Progettare piastre di fondazione con armatura a punzonamento mediante pioli con doppia testa a martello

Elena Camnasio - Peikko Group Corporation Jan Bujnak - Peikko Group Corporation 11/09/2018 4800

Le prestazioni strutturali delle solette di fondazione o dei plinti isolati sono spesso limitate dalla capacità a taglio-punzonamento dell’area circostante il pilastro. Queste possono essere notevolmente migliorate utilizzando armatura a taglio verticale, la quale viene tipicamente realizzata con staffe realizzate su misura o con pioli con doppia testa a martello prodotti industrialmente. L’assenza di nozioni riguardo il comportamento delle solette armate con tali elementi, i quali non compaiono nell’attuale Eurocodice 2 (EN 1992-1-1), è stata la principale motivazione per un programma di ricerca sperimentale presso l’EPFL di Losanna dove si sono svolte prove di laboratorio su fondazioni in vera grandezza armate con pioli Peikko PSB®. I risultati di tale programma sono stati utilizzati per sviluppare prescrizioni di progetto per le solette armate con pioli Peikko PSB® ora inclusi nell’ETA 13/0151. La memoria riassume i principali risultati di tale ricerca e presenta indicazioni pratiche di progetto da essa derivanti.

Le criticità delle fondazioni a piastra in calcestruzzo armato

Le fondazioni a piastra in calcestruzzo armato vengono di solito utilizzate per limitare i cedimenti differenziali dovuti a una distribuzione non uniforme del carico grazie a un migliore sfruttamento della capacità resistente del terreno. Tuttavia, le prestazioni strutturali delle fondazioni a piastra è spesso limitata dalla capacità a punzonamento nell’intorno del pilastro. Ciò può avvenire anche nelle fondazioni a plinti isolati, dato che il fenomeno del punzonamento dipende dalle dimensioni del pilastro e dalla snellezza dell’elemento.

Il punzonamento avviene in genere con il distacco di un cono di calcestruzzo dall’elemento di fondazione e con lo sfilamento dal calcestruzzo dell’armatura a flessione (Figura 1). L’esperienza mostra come la crisi per punzonamento sia particolarmente pericolosa, in quanto è un fenomeno fragile senza alcun segno premonitore, quali un’eccessiva deformazione o delle fessurazioni. Inoltre, una soletta priva di armatura trasversale ha solo una resistenza al punzonamento molto limitata. Tale resistenza può essere migliorata dalla presenza di armatura a taglio in forma di staffe o di pioli con doppia testa a martello.

rRottura di una piastra di fondazione per punzonamento.

Figura 1 – Rottura di una piastra di fondazione per punzonamento. 

Armatura a punzonamento con pioli a doppia testa a martello

Nel corso degli ultimi 20 anni i pioli con doppia testa a martello sono stati utilizzati in Europa come efficiente sistema contro il punzonamento delle solette in calcestruzzo. Tale sistema consente di raggiungere livelli di resistenza che sono significativamente superiori delle resistenze delle solette armate con tecniche tradizionali grazie ad una migliore capacità di ancoraggio al calcestruzzo.

I pioli con doppia testa a martello vengono progettati per prevenire l’insorgere di fessurazioni inclinate per punzonamento agendo come tiranti verticali in un sistema a puntoni e tiranti, come mostrato in Figura 2a. Inoltre, la duttilità della soletta aumenta.

In particolare, gli elementi di armatura PSB® di Peikko (Peikko Group 2013) consistono di pioli con doppia testa a martello saldati su di un binario, il quale non ha funzione strutturale (Figura 2b). Ciò garantisce la corretta spaziatura e posizionamento dei pioli. Inoltre, i pioli PSB® permettono un’installazione più efficiente e più veloce dall’alto o sul fondo della gabbia di armatura, il che rende tale sistema preferibile ad altri.

Forze in una piastra armata con pioli con doppia testa a martello. Elementi di armatura PSB® (adattato da Peikko Group 2013).

Figura 2 – (a) Forze in una piastra armata con pioli con doppia testa a martello (b) Elementi di armatura PSB® (adattato da Peikko Group 2013).

L'ARTICOLO CONTINUA CON I SEGUENTI PARAGRAFI

  • La progettazione dell’armatura a punzonamento
  • Il programma sperimentale
  • Esempio di progettazione
  • Conclusioni