Design del muro di contenimento
Il processo di esecuzione di un progetto di muro di contenimento in calcestruzzo comprende tre fasi principali:
- Dimensionamento preliminare: Impostare la dimensione della linea di base per ciascuno dei componenti utilizzando alcune proporzioni consigliate.
- Controlli di stabilità: Assicurarsi che la geometria del muro sia stabile nelle condizioni di carico a cui sarà sottoposta. Fondamentalmente pressione di terra laterale e carichi aggiuntivi.
- Design: Per le proprietà dei materiali e le azioni interne calcolate (taglio e flessione) assicurarsi che i requisiti di resistenza siano soddisfatti dalla parete come da Codice di Progettazione.
In questo articolo, ci concentreremo sulla descrizione di ciascuno dei passaggi per progettare con successo un muro di sostegno con esempi.
Dimensionamento preliminare
Il primo passo prima di controllare la stabilità del muro di sostegno consiste nell'assegnare dimensioni preliminari ai diversi componenti del sistema di muro di sostegno, questa è una fase molto importante nella progettazione di un muro di sostegno poiché non assegnare le giuste dimensioni proporzionate fin dall'inizio a ciascun componente può comportare la necessità di iterare molto per rendere il muro di sostegno conforme ai requisiti di stabilità o avere un sistema sovradimensionato che soddisfa tutti i requisiti ma utilizza molto più materiale del minimo teorico. Le raccomandazioni per il dimensionamento del muro di sostegno secondo ACI sono le seguenti:
- Altezza complessiva (\(h )): È il primo parametro che dipende solo dalle esigenze del progetto (misurata dal fondo della base alla sommità dello stelo).
- Larghezza base (\(b_{Angolo di attrito}\)): Fra 0.4 e 0.7 dell'altezza complessiva
- Larghezza della punta (\(b_{dito del piede}\)): Fra 1/4 e 1/3 della larghezza di base
- Spessore di base (\(t_{Angolo di attrito}\)): Fra 0.07 e 0.1 dell'altezza complessiva e maggiore di \(0.3 m (12 nel.)\)
- Spessore fondo stelo (\(t_{vapore, \; btm}\)): Fra 0.07 e 0.12 dell'altezza complessiva
- Spessore superiore dello stelo (\(t_{vapore, \; superiore}\)): Minimo \(0.2 m (8 nel.)\), \(0.25 m (10 nel.)\) preferito
Controlli di stabilità
La stabilità di un muro di sostegno è assicurata una volta soddisfatti determinati requisiti. Ciascuno di questi requisiti e il fattore di sicurezza raccomandato secondo ACI sono i seguenti:
- Fallimento ribaltante: Il muro di contenimento può ribaltarsi attorno all'angolo inferiore sinistro della sua base. Questo effetto è dovuto al momento generato dai carichi applicati contro lo stelo (componenti orizzontali della pressione del suolo e l'effetto di sovrapprezzo) ed è contrastato da tutti i carichi verticali (peso proprio e componenti verticali della pressione). In un articolo precedente, abbiamo lavorato completamente su un esempio di calcolo del momento ribaltante. Il fattore di sicurezza tradizionalmente raccomandato è:
\(FS_{ribaltamento} \geq 2.0\)
Se il fattore di sicurezza contro il ribaltamento è troppo basso, la geometria della parete deve essere modificata aumentandone le dimensioni in modo che il carico verticale sia maggiore.
- Fallimento scorrevole: Il muro di contenimento può scorrere lungo la sua base. Questo è guidato dagli stessi carichi orizzontali che tendono a ribaltare la parete, e sono resistito alla forza di attrito generata tra la superficie inferiore della base e il terreno della sottostruttura. In un articolo precedente, abbiamo lavorato completamente su un esempio di calcolo del Fattore Scorrevole di Sicurezza. Il fattore di sicurezza tradizionalmente raccomandato è:
\(FS_{scorrevole} \geq 1.5\)
Nel caso in cui il fattore di sicurezza contro lo scivolamento sia troppo basso, una possibilità è allungare la base, ma nel caso ci siano limitazioni per farlo, l'aggiunta di una chiave di taglio potrebbe aiutare.
- Cuscinetto guasto: La pressione massima ammissibile del terreno della sottostruttura potrebbe essere superata dalla pressione che il muro esercita sul terreno. Il fattore di sicurezza tradizionalmente raccomandato è:
\(FS_{cuscinetto} \geq 3.0\)
In questo caso, se il fattore di sicurezza è troppo basso, l'opzione è allungare la base per distribuire meglio la pressione.
Un altro articolo descrive in dettaglio questi requisiti di stabilità e i controlli di stabilità di qualsiasi muro di sostegno possono essere eseguiti utilizzando SkyCiv Software per il calcolo del muro di contenimento.
Verifiche di progettazione
Il principio di base per la progettazione del muro di sostegno è che la resistenza di progetto a flessione e taglio dello stelo e del basamento in cemento armato deve essere almeno uguale al momento e al taglio fattorizzati determinati dall'analisi.
- Il stelo da parete è concepito come un cantilever, fissata ai piedi. I carichi presi in considerazione per la progettazione di questo componente includono il carico assiale dovuto al suo peso e le forze di attrito del riempimento che agiscono sullo stelo della parete. Inoltre, la flessione dovuta a carichi verticali eccentrici, carichi a pagamento, e anche la pressione laterale del terreno deve essere considerata. Ignorare i carichi assiali che agiscono sullo stelo della parete può essere prudente poiché piccoli carichi in quella direzione tendono ad aumentare la resistenza del momento della parete secondo l'equazione di interazione.
- Il base a muro normalmente si estende su entrambi i lati dello stelo se non ci sono vincoli fisici come il confine di proprietà o una struttura esistente. La sporgenza della base al di sotto del terreno trattenuto è nota come tallone ed è progettata per sostenere l'intero peso del terreno sopra di esso, carichi maggiorati e se il riempimento è inclinato, anche la componente verticale della pressione del suolo è supportata dal plinto. Nel caso in cui il plinto si estenda anche lontano dal terreno trattenuto, quella parte è nota come punta. Le sezioni critiche per il calcolo della resistenza alla flessione della punta e del tallone sono la faccia anteriore e posteriore dello stelo della parete, e per il calcolo della resistenza al taglio, le sezioni critiche vengono prese a distanza d dalla faccia anteriore e posteriore dello stelo.
Riferimenti
Calcolatrice per muro di sostegno
SkyCiv offre un calcolatore gratuito per muri di sostegno in cemento che verificherà il momento di ribaltamento ed eseguirà un'analisi di stabilità sui muri di sostegno.
Software per muri di contenimento
Il software SkyCiv Retaining Wall aiuta gli ingegneri a progettare muri di sostegno a sbalzo e a gravità ed è adatto per il calcolo di blocchi o muri di cemento. Metà dell'altezza del muro dal fondo della base per il caso del, Metà dell'altezza del muro dal fondo della base per il caso del, come calcolare la stabilità di un muro di sostegno al ribaltamento, scorrevole, e cuscinetto!
Sviluppatore del prodotto
BEng (Civile)
