Progettare le fondazioni agli stati limite

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L'approccio agli stati limite alle problematiche delle strutture e della geotecnica ha rivoluzionato il modo di pensare e progettare, introducendo nuovi concetti riguardo alla sicurezza, alla durabilità, alla fruibilità del costruito. La progettazione di una fondazione si trasforma così un punto di incrocio tra la conoscenza dei suoli e della meccanica delle terre, l'analisi strutturale, con la valutazione dimostrabile che le condizioni di esercizio siano effettivamente sostenibili. 
In questi termini si profilano nuovi scenari e nuove esigenze per l'ingegnere geotecnico e per lo strutturista. Infatti chi progetta per professione sa che ormai la gestione dei calcoli è affidata ai computers e agli algoritmi di calcolo automatizzati, e la stessa funzione ingegneristica viene ricondotta sempre più ad un problema di conoscenza dei meccanismi e di valutazione consapevole delle conseguenze delle scelte. 

Calcolare, insomma, non è più un problema, perché la massa delle condizioni e delle combinazioni di calcolo viene gestita in modo automatico dalle macchine. D'altra parte, le responsabilità del progettista in realtà aumentano, anziché diminuire, sia dal punto di vista normativo, sia da quello della pratica quotidiana. 

Come inserire un input geotecnico che rifletta le condizioni reali del terreno, rispettando i parametri di sicurezza e di sostenibilità in esercizio, e nello stesso tempo senza eccedere nelle cautele (e nelle spese per il cliente)? Come intuire i limiti effettivi di una soluzione, di un output di calcolo formalmente impeccabile e completo ma talmente complesso da sfuggire ai più consolidati metodi di controllo, magari frutto di anni di pratica progettuale? Come costruirsi nuove regole, affidabili ma anche possibilmente chiare e agili, per fronteggiare le varie situazioni?

Nel settore delle fondazioni i criteri della sicurezza si basano sui calcoli ormai sufficientemente affidabili di valutazione della capacità portante. Tutto sommato risulta relativamente facile seguire gli approcci e le formule che sorreggono le verifiche agli stati limite ultimi (SLU). Chi conosce il problema delle fondazioni dirette sa che il cosiddetto "Approccio 2" di normativa, con la famosa combinazione "A1+M1+R3", è spessissimo uno strumento risolutivo, comportando oltretutto la minima complicazione di calcolo prevedibile e possibile.
 

Fondazioni, analisi agli stati limite


Le analisi allo stato limite di esercizio continuano invece a rimanere più sfumate e apparentemente più difficili da affrontare. Lo SLE sicuramente costituisce la seconda grande novità introdotta dall'analisi agli stati limite, considerando come prima novità l'introduzione dei coefficienti parziali di calcolo di origine semiprobabilistica. Ma mentre i coefficienti parziali da applicare allo SLU sono ben definiti nel contesto delle normative, sia che si tratti degli Eurocodici, sia delle NTC italiane, le implicazioni degli SLE continuano spesso a rimanere un bersaglio mobile. Lo SLE in geotecnica è essenzialmente correlato ad un valore di cedimento che si possa considerare tollerabile. Ma lo stesso cedimento può essere di tipo uniforme o differenziale, con conseguenze molto diverse nei due casi. Inoltre lo stesso valore di cedimento può dare origine a distorsioni relative diverse e a differenziali accettabili in alcune situazioni e da rifiutare o da mitigare in altre.

Nel mezzo, tra i numeri e le valutazioni, cresce la necessità di una nuova massa di conoscenze, magari ancora in fase di costruzione, ma magari anche dimenticate in qualche cassetto della memoria. Eppure gli Eurocodici sono abbastanza precisi nel definire le rotazioni ammissibili, le distorsioni limite, i limiti accettabili per i differenziali, per tipo di struttura e per tipo di problema. Anche altri metodi di giudizio più o meno consolidati sono disponibili in letteratura: l'importante è sapere, conoscere e alla fine utilizzare.

Dal punto di vista progettuale, il limite atteso di insorgenza di fessure nell'intonaco ha un significato differente dal limite atteso di severa distorsione per una struttura in calcestruzzo armato. La rotazione della fondazione di una ciminiera assume proporzioni ed evidenze diverse rispetto allo stesso fenomeno a carico di un edificio di pochi piano costruito su una platea e con un telaio robusto e ben legato.

In questi contesti il progettista deve sapersi muovere e valutare correttamente. Non si tratta solo di materia per i geotecnici. Si tratta di nuovi approcci e di nuovi scenari che configurano un altrettanto nuova visione professionale, richiesta dalle normative e dal mondo stesso delle costruzioni in continua evoluzione. D'altra parte è naturale che il mestiere di chi progetta beni durevoli, costosi e importanti come le strutture e le opere geotecniche sia in continuo avanzamento. Si tratta di non rinunciare all'abitudine di aggiornare le necessarie conoscenze.

 

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