Fundații din beton armat și NTC 2018: primă plastificare, ductilitate și interacțiune pilot-teren cu Fondazioni CA și RC-SEC

Fundațiile sunt partea structurii în care norma italiană NTC 2018 a schimbat cel mai mult modul de calcul: trebuie să rămână în domeniu esențial elastic sub seism, secțiunile lor se verifică la starea limită de primă plastificare și nu la SLU clasic, tasările grupurilor de piloți trebuie evaluate cu interacțiunea dintre piloți, iar interacțiunea pilot-teren — puternic neliniară — nu mai poate fi expediată cu un resort constant. Acest articol explică modul în care două programe GeoStru cu sute de licențe active în Italia, Fondazioni CA și RC-SEC, abordează exact aceste puncte: modelarea fundației (grinzi, rețele de grinzi, radiere, fundații izolate, piloți și micropiloți) și verificarea secțiunilor din beton armat, cu referințele normative pe care verificatorul le va căuta în nota de calcul.

Ce cere NTC 2018 fundațiilor din beton armat

• Comportament nedisipativ. Structurile de fundație trebuie proiectate să rămână în domeniu elastic: eforturile seismice provin din ierarhia rezistențelor sau din analiza cu factor de comportare limitat, iar secțiunile nu pot conta pe ductilitate.
• Starea limită de primă plastificare. Pentru toate combinațiile seismice ale structurilor de fundație (și pentru suprastructurile calculate în regim nedisipativ, §7.2.2) verificarea de rezistență nu este la SLU: momentul capabil este cel din domeniul esențial elastic, corespunzător celei mai mici dintre curbura la curgerea oțelului și curbura la deformația de vârf a betonului (0,002). Este noutatea NTC 2018 care lipsește cel mai des din programele generice de verificare a secțiunilor.
• Ductilitate (§7.4). Verificări indirecte (detalii constructive: procente de armare, confinarea etrierilor) și directe (factorul de ductilitate în curbură μ_Φ din diagrama moment-curbură), pentru elementele care trebuie să fie ductile.
• Tasările grupurilor de piloți la SLS. Pentru estimarea tasărilor axiale în combinațiile de exploatare NTC 2018 impune evaluarea interacțiunii dintre piloți: un pilot în grup se tasează mai mult decât același pilot izolat.
• Efecte cinematice. În terenuri stratificate cu contrast puternic de rigiditate, pilotul este solicitat de trecerea undelor seismice chiar fără încărcări din suprastructură: momentul cinematic trebuie adunat cu cel inerțial.

Fondazioni CA: modelul fundației

Fondazioni CA rezolvă fundația ca un cadru tridimensional cu un nivel și noduri deplasabile: stâlpii sunt piloții (și înclinați), planșeul este format din grinzi și câmpuri de placă, terenul este un pat de resorturi. Totul este discretizat automat în elemente finite pornind de la o dimensiune medie a rețelei, cu tronsoane rigide (offset) pentru excentricități și pentru porțiunile din interiorul stâlpilor. Tipologiile prevăzute:

• Grinzi continue, în elevație sau pe teren elastic Winkler, cu secțiuni dreptunghiulare, T, dublu T (și cu tălpi inegale), L, circulare sau generice; reazeme și pe piloți cu continuitate de translație și rotire; încărcări distribuite constante și variabile, legături și încărcări nodale; combinații SLU și SLS definite de utilizator cu factorii de combinare.
• Rețele de grinzi, radiere și fundații izolate dreptunghiulare, și pe piloți, cu planșeu rigid în planul său (radiere pe piloți) sau deformabil (fundații izolate distanțate cu grinzi de legătură puțin rigide în plan).
• Piloți și micropiloți din beton armat sau țeavă de oțel, izolați sau în grup, legați cu continuitate sau articulație sferică de rețele, plăci și fundații izolate; axă înclinabilă; tronson rigid automat pentru grosimea radierului de legătură.

Interacțiunea pilot-teren: resorturi neliniare, nu un coeficient

Pilotul este împărțit în bare cu secțiune circulară, iar terenul acționează în noduri prin resorturi Winkler liniare sau neliniare, transversale și axiale. Modelul neliniar folosește curbe p-y hiperbolice (Carter) pentru deformațiile transversale, curbe t-z de-a lungul fusului și curbe q-b la vârf pentru cele axiale: surprinde atât neliniaritatea interacțiunii, cât și variabilitatea caracteristicilor cu adâncimea în terenurile stratificate. Pentru tasările la SLS programul calculează interacțiunea dintre piloții din grup cu factorii de interacțiune Lancellotta (teren liniar sau neliniar); pentru încărcările transversale interacțiunea de grup se calculează cu curbele p-y. Dacă există încercări de încărcare pe piloți de probă, modelul hiperbolic Chin rafinează estimarea tasărilor. La fundațiile mixte radier-piloți interacțiunea este tratată cu metoda PDR, care reduce coeficientul Winkler al radierului la o valoare efectivă. Momentul cinematic în teren cu două straturi se calculează cu metoda aproximativă Gazetas (1997) și se adună cu cel al pilotului atât la interfața dintre straturi, cât și la legătura cu radierul. Armăturile longitudinale și transversale ale piloților din beton armat sunt proiectate și desenate.

