Fondazioni in c.a. e NTC 2018: prima plasticizzazione, duttilità e interazione palo-terreno con Fondazioni CA e RC-SEC

Le fondazioni sono la parte della struttura in cui le NTC 2018 hanno cambiato di più il modo di calcolare: devono restare in campo sostanzialmente elastico sotto sisma, le loro sezioni si verificano allo stato limite di prima plasticizzazione e non più allo SLU classico, i cedimenti dei pali in gruppo vanno valutati con l’interazione tra i pali, e l’interazione palo-terreno — spiccatamente non lineare — non può più essere liquidata con una molla costante. Questo articolo spiega come due programmi GeoStru con centinaia di licenze attive in Italia, Fondazioni CA e RC-SEC, affrontano esattamente questi punti: modellazione della fondazione (travi, graticci, platee, plinti, pali e micropali) e verifica delle sezioni in c.a., con i riferimenti normativi che il verificatore cercherà nella relazione.

Cosa chiedono le NTC 2018 alle fondazioni in c.a.

• Comportamento non dissipativo. Le strutture di fondazione devono essere progettate per restare in campo elastico: le sollecitazioni sismiche derivano dalla gerarchia delle resistenze o dall’analisi con fattore di comportamento limitato, e le sezioni non possono contare sulla duttilità.
• Stato limite di prima plasticizzazione. Per tutte le combinazioni sismiche delle strutture di fondazione (e per le strutture in elevazione calcolate in modalità non dissipativa, §7.2.2) la verifica di resistenza non è allo SLU: il momento resistente è quello in campo sostanzialmente elastico, corrispondente alla minore tra la curvatura allo snervamento dell’acciaio e quella alla deformazione di picco del calcestruzzo (0,002). È la novità delle NTC 2018 che più spesso manca nei programmi generici di verifica delle sezioni.
• Duttilità (§7.4). Verifiche indirette (particolari costruttivi: percentuali di armatura, confinamento delle staffe) e dirette (fattore di duttilità in curvatura μ_Φ dal diagramma momento-curvatura), per gli elementi che devono essere duttili.
• Cedimenti dei pali in gruppo allo SLE. Per la stima dei cedimenti assiali nelle combinazioni di esercizio le NTC 2018 impongono di valutare l’interazione tra i pali: un palo in gruppo cede più dello stesso palo isolato.
• Effetti cinematici. In terreni stratificati con forte contrasto di rigidezza, il palo è sollecitato dal passaggio delle onde sismiche anche senza carichi dalla sovrastruttura: il momento cinematico va sommato a quello inerziale.

Fondazioni CA: il modello della fondazione

Fondazioni CA risolve la fondazione come un telaio tridimensionale a un piano a nodi spostabili: i ritti sono i pali (anche inclinati), l’orizzontamento è fatto di travi e campi di piastra, il terreno è un letto di molle. Tutto viene discretizzato automaticamente in elementi finiti sulla base di una dimensione media della mesh, con conci rigidi (offset) per le eccentricità e i tratti interni ai pilastri. Le tipologie previste:

• Travi continue, in elevazione o su suolo elastico alla Winkler, con sezioni rettangolari, a T, a doppio T (anche ad ali diseguali), a L, circolari o generiche; appoggi anche su pali con continuità di traslazione e rotazione; carichi distribuiti costanti e variabili, vincoli e carichi nodali; combinazioni SLU e SLE definite dall’utente con i fattori di combinazione.
• Graticci di travi, platee e plinti rettangolari, anche su pali, con impalcato estensionalmente rigido (platee su pali) o deformabile (plinti distanti con travi di collegamento poco rigide nel piano).
• Pali e micropali in c.a. o in tubolare d’acciaio, isolati o in gruppo, collegati con vincolo di continuità o cerniera sferica a graticci, piastre e plinti; asse inclinabile; concio rigido automatico per lo spessore della testata.

Interazione palo-terreno: molle non lineari, non un coefficiente

Il palo è suddiviso in aste a sezione circolare e il terreno agisce ai nodi con molle alla Winkler lineari o non lineari, trasversali e assiali. Il modello non lineare usa curve p-y iperboliche (Carter) per le deformazioni trasversali, curve t-z lungo il fusto e curve q-b alla punta per quelle assiali: coglie sia la non linearità dell’interazione sia la variabilità delle caratteristiche con la profondità nei terreni stratificati. Per i cedimenti allo SLE il programma calcola l’interazione tra i pali in gruppo con i fattori di interazione di Lancellotta (terreno lineare o non lineare); per i carichi trasversali l’interazione di gruppo è calcolata con le curve p-y. Se si dispone di prove di carico su pali pilota, il modello iperbolico di Chin affina la stima dei cedimenti. Nelle fondazioni miste platea-pali l’interazione è trattata con il metodo PDR, che riduce il coefficiente di Winkler della platea a un valore efficace. Il momento cinematico in terreno a due strati è calcolato con il metodo approssimato di Gazetas (1997) e sommato a quello del palo sia all’interfaccia tra gli strati sia all’attacco con la testata. Le armature longitudinali e trasversali dei pali in c.a. vengono progettate e disegnate.

