Appunti di Cemento armato e cemento armato precompresso

Teoria e progetto delle strutture in C.A. e C.A.P.

Luca Giordano

Esame: Scritto (40%) + Orale (30%) + Progetto (30%) = Pensilina in C.A.

Esercitazioni: martedì dalle 14-16, aula Benga, Diseg, ingresso 12° piano

Criteri generali di progettazione

CLS: cemento (pasta) + acqua + sabbie e ghiaie

Cemento armato → CLS + acciaio

Le gomme tra il CLS e le armature d'acciaio si ottiene con l'aderenza tra questi per l'azione di ingranamento, su questa si basano molti modelli di calcolo.

Caratteristiche del CLS

CLS: Resistenza a compressione può variare da 25: 150 MPa. (Si intende da 25: 50 MPa)

Resistenza a trazione = 8% della resistenza a compressione

Le armature devono associare le forze di trazione che superano la resistenza del CLS.

Accoppiamento acciaio e CLS

L'accoppiamento Acciaio + CLS funziona perché:

• Hanno lo stesso coefficiente di dilatazione termica.
• Il CLS protegge le barre dalla corrosione poiché nel CLS si sviluppa un ambiente basico. Questo film: se carbonatazione non raggiunge l'armatura.
• Il CLS protegge le barre dal fuoco.

Strutture in C.A.

Vantaggi: hanno elevata resistenza a compressione, ottima resistenza al fuoco, vita utile elevata e costi di manutenzione ridotti, sfruttamento economico per strutture massicce, utilizzato in elementi di qualsiasi forma; elementi con elevata rigidezza.

Rigidezza

Modulo elastico CLS: 30 ÷ 35 GPa

K = EAh → Modulo elastico acciaio: 210 GPa

Facilità di realizzazione di strutture monolitiche anche per getti diversi (con armature di ripresa)

Teoria e progetto delle strutture in C.A. e C.A.P.

Luca Giordano

Esame: Scritto (40%) + Orale (30%) + Progetto (30%) = Pensilina in C.A.

Esercitazione: martedì dalle 14-16, aula Benga, Diseg, ingresso 1, 2° piano

Criteri generali di progettazione

CLS = cemento (poroso) + acqua + sabbie e ghiaie

Cemento armato = CLS + Acciaio

Le gomme tra il CLS e le armature d'acciaio si ottiene con l'aderenza tra questi per l'azione d'ingranamento, su questa si basano molti modelli di calcolo.

CLS

• Resistenza a compressione può variare da 25 a 150 MPa (si utilizza da 25 a 50 MPa).
• Resistenza a trazione = 8% della resistenza a compressione.

Le armature devono assorbire le forze di trazione che superano la resistenza del CLS.

Accoppiamento acciaio e CLS

L'accoppiamento Acciaio + CLS funziona perché:

• Hanno lo stesso coefficiente di dilatazione termica.
• Il CLS protegge le barre dalla corrosione poiché si sviluppa in ambiente basico. Questo finché le cariche di trazione non raggiungono il armatura.
• Il CLS protegge le barre dal fuoco.

Strutture in C.A.

• Vantaggi: hanno elevata resistenza a compressione, ottima resistenza al fuoco, vita utile elevata e costi di manutenzione ridotti, soluzioni economiche per strutture massicce. Utilizzabile con elementi di qualunque forma; elementi con elevata rigidezza.
• Modulo elastico CLS: 30 ÷ 35 GPa.
• Modulo elastico Acciaio: 210 GPa.
• Facilità di realizzazione di strutture monolitiche anche per getti diversi (con armature di ripresa).

Svantaggi

Costo dei casseri; mix-design, getto e curing in cantiere mettono le caratteristiche finali del materiale; resistenza a compressione del CLS è 1/8 di quella dell'acciaio, per questo le travi e le colonne hanno dimensioni elevate; la scarsa resistenza a trazione implica la nascita di fessure anche in assenza di carico; costi di mantenimento sono elevati e poco eco-sostenibili; soprastanti evolvono nel tempo per ritiro e viscosità.

Deformazione nel tempo

Pusi due blocchi

Si misura lo spostamento (o deformazione nel tempo)

ε (negativa)

ε: E_cc(t₀) = cost

ε_i Istantanea

ε_i = (E_t) / E_cc(t₀)

Modulo elastico del CLS (Valore nel tempo)

Ritiro

E_cc Viscosa Concrete Creep

Classificazione degli elementi

Classificazione in base al tipo di acciaio

C.A. Ordinario

Acciaio B450 C_c 450 MPa Resistenza limite a 500 MPa

Tensione di snervamento

C.A. Precompresso

Resistenze elevate da 1000 a 2000 MPa

Pre-tensione

Post-tensione

Precompressione non aderente

Precompressione

Vantaggi: Possibilità di impiego di acciaio con elevato carico di snervamento, comportamento in esercizio più soddisfacente, minori volumi di CLS; elevata resistenza a fatica, raggiungimento della totale immediato in campo elastico, minori costi per uscite e carichi importanti.

Svantaggi: Necessità di trasporto e movimentazione di elementi di grandi dimensioni e peso; maggiore sensibilità delle armature da precompressione alla corrosione.

Classificazione in base al "luogo" di getto

• Elementi gettati in opera: vantaggio di ottenere forme desiderate.