Rezultatul este o fundație calculată ca sistem: încărcările orizontale din suprastructură se distribuie între piloți în funcție de rigiditățile piloților și ale grinzilor sau câmpurilor care îi leagă, nu prin criterii de repartizare a priori.

RC-SEC: secțiunile, inclusiv prima plastificare

RC-SEC este printre cele mai vândute programe GeoStru în Italia și verifică secțiuni din beton armat de orice formă: dreptunghiulare, T, dublu T, L, circulare cu introducere rapidă, sau poligonale generice cu unul sau mai multe domenii de beton pline sau goale, secțiuni mixte, pile de pod, și importate din DXF cu bare și domenii. Pentru fiecare secțiune, până la 60 de combinații per tip într-un singur ciclu (SLU, rare, frecvente, cvasipermanente).

• Stări limită ultime: încovoiere cu forță axială dreaptă și oblică (verificare și proiectare a armăturilor, și automată pentru stâlpi dreptunghiulari, circulari și generici); domenii de interacțiune N-M_x-M_y bi- și tridimensionale calculate și desenate; forță tăietoare și torsiune cu proiectarea etrierilor; flambajul stâlpilor cu metoda stâlpului model; poziția axei neutre, tensiuni și deformații ale vârfurilor și barelor la starea ultimă.
• Starea limită de primă plastificare (NTC 2018): pentru combinațiile seismice ale fundațiilor și ale structurilor nedisipative, momentul capabil este calculat în domeniu elastic conform §7.2.2 — verificarea iese deja în forma pe care o așteaptă verificatorul.
• Ductilitate: verificări indirecte pe detaliile constructive (procente de armătură întinsă și comprimată în grinzi, expresii simplificate cu confinare pentru stâlpi și pereți) și verificarea directă a factorului de ductilitate în curbură cu diagrama moment-curbură, care ține cont de confinarea etrierilor asupra nucleului și de stratul de acoperire neconfinat. Două legi constitutive pentru nucleul confinat: parabolă-dreptunghi pe valori de proiectare (§4.1.2.1.2.1) pentru comparația cu cerința de ductilitate, și Mander pe valori medii pentru curburile ultime și de primă plastificare folosite în analizele neliniare (pushover).
• Stări limită de serviciu: tensiuni normale la încovoiere cu forță axială dreaptă și oblică (metoda simplificată sau AAEM), deschiderea fisurilor conform Eurocodului și DM ’96 italian, săgeți ale grinzilor cu fisurare, curgere lentă și contracție.

Pentru clădirile existente există RC-SEC-FRP: secțiuni consolidate cu FRP (încovoiere, forță tăietoare, confinare), platbande de oțel, plăci conlucrante cu calculul lunecării preluate de conectori, cămășuiri din beton armat, cercuiri cu corniere și platbande; verificări §8.4.1 și ductilitate înainte și după consolidare, cu rotiri de coardă θ_y și θ_u pentru pushover (§C8.7.2.3), și pentru secțiuni precomprimate.

Fluxul de lucru pe fundație

1. Se modelează fundația în Fondazioni CA (geometrie, piloți, teren stratificat cu resorturi neliniare, încărcări și combinații din suprastructură).
2. Se citesc eforturile, tasările (cu interacțiune de grup la SLS) și distribuția încărcărilor orizontale între piloți; pentru piloți programul proiectează și desenează armăturile.
3. Secțiunile grinzilor, radierelor și fundațiilor izolate se verifică în RC-SEC la starea limită de primă plastificare pentru combinațiile seismice și la SLU și SLS pentru celelalte, cu domeniile de interacțiune în nota de calcul.
4. Nota de calcul iese cu ipoteze, metode, referințe normative (§7.2.2, §7.4, §4.1.2.1.2.1) și grafice: gata de depunere.

De ce nu este suficientă dimensionarea „internă” din programele geotehnice

Multe programe geotehnice — inclusiv GEO5 — dimensionează betonul armat în interiorul calculului zidului, peretelui de sprijin sau pilotului. Funcționează pentru verificarea curentă, dar NTC 2018 cere fundațiilor ceva în plus: momentul de primă plastificare în locul momentului ultim în combinațiile seismice, ductilitatea în curbură acolo unde este necesară, interacțiunea de grup la tasări, momentul cinematic în terenurile stratificate. Sunt verificări care trebuie făcute explicit și documentate; Fondazioni CA și RC-SEC le fac în forma prevăzută de norma italiană.

Licențe și probă

Ambele sunt programe desktop cu licență perpetuă: Fondazioni CA 490 € + TVA, RC-SEC 390 € + TVA (RC-SEC-FRP 390 €), actualizări și asistență incluse în primul an și reînnoire anuală opțională egală cu 10 % din prețul de listă. Manuale online: Fondazioni CA și RC-SEC. Probă gratuită la cerere.

Întrebări frecvente

Pentru aprofundare

• Fondazioni CA · RC-SEC · RC-SEC-FRP · MP – piloți și micropiloți · DeepFound – radiere pe piloți
• GeoStru sau GEO5? Comparație între cele două suite geotehnice · Cele mai bune programe pentru geologi în 2026
• Solicitați o versiune de probă gratuită

Articol actualizat în septembrie 2026. Sugestii: info@geostru.eu.