Il risultato è una fondazione calcolata come sistema: i carichi orizzontali della sovrastruttura si ripartiscono tra i pali in funzione delle rigidezze dei pali e delle travi o dei campi che li collegano, non con criteri di ripartizione a priori.

RC-SEC: le sezioni, comprese quelle di prima plasticizzazione

RC-SEC è tra i programmi GeoStru più venduti in Italia e verifica sezioni in c.a. di forma qualsiasi: rettangolari, a T, a doppio T, a L, circolari con input accelerato, oppure poligonali generiche con uno o più domini di conglomerato pieni o cavi, sezioni miste, pile da ponte, anche importate da DXF con barre e domini. Per ogni sezione, fino a 60 combinazioni per tipologia in un unico ciclo (SLU, rare, frequenti, quasi permanenti).

• Stati limite ultimi: presso-tenso flessione retta e deviata (verifica e progetto delle armature, anche automatico per pilastri rettangolari, circolari e generici); domini di interazione N-M_x-M_y bi- e tridimensionali calcolati e disegnati; taglio e torsione con progetto delle staffe; instabilità dei pilastri con il metodo della colonna modello; posizione dell’asse neutro, tensioni e deformazioni di vertici e barre allo stato ultimo.
• Stato limite di prima plasticizzazione (NTC 2018): per le combinazioni sismiche delle fondazioni e delle strutture non dissipative, il momento resistente è calcolato in campo elastico come previsto dal §7.2.2 — la verifica esce già nella forma che il verificatore si aspetta.
• Duttilità: verifiche indirette sui particolari costruttivi (percentuali di armatura tesa e compressa nelle travi, espressioni semplificate con confinamento per pilastri e pareti) e verifica diretta del fattore di duttilità in curvatura con il diagramma momento-curvatura, che tiene conto del confinamento delle staffe sul nucleo e del copriferro non confinato. Due legami costitutivi per il nucleo confinato: parabola-rettangolo sui valori di progetto (§4.1.2.1.2.1) per il confronto con la domanda di duttilità, e Mander sui valori medi per le curvature ultime e di prima plasticizzazione da usare nelle analisi non lineari (pushover).
• Stati limite di esercizio: tensioni normali in presso-tenso flessione retta e deviata (metodo semplificato o AAEM), apertura delle fessure secondo Eurocodice e DM ’96, frecce delle travi con fessurazione, viscosità e ritiro.

Per gli edifici esistenti c’è RC-SEC-FRP: sezioni rinforzate con FRP (flessione, taglio, confinamento), placcaggi in acciaio, solette collaboranti con calcolo dello scorrimento ai connettori, incamiciature in c.a., cerchiature con angolari e bande; verifiche §8.4.1 e duttilità prima e dopo il rinforzo, con rotazioni alla corda θ_y e θ_u per il pushover (§C8.7.2.3), anche per sezioni precompresse.

Il flusso di lavoro sulla fondazione

1. Si modella la fondazione in Fondazioni CA (geometria, pali, terreno stratificato con molle non lineari, carichi e combinazioni dalla sovrastruttura).
2. Si leggono sollecitazioni, cedimenti (con interazione di gruppo allo SLE) e ripartizione dei carichi orizzontali tra i pali; per i pali il programma progetta e disegna le armature.
3. Le sezioni di travi, platee e plinti si verificano in RC-SEC alle combinazioni sismiche allo stato limite di prima plasticizzazione e alle altre allo SLU e SLE, con i domini di interazione in relazione.
4. La relazione di calcolo esce con ipotesi, metodi, riferimenti normativi (§7.2.2, §7.4, §4.1.2.1.2.1) e grafici: pronta per il deposito.

Perché non basta il dimensionamento “interno” ai programmi geotecnici

Molti programmi geotecnici — GEO5 compreso — dimensionano il c.a. all’interno del calcolo del muro, della paratia o del palo. Funziona per la verifica corrente, ma le NTC 2018 chiedono alle fondazioni qualcosa in più: il momento di prima plasticizzazione al posto del momento ultimo nelle combinazioni sismiche, la duttilità in curvatura dove serve, l’interazione di gruppo nei cedimenti, il momento cinematico nei terreni stratificati. Sono verifiche che vanno fatte esplicitamente e documentate; Fondazioni CA e RC-SEC le fanno nella forma prevista dalla norma italiana.

Licenze e prova

Entrambi sono programmi desktop con licenza perpetua: Fondazioni CA 490 € + IVA, RC-SEC 390 € + IVA (RC-SEC-FRP 390 €), aggiornamenti e assistenza inclusi il primo anno e rinnovo annuale facoltativo pari al 10% del listino. Manuali online: Fondazioni CA e RC-SEC. Prova gratuita su richiesta.

Domande frequenti

Per approfondire

• Fondazioni CA · RC-SEC · RC-SEC-FRP · MP – pali e micropali · DeepFound – platee su pali
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Articolo aggiornato a settembre 2026. Segnalazioni: info@geostru.eu.