di lettura stimato: 6 minuti

Quando e perché scegliere la fondazione a trave rovescia invece dei plinti e come progettarla in sicurezza e in conformità con le norme

La fondazione a trave rovescia rappresenta una soluzione strutturale efficace e versatile, particolarmente apprezzata e diffusa in contesti dove è necessario garantire una distribuzione uniforme dei carichi su terreni con caratteristiche geotecniche variabili. Questo articolo esplorerà in dettaglio gli aspetti tecnici della progettazione e della realizzazione di una fondazione a trave rovescia, fornendo informazioni utili per i tecnici del settore delle costruzioni.

Quando si usa la fondazione a trave rovescia

La fondazione a trave rovescia è un tipo di fondazione diretta continua (spesso denominata anche a T rovescia, per la forma della sua sezione), utilizzata quando la struttura portante è a scheletro indipendente, come nelle strutture intelaiate in calcestruzzo armato o in acciaio.

In genere, le travi rovesce hanno sviluppo lineare e sono normalmente impiegate, in ambito edilizio, quando si necessita di una maggiore superficie di contatto, rispetto ai plinti di fondazione.

La denominazione di trave rovescia deriva dal suo comportamento statico: si comporta infatti come una trave rovesciata caricata dalla reazione del terreno che agisce dal basso verso l’alto. Sollecitata dai carichi trasmessi dai pilastri, i momenti flettenti avranno segni opposti rispetto a quelli delle travi dei solai. Quindi, il suo comportamento statico è inverso a quello delle travi in elevazione.

Vulnerabilità sismica, software di calcolo strutturale

Vulnerabilità sismica, software di calcolo strutturale

Per ottenere una distribuzione più uniforme dei carichi sul terreno di fondazione ed assicurare una maggiore rigidezza della struttura di fondazione, le travi rovesce si collegano ai pilastri nei due sensi ortogonali, formando maglie chiuse che riproducono la pianta dello scheletro del fabbricato.

Supponendo che la reazione del terreno sia uniformemente distribuita sulle zattere, le travi vengono calcolate come travi continue. Le armature metalliche sono disposte per assorbire le sollecitazioni di trazione e taglio, che si sviluppano a seguito della flessione elastica delle travi, e che il calcestruzzo da solo non potrebbe sostenere.

Quando, invece, ci sono più pilastri allineati, caricati e distanziati in modo diverso, e si vuole uniformare il carico unitario trasmesso dalla fondazione al terreno, conviene progettare una zattera di fondazione (platea di fondazione) a larghezza variabile (leggi anche Fondazioni a platea: dal calcolo alla realizzazione). Questo permette che le risultanti delle reazioni del terreno sulle superfici di appoggio abbiano la stessa linea d’azione delle risultanti dei carichi che gravano su di esse.

La fondazione a trave rovescia è utilizzata in una varietà di situazioni specifiche in cui le caratteristiche del terreno e i requisiti strutturali rendono questa soluzione particolarmente vantaggiosa. Di seguito sono elencati i principali contesti in cui si ricorre a questo tipo di fondazione:

  • terreni con capacità portante bassa o variabile. Quando il terreno ha una bassa capacità portante o presenta variazioni significative nelle sue proprietà meccaniche, la fondazione a trave rovescia è preferita perché consente di distribuire i carichi in modo più uniforme, riducendo il rischio di cedimenti differenziali;
  • strutture a telaio in c.a. o in acciaio;
  • terreni soggetti a movimenti differenziali. In terreni soggetti a movimenti differenziali, come quelli argillosi che possono gonfiarsi o ritirarsi in base al contenuto d’acqua, le travi rovesce offrono una maggiore stabilità e resistenza ai sollevamenti del terreno;
  • zone con elevata sismicità. In zone sismiche, le fondazioni a trave rovescia sono vantaggiose perché migliorano la capacità della struttura di resistere alle forze orizzontali generate dai terremoti. La loro configurazione contribuisce a ridurre il rischio di ribaltamento e migliora la dissipazione delle energie sismiche;
  • strutture con carichi concentrati elevati. Per edifici con carichi concentrati elevati, come pilastri di edifici multipiano o strutture industriali pesanti, le travi rovesce aiutano a distribuire questi carichi su un’area maggiore, prevenendo eccessive pressioni sul terreno;
  • costruzioni su terreni eterogenei. Quando si costruisce su terreni con strati geotecnici eterogenei, le fondazioni a trave rovescia aiutano a uniformare la risposta del terreno ai carichi strutturali, riducendo il rischio di deformazioni irregolari.

Per valutare i criteri progettuali delle travi rovesce in cemento armato è opportuno considerare i seguenti aspetti:

  • materiale da costruzione;
  • sezione trasversale della sezione della trave;
  • numero e tipologia dei vincoli;
  • tipologia del terreno;
  • tipologia delle sollecitazioni a cui è sottoposta.

Quali sono i tipi di fondazioni

Le fondazioni possono avere caratteristiche differenti in base alle scelte di progetto e alle caratteristiche del terreno.

