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Definizione di Fondazione Edificio
Le fondazioni trasferiscono le forze dai sistemi strutturali a qualche fonte esterna, tipicamente il terreno. Il terreno ha una stabilità essenzialmente infinita, che lo rende un ottimo posto per trasferire i carichi della tua struttura.
In un modello strutturale, le fondazioni sono spesso rappresentate come supporti, o condizioni al contorno. Fungono da endpoint per un percorso di carico.
Le fondamenta servono a diversi scopi, Compreso:
- A breve termine, stabilizzare e sostenere la struttura.
- A lungo termine, resistere all'insediamento differenziale e aumentare la durata della struttura.
- Distribuire i carichi dalle colonne a un'area più ampia.
- Ridistribuire i carichi strutturali irregolari.
- Proteggere la struttura dall'erosione del suolo sotto le fondamenta.
- Aiuta nella stabilità laterale contro carichi laterali come vento e terremoti.
Il terreno dove si trova la fondazione, o è accatastato in, è un aspetto critico della progettazione di una fondazione e deve essere analizzato e verificato per la sua stabilità. Diversi tipi di terreno come l'argilla si comportano in modo molto diverso da altri come la sabbia. Queste differenze comportamentali sono espresse attraverso valori fisici come la coesione del suolo e l'angolo di attrito.
Tipi di Fondazioni
Generalmente, i sistemi di fondazione sono divisi in fondazioni superficiali e profonde. Le fondamenta poco profonde sono quasi sempre gettate contro la terra. Il sito è stato oggetto di scavi relativamente superficiale profondità, sotto l'elevazione del suolo. Sono più facili da costruire, più economico, e, perciò, di solito un'opzione di design più popolare per strutture più piccole.
figura 1: Sistemi di fondazione
Differenza tra i "piedi’ e 'Fondazioni’
I termini base e fondazione sono comunemente confusi l'uno con l'altro.
Una "fondazione".’ è un termine generico utilizzato per indicare una parte di una struttura che trasferisce il carico dalla sovrastruttura al terreno di appoggio. Può essere classificato come fondazione superficiale o profonda.
Un 'piede’ fa parte di una fondazione a contatto con il suolo. Tipicamente, le fondamenta sono associate solo a fondazioni poco profonde. Fare riferimento al diagramma dei sistemi di base sopra. Tutti i basamenti sono considerati fondazioni, ma non tutte le fondamenta sono basi.
Differenza tra fondazioni profonde e poco profonde
Le fondamenta poco profonde vengono utilizzate principalmente quando il carico verrà trasferito in un terreno portante situato a superficiale profondità (piccolo come 1 metro o 3 piedi). Le fondazioni profonde vengono utilizzate quando il carico viene trasferito in strati profondi (che vanno da 20-65 metri o 60-200 piedi).
Le fondamenta profonde si trovano più comunemente nei siti in cui le condizioni del suolo sono sfavorevoli. Per esempio, la maggior parte dei progetti marini utilizzerà fondamenta profonde per una maggiore stabilità. Il processo di costruzione di una fondazione profonda è più complesso e costoso. Richiede attrezzature più pesanti, manodopera specializzata, e una corretta gestione del tempo. Le fondamenta profonde possono essere conficcate nel terreno o gettate contro terra, il terreno è molto più difficile da scavare, e la pressione del suolo aumenta man mano che vai più in profondità. Una fondazione profonda fornisce supporto laterale, resiste al sollevamento, e supporta carichi maggiori. Si basa sia sul cuscinetto di estremità che sull'attrito della pelle.
A confronto, le fondamenta poco profonde sono più economiche, richiedendo meno manodopera, attrezzature, e materiali. Si basano principalmente sul cuscinetto finale sul terreno. Il rinforzo in fondazioni poco profonde aiuta a resistere al ribaltamento e alla flessione della fondazione.
Fondamenta poco profonde
Basamenti isolati
Basi isolate, noto anche come appoggio o appoggio, sono il tipo di fondazione più semplice e comune. Ogni basamento sostiene la sua colonna da cui prende il carico e lo distribuisce al terreno su cui sta poggiando. I basamenti isolati sono quasi sempre quadrati o rettangolari. Questo li rende più facili da analizzare e costruire. Le dimensioni del basamento sono stimate in base ai carichi della colonna, la capacità portante sicura, ed eccessivo insediamento del suolo.
figura 2: Base isolata
Basamenti per pareti
Basi per pareti, noto anche come plinto di fondazione, sostenere il peso da pareti portanti e non strutturali. Simile a fondazioni isolate, maggiore è l'area di appoggio, maggiore è la capacità della fondazione di limitare i cedimenti. I plinti di fondazione sono utili per sostenere pareti portanti, in quanto resistono non solo ai carichi morti della struttura, ma anche altri carichi di progettazione. Anche i basamenti dei muri sono gettati con cemento normale o armato e talvolta sono prefabbricati prima di essere portati in cantiere.
