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Fondazioni dirette

Fondazioni dirette: tipologie e metodi di progettazione BIM

Tempo di lettura stimato: 7 minuti

Travi, plinti, platee: scopri i tipi di fondazioni dirette e quali adottare nei tuoi progetti in base alle caratteristiche del terreno

Le fondazioni dirette sono elementi strutturali progettati per trasferire il carico delle strutture edificabili direttamente al terreno sottostante, senza l’ausilio di attrito laterale significativo.

In questo articolo, esploreremo in dettaglio il concetto di fondazioni dirette e le varie tipologie utilizzate nel campo dell’ingegneria civile.

Inoltre potrai vedere come sfruttare un software per il calcolo strutturale per progettare in maniera dettagliata e puntuale questo tipo di fondazioni.

Diverse tipologie di fondazione

Diverse tipologie di fondazione

Cosa sono le fondazioni dirette

Le fondazioni dirette sono strutture resistenti interposte tra il terreno e la sovrastruttura di un edificio, progettate per trasferire i carichi derivanti dal peso proprio e dalle azioni applicate alla sovrastruttura direttamente al terreno sottostante. Questo avviene principalmente attraverso la pressione esercitata dalla fondazione sul terreno sotto il piano di appoggio, senza che intervenga un significativo attrito laterale. Le fondazioni dirette sono utilizzate quando il terreno sottostante è sufficientemente robusto da sopportare il carico senza rischi di cedimenti eccessivi.

Questa tipologia di fondazione si distingue dalla tipologia di fondazioni indirette o profonde, in quanto queste ultime trasmettono il carico al terreno attraverso la pressione sotto il piano di appoggio e per attrito lungo il fusto. Questa distinzione è essenziale nella progettazione delle fondazioni, poiché influisce sulla scelta della tipologia più adatta a una specifica situazione ed è necessaria anche per capire bene la materia che stiamo trattando.

Tipologie di fondazioni dirette

Esistono diverse tipologie di fondazioni dirette, ognuna adatta a specifiche condizioni del terreno e requisiti strutturali. Ecco di seguito un elenco dei diversi tipi di fondazioni dirette presenti nel mondo dell’edilizia.

Fondazioni puntuali

Le fondazioni puntuali, rappresentate principalmente dai plinti di fondazione, costituiscono una scelta comune per edifici residenziali e industriali, particolarmente adatti per terreni con buone caratteristiche meccaniche e dove non ci si aspetta significativi cedimenti differenziali. Un plinto è un elemento strutturale realizzato tipicamente in calcestruzzo armato, progettato per distribuire i carichi puntuali della sovrastruttura su una superficie di terreno abbastanza ampia da garantire la sicurezza e la stabilità strutturale.

Durante la fase di progettazione, è importante posizionare il plinto al di sotto dello strato di terreno superficiale soggetto a rimaneggiamento o variazioni stagionali del volume, come il movimento del livello della falda acquifera. Il comportamento del plinto può essere assimilato a quello di una mensola incastrata, soggetta alla reazione del terreno dal basso verso l’alto.

Esistono due tipologie principali di plinti: tozzi e snelli. I plinti tozzi sono caratterizzati da un rapporto tra l’altezza e l’aggetto dell’ala superiore del plinto da filo pilastro maggiore di 2, mentre i plinti snelli hanno un rapporto inferiore a 2.

Il dimensionamento strutturale dei plinti tozzi considera il sistema tirante-puntone, mentre per i plinti snelli si possono utilizzare approcci basati sull’ipotesi di conservazione delle sezioni piane di Bernoulli e Navier.

I plinti possono essere connessi da travi o cordoli, e quando non c’è nessun elemento di connessione tra di essi si parla di “plinti isolati”. Le connessioni tra i plinti possono avvenire tramite cordoli o travi, contribuendo a garantire la stabilità e la continuità della fondazione.

