Appunti lezione Tecnica delle costruzioni

1) IL CALCESTRUZZO

Materiale non omogeneo, le caratteristiche meccaniche dipendono dai componenti usati e dal rapporto.

• As = scheletro ventre fine e grosso + legante (cemento) + acqua di impasto
• 1m³ cls = 0,6 m³ ventre grosso, 0,4 m³ fine, 120l acqua + 300 kg cemento
• 1cls = 2400 kg / m³

Fattori che influenzano le caratteristiche del calcestruzzo:

• Tipo di cemento e di ventre
• Rapporto acqua / cemento = determina la consistenza dell'impasto a/c T = più lavorabile quindi la durabilità e le resistenze
• Stagionatura del calcestruzzo - reazione esotermica T T evaporazione dell'acqua fissata

Messa in opera, T, DSC, vibrazioni del getto, compattazione per minimizzare i nidi e rimuoverà l'aria intrappolata.

RESISTENZA A COMPRESSIONE DEL CLS

Legame costitutivo - sperimentale - prove di compressione monodassiale.

Lineare fino 30% e deformabilità elastica - bacino plastico cls.

Nasce discruzzia a causa della microfessurazione che abbatte la resistenza di interfaccia ventre - matrice.

Modulo elastico identificato del cls : quello secante fra O-fo e G = 0.4 fcm

• Ecm = 22.000 (f_cm / 10)^0.3 Mpa
• Coefficiente di Poisson v = [0,2 _0,2]

La resistenza a compressione è il valore della tensione che il provino al momento della rottura - C T = 7 / Area.

Resistenza caratteristica a compressione = valore di resistenza che ha il 5% di probabilità di essere minore.

Valore caratteristico medio f_cm = f_ck +8

Il valore di resistenza per cui il 95% dei campioni presentano resistenza migliore o uguale.

• La resistenza a compressione si determina da prove di rottura sui provini cubici Rc = evacuazione dell'area
• Effetti di rottura sovrastimano la resistenza del cls
• Sui provini cilindrici fc provino a causa dell'impedimento di dilatazione trasversale per attrito colle piastre

_C Rc = 0.83 Rck per resistenza cubica più alta per resistenza cilindrica nelle verifiche.

Classi di resistenza del CLS

in base alla resistenza a compressione caratteristica Rck

• molto bassa Rck ≤ 5 ÷ 15 MPa
• bassa Rck = 15 ÷ 30 Mpa
• media Rck = 30 ÷ 55 Mpa
• alta Rck = 55 MPa ÷ 85 Mpa

Classi di equivalenza

sono definite su provini prismatici b = 30 cm e h = 15 cm

σ c/fck /Rck 6, minima per strutture semplicemente armate C16/20

Resistenza a trazione

Resistenza a trazione ~ 10% resistenza a compressione

• Indurre uno stato triassale e uniforme di sforzi di trazione.
• Le lesioni sono significative quando si raggiunge il 10% f_ck per resistenza a trazione e cresce con fratture parallele discontinue normali alla direzione di carico.
• Diagnosi: livelle fino f_ck/10 e poi nuova dislocazione aumentando dall'effetto scala.

Prove di trazione diretta

resistenza media Ots = natura area

N [——] N

Prove di trazione per flessione su 3 punti

la resistenza a trazione si valuta sulla fibra più tesa negli ipotesi di conservazione sezioni piane ed elasticità lineato lineare.

Se la rottura è flessionale T = 0 M = cost GE = M/W M = P·l/3

f_flm = 1.7 f_ctm

W = I/y_max12/

^4h2b3/

Prova brasiliana

cilindro coricato diametralmente in compressione produce stato di tensione lungo una direzione ortogonale al carico CT = 2P/πdl

Per determinare la tensione si fa l'ipotesi di materiale elastico omogeneo isotropo.