Vediamo nello specifico tutti i tipi di fondazione in base al terreno dell’area d’intervento:

terreni con buona resistenza

  • fondazioni superficiali (dirette)
    • continue
    • a zattera
    • a platea
    • a travi rovesce
    • discontinue
    • a plinti isolati
  • fondazioni profonde (indirette)
    • a piloni
    • su pali portanti
      • trivellati
      • gettati in opera
      • battuti

terreni di scarsa resistenza

  • fondazioni superficiali (dirette)
    • platea
    • zattera
  • fondazioni profonde (indirette)
    • su pali sospesi
  • fondazioni idrauliche.
Tipi di fondazione

Tipi di fondazione

Per approfondire, leggi anche “Tipi di fondazione“.

Fondazione a trave rovescia o a platea

La fondazione a platea è un corpo monolitico in cemento armato, dello spessore variabile, mediamente tra i 30 e i 40 cm, che ha la funzione di trasmettere tutto il peso dell’edificio e dei carichi che agiscono su di esso, al terreno sottostante.

È una soluzione costruttiva rapida, semplice da realizzare e molto efficace, che garantisce una distribuzione omogenea dei carichi anche in presenza di terreni con scarsa capacità resistente. È la soluzione migliore per evitare l’insorgenza di cedimenti differenziali e per costituire una zattera galleggiante sul terreno sottostante.

Immagine di una struttura in cemento armato creata con Edilus

Struttura in cemento armato creata con EdiLus

Rispetto ad altre soluzioni (plinti, travi rovesce) richiede l’impiego di maggiore quantità di materiale (acciaio e calcestruzzo). Nonostante ciò, il costo della platea di fondazione è generalmente pari, o in qualche caso addirittura inferiore, alle altre soluzioni, per la sua semplicità di messa in opera e il minor tempo impiegato per la sua predisposizione (scavi, casseforme, ecc.).

Le travi rovesce, invece, sono costituite da un reticolo di travi a sezione rettangolare o a T rovescia, avente base variabile dai 40 agli 80 cm ed altezza dai 40 ai 50 cm, disposte in modo ortogonali tra loro e lungo le linee dei muri in elevazione.

Più in generale, lo spessore dipende dalle sollecitazioni di taglio o punzonamento. La larghezza, invece, dalla capacità portante del terreno e dai carichi provenienti dalla sovrastruttura.

La trave di fondazione viene realizzata sopra un getto di pulizia, che la proteggerà dalle aggressioni chimiche del suolo; si tratta di uno strato di calcestruzzo, generalmente privo di armatura metallica, a basso contenuto di cemento, chiamato magrone, posizionato alla quota di scavo.

Gli spazi di risulta tra le travi, vengono occupati dal vespaio, generalmente realizzato con ghiaia, igloo, ecc., e terminato con una solaio che costituisce il primo impalcato dell’edificio in elevazione. In entrambe le soluzioni, è possibile aggiungere una camera di ventilazione tra la fondazione e il primo solaio, soprattutto in presenza di terreni umidi e per ridurre gli effetti negativi del gas Radon proveniente dal terreno.

La fondazione a trave rovescia era molto in uso fino a qualche anno fa. Attualmente, invece, si tende a prediligere l’opzione della platea di fondazione, per la sua semplicità di realizzazione e il risparmio sulla mano d’opera. Pur essendo ancora un valido sistema costruttivo, le travi rovesce risultano, dunque, meno utilizzate rispetto alla platea.

Come progettare una fondazione a trave rovescia

Per migliorare e semplificare tutte le operazioni connesse alla progettazione delle fondazioni (ma anche quelle relative alla struttura nel suo complesso) è possibile utilizzare un software per il calcolo strutturale.

La progettazione delle fondazioni a trave rovescia con il supporto di un software che sfrutta l’integrazione tra strumenti BIM e tecnologie per il calcolo strutturale, offre numerosi vantaggi in termini di precisione, efficienza, ottimizzazione dei materiali e conformità con le normative vigenti. Per procedere con il calcolo occorre prima modellare la struttura in 3D, integrando le travi rovesce con gli elementi verticali e orizzontali in modo dettagliato. Il software consente di simulare le condizioni di carico reali, inclusi carichi statici, dinamici e sismici, fornendo una visione approfondita del comportamento strutturale sotto diverse condizioni.

collegamenti acciaio

La modellazione 3D facilita la visualizzazione della distribuzione delle sollecitazioni e delle deformazioni attraverso le travi e le fondazioni, aiutando a identificare potenziali punti critici e ottimizzando la disposizione delle armature. Inoltre, le potenti capacità di analisi finite del software consentono di effettuare verifiche di sicurezza e conformità normativa, assicurando che il progetto rispetti tutti i requisiti tecnici e di sicurezza. Questo approccio integrato migliora l’accuratezza e l’affidabilità della progettazione, anche in relazione al rischio di conflitto con gli altri elementi in gioco nella progettazione (elementi impiantistici, architettonici, ecc.) riducendo gli errori ed aumentando l’efficienza complessiva del processo progettuale.

 

Edilus

 

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