Appunti Strutture per le nuove costruzioni

APPOGGIO TRAVE SECONDARIA SU PRINCIPALE

Le travi in c.a. trasmettono i loro carichi, anche in caso di appoggio indiretto, preferibilmente mediante diagonali compresse; i carichi vanno introdotti mediante staffe nella zona compressa della trave II.

In caso di appoggio indiretto (trave secondaria I su trave primaria II) si richiede l'applicazione di staffe di sospensione in grado di trasmettere la reazione di appoggio A.

L'analogia del traliccio dimostra che la trave I appoggiata indirettamente nel punto A deve essere collegata alla trave II mediante armatura di sospensione per la forza H.

Con travi concorrenti di altezza uguale le barre inferiori in direzione trasversale vanno collocate sopra l'armatura principale della trave II e dimensionate anche per la sospensione dei carichi dell'elemento (trave o solaio) incidente.

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La piastra a sbalzo è sospesa al corrente.

APPOGGIO TRAVI PREFABBRICATE

Gli appoggi vanno calcolati tenendo conto delle condizioni peggiori, determinate dalla combinazione delle tolleranze di produzione e di montaggio.

Gli appoggi devono essere tali da soddisfare le condizioni di resistenza dell'elemento appoggiato, dell'eventuale apparecchio di appoggio e del sostegno, tenendo conto delle variazioni termiche, della deformabilità delle strutture e dei fenomeni lenti.

Per le travi, la profondità minima dell'appoggio definitivo deve essere non inferiore a 8 cm + L/300, con L la luce netta della trave. Tutti i valori di cui sopra sono da considerarsi al netto di tolleranze e deformazioni strutturali.

In zona sismica non sono consentiti appoggi nei quali la trasmissione di forze orizzontali sia affidata al solo attrito. Appoggi di questo tipo sono consentiti ove non venga messa in conto la capacità di trasmettere azioni.

orizzontali; l'appoggio deve consentire spostamenti relativi secondo quanto previsto dalle normesismiche. Appunti strutture di n uova costruzione | PARTE 03Pagina 80La fenditura delle anime da parte dei ganci è impedita con ganci inclinati od orizzontali. La pressione lateraleè favorevole. Sugli appoggi corti i ganci delle barre grosse sono insufficienti se non si predispongono fili sottili.

APPOGGIO TRAVI PREFABBRICATE SU TRAVI A T ROVESCIOAppunti strutture di n uova costruzione | PARTE 03Pagina 81CAPACITÀ ROTAZIONALE DI UNA SEZIONE IN CLSLa capacità di una struttura di dissipare energia in presenza di un evento sismico è di fondamentale importanzaper la sicurezza e la prevenzione dal collasso. A questo scopo giocano un ruolo fondamentale le cerniereplastiche e la duttilità degli elementi strutturali che la compongono. La capacità di una sezione di esibirerotazioni in campo plastico dipende dal valore della curvatura ultima che la

La sezione è in grado di raggiungere. Le strutture in cemento presentano, all'aumentare delle azioni esterne, un pronunciato comportamento nonlineare. Nelle strutture iperstatiche, questo comportamento influenza la distribuzione delle sollecitazioni interne.

La soluzione del calcolo elastico delle sollecitazioni coincide con la reale distribuzione delle sollecitazioni solo se le sezioni presentano la stessa rigidezza per momento flettente positivo o negativo e solo fino a quando nella sezione più sollecitata la tensione di trazione nel calcestruzzo non supera la resistenza a trazione del materiale. Raggiunto il momento di fessurazione sull'appoggio, la perdita di rigidezza delle sezioni in prossimità della fessura causa la diminuzione del momento in queste sezioni, e per mantenere l'equilibrio, un aumento del momento flettente nella campata. Da questo livello di carico in poi la sollecitazione tende a "migrare" verso le sezioni che presentano una

rigidezza flessionale maggiore.

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La valutazione della stabilità d’insieme della struttura dipende dalla capacità delle sezioni di ruotare amomento costante (duttilità).

La capacità di rotazione plastica dipende dalla distribuzione dello sforzo medio dell’acciaio. Si dovrà anchetenere conto dell’effetto di “tension stiffening” dovuto alla non completa formazione delle fessure nella zonatesa.

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Ipotizzando un diagramma Momento-Curvatura lineare a tratti, è possibile esprimere la rotazione plasticacome:

La capacità di rotazione plastica dipende dalla distribuzione dello sforzo medio dell’acciaio. Si dovrà anchetenere conto dell’effetto di “tension stiffening” dovuto alla non completa formazione delle fessure nella zonatesa.

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PART 03 Pagina 84 Appunti strutture di n uova costruzione | PART 03 Pagina 85 Appunti strutture di n uova costruzione | PART 03 Pagina 86

LE TRAVATURE IN C.A.P.

Con calcestruzzo armato precompresso si identificano tutti gli elementi in conglomerato cementizio che prima della fase di posa in opera hanno subito un processo, tramite le armature, di compressione.