figura 3: Basamento del muro
Basi combinate
sostenere il peso da pareti portanti e non strutturali per trasmettere e distribuire i carichi su un'area del suolo in cui il suolo ha una capacità portante adeguata, il piano combinato è costruito quando le colonne sopportano carichi strutturali. Viene utilizzato quando due o più colonne sono così vicine tra loro che il loro fondo isolato si sovrappone. La costruzione di fondazioni combinate può essere più economica quando i materiali di fondazione (calcestruzzo) sono più economici del lavoro per formare due basi separate. I basamenti combinati possono essere rettangolari, trapezoidale, o a forma di T, a seconda delle dimensioni e della posizione delle colonne supportate dal basamento.
figura 4: Base combinata
Basamenti della cinghia
Basamenti della cinghia, noto anche come basamento a sbalzo, sono due basamenti isolati collegati con una trave a cinghia.
Le travi della cinghia collegano comunemente due basi che sostengono colonne che resistono a forze laterali significative. La trave centrale della cinghia aiuterà a ridurre gli effetti del carico laterale senza esercitare ulteriore pressione di gravità sul terreno, che si verificherebbe se si utilizzasse una base combinata.
figura 5: Strap Foundation
Mat Foundation
Come il nome suggerisce, un fondotinta opaco, noto anche come fondazione zattera, è un tipo di fondazione distribuita interamente sull'area dell'edificio che sostiene carichi pesanti da colonne o pareti, simile a una lastra a terra. Viene spesso utilizzato con la costruzione del seminterrato in cui l'intera lastra del pavimento del seminterrato funge da fondazione. La fondazione a tappeto viene scelta quando l'edificio è supportato da terreno debole. Così i carichi edilizi sono distribuiti su un'area estremamente ampia. Ciò impedisce l'insediamento differenziale che sarebbe prevalente con basi isolate. Questo è più adatto ed economico da usare quando l'ingombro dell'edificio è relativamente piccolo o se le colonne sono vicine tra loro, limitare il costo del materiale. al contrario, non è auspicabile costruire fondamenta in zolle quando la falda freatica si trova al di sopra della superficie portante del suolo.
figura 6: Zattera o zattera
Deep Fondamenti
Pile Foundation
Vantaggi dell'utilizzo di fondazioni su pali:
- Le pile possono essere prefabbricate in qualsiasi specifica richiesta o requisito di progettazione in un ambiente controllato.
- I pali prefabbricati vengono spediti al sito e immediatamente disponibili per l'installazione, con conseguente più rapido avanzamento dei lavori.
- I pali di cemento gettato sul posto possono supportare strutture grandi e alte come i grattacieli, dove una fondazione superficiale non sarebbe sufficiente.
- I pali battuti possono essere utilizzati anche in luoghi in cui non è consigliabile praticare fori a causa di falde freatiche in pressione.
- Le fondazioni su pali possono essere utilizzate in luoghi in cui le condizioni del suolo rendono impossibili altri tipi di fondazione.
Svantaggi dell'utilizzo di fondazioni su pali:
- I pali di cemento devono essere rinforzati adeguatamente per sostenere le sollecitazioni se conficcati nel terreno
- La pianificazione e l'attrezzatura sono essenziali per una corretta movimentazione e infissione dei pali nel terreno
- Il sollevamento del terreno o un mucchio già piantato possono spuntare quando un mucchio viene conficcato nel terreno con qualità di drenaggio scarse o scarse.
- L'infissione dei pali genera vibrazioni, pregiudicare l'integrità delle strutture adiacenti.
figura 7: Fondazioni su pali e protezione per pali
Molo (Involucro) Fondazione
Le fondazioni del molo o del cassone sono simili a una fondazione a palo singolo ma con un diametro della colonna "a palo" maggiore. Anche le fondazioni a cassettoni vengono installate in modo diverso. A differenza della fondazione su pali, le fondamenta dei pilastri vengono realizzate scavando o dragando il terreno sotterraneo e riempiendolo con rinforzi in cemento e acciaio. I cassoni possono anche essere perforati nel substrato roccioso o poggiare su strati di terreno, ma è necessaria una sezione trasversale "a campana" per distribuire il carico su un'area più ampia (come mostrato in figura 8). A causa della presenza di acqua, le fondazioni del pilastro si basano sul cuscinetto di estremità per resistere ai carichi della sovrastruttura, contrariamente alla fondazione su pali, che trasferisce i carichi attraverso il cuscinetto di estremità e l'attrito della pelle. Tipicamente, le fondazioni su pali vengono installate quando non ci sono strati stabili a una profondità raggiungibile, Ogni basamento sostiene la sua colonna da cui prende il carico e lo distribuisce al terreno su cui sta poggiando.
figura 8: Fondazione Pier o Caisson con tappo di palo
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