Verifica normativa del blocco in calcestruzzo secondo le norme australiane
Il calcestruzzo sotto la piastra di base è simulato da un suolo alla Winkler con rigidezza uniforme, che fornisce le tensioni di contatto. La tensione media nell'area caricata in contatto con la piastra di base è utilizzata per la verifica a compressione.
Superficie di appoggio del calcestruzzo
La superficie di appoggio del calcestruzzo è verificata secondo AS3600: 2018 – Cl. 12.6. La tensione di progetto sull'appoggio di una superficie in calcestruzzo non deve superare:
\[ ϕ f_b = ϕ 0.9 f'_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le ϕ 1.8 f'_c \]
dove:
- ϕ = 0.6 – fattore di capacità (Tabella 2.2) modificabile nella configurazione del codice
- f'c – resistenza caratteristica a compressione su cilindro del calcestruzzo a 28 giorni
- A1 – area di appoggio
- A2 – area massima della superficie di supporto geometricamente simile e concentrica con A1. I lati del tronco di piramide hanno pendenza 1 longitudinalmente e 2 trasversalmente rispetto alla direzione del carico.
La tensione di progetto sull'appoggio, σ, è uguale alla tensione media sotto la piastra di base nell'area al di sotto della piastra di base in contatto con il calcestruzzo.
Trasferimento del taglio
Si assume che l'azione di taglio alla piastra di base venga trasferita dal pilastro alla fondazione in calcestruzzo tramite:
- Attrito tra piastra di base e calcestruzzo / malta
- Chiavetta a taglio
- Bulloni di ancoraggio
Trasferimento della forza di taglio per attrito
La capacità a taglio è calcolata secondo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, settembre 2002 – Capitolo 6.5.3 come segue:
\[ ϕ V_f = ϕ μ N_c^* \]
dove:
- ϕ = 0.8 – fattore di capacità
- μ = 0.55 – coefficiente di attrito modificabile nella configurazione del codice
- Nc* – forza assiale di compressione di progetto del pilastro
Trasferimento della forza di taglio tramite chiavetta a taglio
Se la forza di taglio è trasferita dalla chiavetta a taglio, la chiavetta a taglio è modellata con elementi finiti e le sue piastre e saldature sono verificate con il Metodo degli Elementi Finiti e le componenti di saldatura. Sono richieste verifiche aggiuntive – resistenza all'appoggio del calcestruzzo; resistenza del bordo del calcestruzzo.
Resistenza all'appoggio del calcestruzzo
La resistenza all'appoggio del calcestruzzo è verificata secondo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, settembre 2002 – Capitolo 6.5.5:
\[ ϕ_c V_b = 0.85 ϕ_c f'_c A_{sl} \]
dove:
- ϕc = 0.6 – fattore di capacità per il calcestruzzo all'appoggio modificabile nella configurazione del codice
- f'c – resistenza caratteristica a compressione su cilindro del calcestruzzo a 28 giorni
- Asl – area proiettata della chiavetta a taglio annegata nella direzione della forza, esclusa la porzione della chiavetta in contatto con la malta sopra l'elemento in calcestruzzo
Resistenza del bordo del calcestruzzo
Se una forza di taglio agisce verso un bordo libero del calcestruzzo, è necessario verificare che il calcestruzzo sia in grado di sopportare l'azione di taglio applicata. La resistenza del bordo del calcestruzzo è verificata secondo Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, settembre 2002 – Capitolo 6.5.5:
\[ ϕ V_{ce} = ϕ 0.33 \sqrt{f'_c} A_{Vc} \]
dove:
- ϕ =0.85 – fattore di capacità
- f'c – resistenza caratteristica a compressione su cilindro del calcestruzzo a 28 giorni
- AVc – area di tensione efficace definita proiettando un piano a 45° dai bordi di appoggio della chiavetta a taglio fino alla superficie libera nella direzione del carico di taglio. L'area di appoggio della chiavetta a taglio è esclusa dall'area proiettata
Trasferimento della forza di taglio tramite ancoraggi
Si assume che la forza di taglio venga trasferita dagli ancoraggi. La forza in ciascun ancoraggio è determinata con il Metodo degli Elementi Finiti. Ogni ancoraggio o gruppo di ancoraggi è verificato per rottura dell'acciaio a taglio, rottura del bordo del calcestruzzo, rottura per espulsione del calcestruzzo e carico combinato di trazione e taglio se è presente anche la trazione.