Resistenza media a trazione semplice

f_ctm = 0.3(f_cm)^2/3 C50/60

f_ctm = 2.12 l_n [1+f_cm/10] C50/60

Resistenza caratteristica

• f_ctk ≈ 0.7 f_ctm
• Prove a rottura
• f_ctk ≈ 1.3 f_ctm

Coefficiente di Poisson

• ν = deforma trasversale/deforma longitudinale

• 0.2 cls pesante
• 0.4 cls non pesante

Prelievo di campioni di cls e prova

i prelievi avvengono dall’impatto al momento della presa in opera 1 prelievo = 2 provini

la resistenza del prelievo = le resistenze medie delle resistenze dei 2 provini

per cassi volumi di getto si esegue 4 prelievo se Vcls > 100 m³

Controlli di accettazione

Tipo A 3 prelievi = 6 provini 1/4 Accordo di utilizzo omogeneo 1 prelievo ≈ Rck + 3.5

Tipo B Se Vcls > 300 m³ 15 prelievi 1/100 m³ 1 prova di getto

3) SEZIONI IN CALCESTRUZZO ARMATO

Peso specifico γ = 25 kN/m₃

I meccanismi resistenti e deformativi dipendono dalle caratteristiche dei due materiali (cls e acciaio) e dalla loro unione mediante l'aderenza.

Quella del calcestruzzo è sfruttata la capacità resistente a compressione e dell'acciaio la resistenza a trazione.

CALCESTRUZZO compressione f_ck = 30 MPa = 300 kg/cm₂ trazione 1/15 della compressione

ACCIAIO compressione - trazione f_yk = 450 MPa = 4500 kg/cm₂

ADERENZA tensione tangenziale f_bd = f_bk / γ_c f_bk 2.5f_cm f_ck M₊1 γ_c = 1.5

STATICA DELLA SEZIONE OMOGENEA

sezione che ha le stesse proprietà in ogni punto stesso modulo elastico in compressione e trazione isotropa - materiale fittizio Xes l'acciaio Xes

L'asse neutro è baricentrico

STATICA DELLA SEZIONE IN CALCESTRUZZO ARMATO

PRESENZA FERRI D'ARMATURA NELLA PARTE BASSA DELLA SEZIONE

L'asse neutro non è baricentrico, passa per Gli il baricentro ideale della sezione che definisce l'equilibrio Il materiale ha modulo compressione !== dal modulo in trazione Il calcestruzzo non reagisce a trazione

DEGRADO CALCESTRUZZO ARMATO

ruggine sui ferri d'armatura Per questo i ferri grossi e ferri con riempimento in calcestruzzo dotto copriferro le ruggine aumenta di volume - fessura il calcestruzzo - umidità diminuisce durabilità

La diminuzione del copriferro dipende dall'aggressività dell'umidità le ruggine diminuisce sezione resistente del tondino quindi diminuisce la capacità portante dall'elemento.

Il copriferro infine protegge i ferri in caso di incendi; ostacolano la dilatazione e la perdita di resistenza

Tezione semplice

Un solido è sollecitato a trazione semplice se è soggetto a una forza normale di trazione centrata che non crea momenti.

Nelle strutture sollecitate a trazione semplice non si crea il problema di ripartizione del carico totale poiché viene tutta assorbita dal ferro e si assume che il calcestruzzo non offra resistenza a trazione.

N = N_t + N_s

Nella realtà situazioni si verifica quando le tensioni superano il valore della tensione di fessurazione, fino a tale valore il cls ha modo di resistere e collaborare alla resistenza. Trascurate è favorito di sicurezza.

Calcolo dell'armatura N = A_s B_s = ^N/_Gs N = N_s B_s A_s = ΣA_s

L'armatura è tale da della una distribuzione simmetrica e per il principio di conservazione sezioni piane, liberate e aderenza, tutti i ferri avranno uguale deformazione (allungamento).

Le calcestruzzo e rstaotre saranno a mantenere i ferri longitudinali in posizione.

Nal caso di trazione è necessario proporzionare l'elementi teso in modo da evitare fessurazioni. Verificare la sollecitazione di trazione nel calcestruzzo Con un Sopra il valore di rottura a trazione (σσ_ct)

N = G_ctA_c + G_sA_s = G_ct ( Δc + n As)

σ_t tensione trazione calcestruzzo

σ_s tensione trazione acciaio

Legami costrittivi lineari G_s = E_s E_ct G_ct = E_ct E_ct E_ct modulo elastico calcestruzzo bass

Aderenza e sezioni piane r.c. = E_ct G_s = ^E_ct/_Gct G_s ^E_sGct/_Ect E_s = n ; ^G_cl/_Gct

N = G_ctA_c + G_sA_s = G_ct (Δc + n A_s)

Cofficiente di equivalenza

Verifica del ferro a trazione Gs = ^N/_As ≤ Gs

Verifica alla fessurazione σπ = ^N/_{Act + n As} ≤ σ_ct tensione a rottura del cls tes

Quando s'ingrossatura è possibile ottenere barra del cls Ã_c fessurazione ^N/_{Act - n As}