Impermeabilizzazione delle fondazioni con rivestimento impermeabilizzante liquido

Plinti di fondazione

Fondazioni continue

Quando i terreni presentano caratteristiche che potrebbero generare cedimenti differenziali o quando i carichi da sopportare sono elevati, si ricorre a fondazioni continue. Queste includono travi rovesce, graticci e platee, che distribuiscono il carico su una superficie di contatto più estesa, riducendo così la pressione del carico sul terreno e minimizzando i cedimenti differenziali. Questo tipo di fondazione può essere ulteriormente suddivisa in due gruppi:

  • fondazioni continue in calcestruzzo non armato – se il terreno offre una buona resistenza e i carichi applicati non sono troppo elevati, è possibile adottare le fondazioni continue in calcestruzzo non armato. Questo metodo offre diversi vantaggi, inclusi la riduzione dei costi e la semplificazione del processo di costruzione. La base della fondazione viene gradualmente allargata mediante l’utilizzo di riseghe, impostate con un’inclinazione di circa 60°. Questo contribuisce a ridurre le sollecitazioni di flessione e di taglio, garantendo una maggiore stabilità alla struttura. Quando la fondazione continua in calcestruzzo non armato viene gettata direttamente nello scavo di fondazione, si ottiene una sezione a forma trapezoidale, dove la base minore sarà quella inferiore. Questo design consente una distribuzione uniforme del carico sul terreno sottostante. La maggiore quantità di calcestruzzo richiesta per questo tipo di fondazione viene compensata dal risparmio sulla cassaforma necessaria per il getto. Per garantire una migliore connessione con la base della struttura, è consigliabile realizzare un cordolo in calcestruzzo armato. Questo elemento viene inserito per tutto lo spessore del muro in corrispondenza del piano d’imposta del solaio, migliorando la resistenza e la stabilità complessiva della fondazione;
  • fondazioni continue in calcestruzzo armato – le fondazioni continue in calcestruzzo armato, conosciute anche come fondazioni a mensola o a zattera, rappresentano una soluzione versatile e resistente, particolarmente adatta per terreni poco resistenti. Questo tipo di fondazione sfrutta le proprietà del calcestruzzo armato per resistere agli sforzi di flessione, consentendo la realizzazione di strutture meno massicce rispetto alle fondazioni non armate. La caratteristica distintiva delle fondazioni continue in calcestruzzo armato è la presenza di un cordolo continuo, affiancato da due mensole laterali realizzate anch’esse in calcestruzzo armato. Questo design consente alle fondazioni di assorbire efficacemente le sollecitazioni di taglio e flessione, garantendo una maggiore stabilità strutturale. Questo tipo di fondazione è particolarmente indicato per terreni poco resistenti, poiché richiede una minore quantità di calcestruzzo rispetto alle fondazioni non armate. Grazie alla capacità del calcestruzzo armato di sopportare carichi di flessione, le fondazioni continue in calcestruzzo armato possono essere progettate con dimensioni più contenute, riducendo così il peso complessivo della struttura. Tuttavia, va tenuto presente che la realizzazione di fondazioni continue in calcestruzzo armato richiede un lavoro maggiore in termini di formazione dell’armatura metallica e della casseratura. Questo è un aspetto importante da considerare durante la fase di progettazione e costruzione, poiché influisce sui costi e sui tempi di realizzazione del progetto.
Fondazioni continue

Fondazioni continue

Travi rovesce

Le travi rovesce rappresentano un importante elemento strutturale utilizzato per distribuire i carichi provenienti dai pilastri su una superficie più ampia, garantendo così una maggiore stabilità e resistenza della struttura. Questo tipo di travi sono realizzate in calcestruzzo armato e presentano una caratteristica forma a T rovesciata, con due solette o mensole inferiori che svolgono il compito di allargare la superficie di appoggio sul terreno.

La principale applicazione delle travi rovesce avviene in strutture a telaio, soprattutto quando è necessario distribuire i carichi su grandi superfici di terreno e quando la resistenza del terreno stesso non è uniforme. In questi casi, le travi rovesce permettono di garantire una distribuzione equilibrata dei carichi, riducendo al contempo il rischio di cedimenti differenziali del terreno.

