Verifica normativa del blocco in calcestruzzo secondo le norme indiane
Calcestruzzo a compressione locale
Sono disponibili due opzioni per la verifica del calcestruzzo a compressione locale:
- Secondo IS 800, Cl. 7.4
- Secondo IS 456, Cl. 34.4
Calcestruzzo a compressione locale verificato secondo IS 800, Cl. 7.4
La pressione massima di appoggio non deve superare la resistenza di appoggio pari a \(0.6 f_{ck}\), dove \(f_{ck}\) è la resistenza caratteristica cubica del calcestruzzo. Si assume che la resistenza della malta di livellamento sia superiore a quella della fondazione in calcestruzzo. Il Cl. 7.4.3.1 fornisce la formula per lo spessore minimo delle piastre di base delle colonne:
\[ t_s = \sqrt{2.5 w c^2 \gamma_{m0} / f_y} > t_f \]
dove:
- \(w\) – pressione uniforme dal basso sulla piastra di base sotto la forza di compressione assiale di progetto
- \(c\) – sporgenza della piastra di base rispetto alla colonna
- \(f_y\) – tensione di snervamento della piastra di base della colonna
- \(t_f\) – spessore dell'ala della colonna
- \(\gamma_{m0} = 1.1\) – coefficiente parziale di sicurezza per la resistenza governata dallo snervamento – IS 800, Tabella 5; modificabile nelle impostazioni normative
La formula può essere riscritta per determinare la sporgenza con l'ipotesi che \(w = 0.6 f_{ck}\):
\[ c = t_s \sqrt{\frac{f_y}{1.5 f_{ck} \gamma_{m0}}} \]
L'area \(A_{c,eff}\) è determinata traslando verso l'esterno l'area della sezione trasversale della colonna (con gli irrigidimenti) che interseca la piastra di base di una quantità pari alla sporgenza \(c\). Un'altra area, \(A_{FEM,eff}\), determina tramite analisi agli elementi finiti la zona di contatto tra la piastra di base e la fondazione in calcestruzzo (malta di livellamento). L'area resistente alle forze di compressione, \(A_{eff}\), è l'intersezione di queste due aree, \(A_{c,eff}\) e \(A_{FEM,eff}\). Allo stato limite ultimo si assume una resistenza di appoggio pari a \(0.6 f_{ck}\) su questa area \(A_{eff}\).
La verifica del calcestruzzo a compressione locale viene eseguita in termini di tensioni:
\[ \sigma_c \le w \]
dove:
- \(\sigma_c = \frac{N_c}{A_{eff}}\) – tensione media di appoggio sotto la piastra di base
- \(N_c\) – forza di compressione
- \(w = 0.6 f_{ck}\) – resistenza di appoggio del calcestruzzo
Calcestruzzo a compressione locale verificato secondo IS 456, Cl. 34.4.
La pressione massima di appoggio non deve superare la resistenza di appoggio pari a \(0.45 f_{ck} \cdot \min \left \{ \sqrt{\frac{A_1}{A_2}}, \, 2 \right \} \), dove:
- \(f_{ck}\) – resistenza caratteristica cubica del calcestruzzo; si assume che la resistenza della malta di livellamento sia superiore a quella della fondazione in calcestruzzo
- \(A_1\) – area di appoggio assunta come l'area della base inferiore del più grande tronco di piramide o cono contenuto interamente nella fondazione, avente come base superiore l'area effettivamente caricata e con pendenza laterale di uno verticale su due orizzontale
- \(A_2\) – area di appoggio determinata tramite analisi agli elementi finiti (uguale a \(A_{FEM,eff}\))
La verifica del calcestruzzo a compressione locale viene eseguita in termini di tensioni:
\[ \sigma_c \le w \]
dove:
- \(\sigma_c = \frac{N_c}{A_{2}}\) – tensione media di appoggio sotto la piastra di base
- \(N_c\) – forza di compressione
- \(w = 0.45 f_{ck} \cdot \min \left \{ \sqrt{\frac{A_1}{A_2}}, \, 2 \right \}\) – resistenza di appoggio del calcestruzzo
Trasferimento del taglio
Si assume che l'azione di taglio alla piastra di base venga trasferita dalla colonna alla fondazione in calcestruzzo tramite:
- Attrito tra la piastra di base e il calcestruzzo/malta di livellamento
- Chiavetta a taglio
- Bulloni di ancoraggio