Nell'analisi delle sezioni in calcestruzzo armato ordinario, al secondo e al terzo stadio, si trascura il contributo della parte tesa, lasciando il compito di resistere a trazione esclusivamente alle armature. Affinché la sezione sia completamente reagente bisogna eliminare, o bilanciare, gli sforzi di trazione. Se viene applicato una forza di compressione elevata prima che venga posto in opera, una volta sollecitato a flessione o presso-flessione, le tensioni di trazione si annulleranno o si ridurranno drasticamente.

Si applica una forza T di compressione in corrispondenza delle due estremità della trave.

sull'asse centrale dell'elemento; la sezione sarà soggetta ad una sollecitazione di compressione uguale in tutti i punti, se tenuto conto della sola forza T. L'effetto combinato dei carichi P e della forza di trazione T produce nella trave le tensioni visibili in figura: nel lembo superiore si sommano gli sforzi di compressione mentre nel lembo inferiore le sollecitazioni di trazione e compressione si sottraggono. Nel provare ad applicare la forza T in posizione eccentrica rispetto all'asse medio dell'elemento si nota una sezione completamente compressa con sollecitazione variabile da un massimo nel lembo inferiore ad un valore vicino a zero in corrispondenza del lembo superiore. Se la massima sollecitazione di compressione viene assunta pari a quella di trazione per effetto dei carichi, nel lembo inferiore della trave trazione e compressione si annullano e la risultante è nulla. È evidente dunque il vantaggio di adottare questa

Modalità di applicazione della compressione preventiva: applicare cioè la forza di trazione in corrispondenza dell'asse decentrato rispetto all'asse neutro. Grazie allo sviluppo tecnologico di armature con elevata tensione di rottura è stato possibile realizzare questo procedimento. Si utilizza, infatti, l'acciaio armonico, il quale è un acciaio al silicio con alto tenore di carbonio (0,80 - 0,90%). Il processo produttivo prevede una doppia cottura; successivamente si procede alla tempra con olio ad alte temperature che conferisce plasticità al materiale. Le tipologie di armatura sono sostanzialmente quattro: filo (materiale a sezione piena), treccia (insieme di due o tre fili avvolti ad elica intorno all'asse), trefolo (insieme di fili avvolti ad elica intorno ad un filo rettilineo centrale, in una o più corone) e barra (elemento a sezione piena maggiore rispetto al filo).

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Il calcestruzzo armato precompresso ha notevoli applicazioni sia in ambito edile, sia in quello civile che per le costruzioni idrauliche. Mentre il C.A. ordinario consente di raggiungere al massimo luci di 6m (circa 7m se si utilizzano elementi prefabbricati), il C.A.P. consente di realizzare travi lunghe oltre 12m, che assemblate in capriate raggiungono luci enormi. Però il processo di precompressione non è realizzabile solamente in stabilimento ma anche direttamente in cantiere. Sia per uso idraulico che edilizio, gli elementi in C.A.P. seguono principalmente due metodi di produzione, rispettivamente con armatura pre-tesa o post-tesa.

ACCIAIO DA PRECOMP RESSIONE

Pertanto, la precompressione richiede necessariamente delle tipologie di acciaio particolari. Si supponga di voler precomprimere (precompressione centrata) un prisma di cls in modo che la sua sollecitazione sia σ 6 MPa, mediante un acciaio ordinario con tasso di lavoro σ 160 Mpa.

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Mediante semplici calcoli si vede che a lungo tempo la precompressione tende ad annullarsi. È quindi indispensabile che l'allungamento iniziale dell'acciaio sia di gran lunga superiore a quello di un acciaio ordinario. Per il cemento armato precompresso vengono utilizzati acciai ad alta resistenza (acciai armonici), che presentano pertanto elevati valori di allungamento al limite elastico, necessari per contenere le perdite. Essi presentano comportamento altamente fragile caratterizzato da una elevata resistenza in assenza o quasi di snervamento. Per tale motivo si adotta la convenzione di utilizzare il valore della tensione allo 0.2% di deformazione residua o all'1% di deformazione sotto carico in sostituzione della tensione di snervamento. Tale tipologia di acciai può arrivare a resistenze dell'ordine di 1500-1800 MPa.

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Confrontando questi valoricon quelli dell'acciaio da c.a. (540 MPa circa), si osserva una resistenza superiore di 2/3 volte. Tale aumento di resistenza si ottiene principalmente con i seguenti provvedimenti: - aumento della percentuale di carbonio (circa 0.6% contro i 0.2% delle barre da c.a.); - aggiunta di elementi, quali manganese, silicio, vanadio o cromo; - incrudimento mediante lavorazione a freddo (trafilatura): nel caso dei fili si opera una trafilatura che prevede tensioni longitudinali di trazione e trasversali di compressione; - trattamenti termici di tempra seguiti da rinvenimento. In realtà spesso questi trattamenti vengono combinati assieme per far triplicare la resistenza, ciò fa comprendere il perché questi acciai non sono saldabili, sono molto sensibili alle alte temperature di un incendio, sensibili alla corrosione. Gli acciai da c.a.p. sono disponibili sotto forma di fili, trecce, trefoli e funi generalmente forniti in rotoli o bobine, barre in fasci. TIPOLOGIE DI

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