Il processo di realizzazione delle travi rovesce coinvolge diverse fasi successive:

  1. si inizia con la posa di un primo strato di magrone, che serve da base per la trave rovescia;
  2. successivamente, si procede con la formazione dell’armatura metallica, che conferisce alla trave la necessaria resistenza strutturale;
  3. dopodiché, si effettua il getto delle solette della trave, creando così la parte inferiore della struttura che andrà a poggiare sul terreno;
  4. una volta che il calcestruzzo si è indurito, si montano le sponde di contenimento e si esegue il getto della parte superiore della trave, nota come anima, completando così la struttura della trave rovescia.

Questo processo di realizzazione assicura che le travi rovesce siano in grado di sopportare efficacemente i carichi statici e dinamici provenienti dalla sovrastruttura, garantendo al contempo una distribuzione uniforme dei carichi sul terreno sottostante.

Travi continue incrociate

Questo tipo di elemento strutturale consiste in una successione di travi rovesce allineate secondo le file dei pilastri, creando così uno schema statico di travi continue su più appoggi, che sono orientate parallelamente a uno dei lati della pianta dell’edificio. Queste travi sono poi collegate da cordoli trasversali di irrigidimento, che contribuiscono ad aumentarne la rigidità complessiva.

La caratteristica distintiva delle travi rovesce incrociate è che i cordoli di irrigidimento stessi diventano delle travi rovesce, aumentando così ulteriormente la capacità di distribuzione dei carichi e di resistenza della struttura. Questa trasformazione avviene quando è necessario rendere la fondazione più rigida, ad esempio in presenza di terreni instabili o carichi particolarmente elevati.

Un vantaggio significativo nell’impiego delle travi rovesce incrociate è la possibilità di realizzare travi con un rapporto altezza/base elevato, il che consente di ridurre la quantità di armatura necessaria e le sollecitazioni a cui è soggetto il calcestruzzo. Questo non solo riduce i costi di costruzione, ma migliora anche le prestazioni strutturali complessive della fondazione.

Fondazioni a platea

Le fondazioni a platea rappresentano una soluzione efficace quando il terreno non è in grado di sopportare i carichi della struttura in modo uniforme o adeguato. Questo tipo di fondazione sostituisce le tradizionali travi rovesce con un unico “solettone” di base in calcestruzzo armato, che si estende su tutta l’area di appoggio della struttura. Questo solettone, chiamato platea, è progettato con uno spessore adeguato per distribuire i carichi in modo uniforme sul terreno sottostante.

In aggiunta al solettone di base, possono essere previste delle travi principali e secondarie disposte strategicamente per irrigidire ulteriormente la struttura. Queste travi aggiuntive contribuiscono a garantire una migliore continuità strutturale e a distribuire i carichi in modo più efficiente.

Un aspetto distintivo delle fondazioni a platea è la presenza di una piastra nervata capovolta, formata dalle travi principali e secondarie che sporgono dal solettone di base. Questa configurazione consente una migliore ripartizione dei carichi e una maggiore resistenza strutturale complessiva.

Tra i vantaggi delle fondazioni a platea vi è la loro capacità di distribuire efficientemente i carichi sulla superficie del terreno, garantendo una buona continuità strutturale. Questo le rende particolarmente adatte per terreni con caratteristiche di cedimento non uniformi.

Tuttavia, uno svantaggio delle fondazioni a platea è la maggiore quantità di materiale necessario rispetto ad altri tipi di fondazioni. Questo può comportare costi aggiuntivi sia in termini di materiali che di lavoro, tuttavia, questo svantaggio è compensato dai benefici in termini di prestazioni strutturali e durabilità nel tempo.

Platea di fondazione

Platea di fondazione

Come progettare le fondazioni dirette con un software BIM

Di seguito puoi vedere un elenco di video che ti mostrano come progettare e dimensionare le fondazioni dirette con un software per il calcolo strutturale:

 

Edilus

 

Edilus

 

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