VANTAGGI:

• Possibilità di produrre in stabilimento elementi prefabbricati;
• Monoliticità: la tecnologia del getto in opera crea meno problemi nei nodi tra gli elementi, dove si uniscono travi e pilastri;
• Resistenza a compressione e alla trazione;
• Grande durabilità delle strutture con esso realizzate;
• Buona resistenza al fuoco;
• Possibilità di realizzare strutture anche con linee particolarmente ardite.

SVANTAGGI:

• Peso elevato (25 kN/m3);
• Isolamento termoacustico scadente;
• Elevato costo di materiale e di manodopera;
• Soggetto all'azione aggressiva di Sali e cloruri contenuti in acqua e aria;
• Bassa resistenza al gelo;
• Deformazione in percentuale sotto azione di carichi notevolmente bassa.

14) PECULIARITÀ DEI SISTEMI PRECOMPRESSI. ASPETTI POSITIVI E NEGATIVI

Quando l'acciaio sottoposto a trazione si allunga, nel calcestruzzo che lo avvolge tendono a prodursi fessurazioni. Se

prima di caricare la trave le basse d'armatura venissero tese fortemente e poi rilasciate contro il calcestruzzo che le avvolge, questo verrebbe sottoposto a compressione. Se tale tensione iniziale sulle barre fosse sufficientemente forte, il calcestruzzo non verrebbe più sottoposto a trazione e, di conseguenza, non si fessurerebbe. Tutta la sezione è allora attiva ed interamente reagente e l'intero elemento strutturale è sollecitato al massimo delle sue capacità.

Le barre d'armatura classiche non sono sufficientemente resistenti per l'impiego nel calcestruzzo armato precompresso, per il quale si usano trefoli e cavi in acciaio ad alta resistenza appositamente prodotti. Nelle opere in cemento armato precompresso vengono utilizzate due tecnologie: quella dei cavi pretesi e quella dei cavi post-tesi.

La prima tecnica, che si realizza in stabilimento, consiste nel sottoporre a trazione l'armatura metallica e nell'effettuare

successivamente il getto di cls, avvolgendo i cavi ad elementi rettilinei in modo che, maturando, il calcestruzzo vi aderisca perfettamente. A maturazione avvenuta, i cavi vengono tagliati alle estremità e subiscono una leggera contrazione che mette in compressione il cls, con conseguente inarcamento della trave, destinato a scomparire del tutto o parzialmente quando la trave sarà posta sotto carico. Nella tecnica dei cavi post-tesi, attuata a piè d'opera, l'armatura non viene messa in trazione fino alla maturazione completa del calcestruzzo ed è costituita da cavi d'acciaio introdotti in guaine in materiale plastico o in acciaio che ne impediscono l'adesione al cls. A maturazione avvenuta i cavi, ad elementi curvi, vengono messi in trazione mediante un martinetto idraulico e raggiunta la trazione desiderata, il cavo viene bloccato ancorandolo al cls. A tesatura e bloccaggio avvenuti, le guaine che ospitavano i cavi possono essere.riempire con un'iniezione di malta di cemento, facendo aderire i cavi al cls. La precompressione con cavi post-tesi è comune per strutture imponenti quali ponti. VANTAGGI:

• A parità di capacità portante, gli elementi in c.a. precompresso risultano più leggeri e quindi anche più economici;
• Il minor peso delle strutture incide positivamente anche sul trasporto, che è quindi più agevole ed economico;
• L'intera sezione è sfruttata al massimo delle proprie capacità;
• Inclinando opportunamente i cavi si possono compensare le sollecitazioni di taglio dovute al peso proprio (la trave che non pesa);
• Dimensionando la forza normale N si può dimezzare il taglio dovuto ai carichi e ai sovraccarichi.

SVANTAGGI:

• Effetti del 2° ordine: le deformazioni indotte dalla precompressione modificano le caratteristiche di sollecitazione sia assiali, sia eccentriche;
• Rispetto al c.a. normale,

le deformazioni immediate sono più importanti ed accelerate; • Deformazioni lente o "fluage": deformazioni di lunga durata associate a tensioni elevate inducono deformazioni a distanza di molti anni; • Le costruzioni in c.a.p. devono essere realizzate con materiali più prestanti e dunque più costosi; • La tecnica della precompressione richiede un alto livello di specializzazione delle imprese costruttrici e delle maestranze. A seguito della precompressione cambieranno le sollecitazioni sia assiali che eccentriche. Si avranno inoltre deformazioni immediate e deformazioni lente (o flange). Quest'ultime però hanno un effetto trascurabile sul cls. Con la precompressione, ho il vantaggio di annullare completamente il taglio dovuto al peso proprio della trave: ↑Tt1 = ↓Tpp + ↑Tpc = 0 Tpp = taglio peso proprio Tcs = taglio carichi ↓Tt2 = ↓Tpp + ↑Tpc + ↓Tcs Tpc = taglio precompressione e sovraccarichi Se impongo momenti troppo

grandi per contrastare il taglio, rischio che il cavo si rompa prima dientrare in contatto con il cls. Al massimo dovrò ridurre il taglio. Nel cemento armato precompressorientrano anche i solai alveolari. (Viadotto dell’Olimpica su Corso di Francia, Ponti sulla laguna diMaracaibo, Viadotto sul Polcevera di Riccardo Morandi). Pre-dimensionamento: altezza totale travi1/20-1/25 della luce. 4115) STRUTTURE BIDIMENSIONALI, A VOLTA E SOTTILI: CLASSIFICAZIONI,CARATTERISTICHE E POTENZIALITA’

Gli elementi di una Struttura Portante possono essere suddivisi in tre categorie:

• LINEARI quando una dimensione prevale largamente sulle altre due, come nel caso di travi, pilastri, pali;
• SUPERFICIALE quando due sue dimensioni prevalgono sull’altra;
• VOLUMETRICO quando le sue dimensioni principali sono dello stesso ordine di grandezza, come nel caso di un plinto alto o di un giunto sferico.

Applicando la regola del cambio scala, alcune strutture portanti possono

e le lastre, le volte sottili e le membrane sono considerate strutture portanti superficiali o bidimensionali. Le deformazioni di queste strutture sono influenzate dalle condizioni al contorno. Le piastre e le lastre sono elementi piani che, quando sono sottoposti a un momento di sollecitazione, si incurvano proporzionalmente a M/EJ. Nei casi delle piastre, i carichi sono disposti ortogonalmente al piano medio, generando deformazioni prevalentemente flessionali. Nelle lastre, invece, la direzione dei carichi giace sul piano medio e le deformazioni sono prevalentemente membranali. Il comportamento di una piastra può essere assimilato a quello di una griglia di travi saldate, con un numero infinito di travi infinitamente vicine tra loro. Questa analogia indica che una piastra, quando è sotto carico, si inflette e si torce in tutti i suoi punti, incurvandosi proporzionalmente a M/EJ. Tra le piastrerientrano anche le solette, caratterizzate da momenti sollecitanti moltopiù piccoli in una direzione rispetto all'altra.

• VOLTE SOTTILI sono strutture bidimensionali curve nello spazio, di piccolo spessore. Dal momento che si parla di volte, in tali elementi è presente un momento resistente dovuto al loro spessore s, ed al loro modulo di elasticità E. la capacità portante di tali strutture è ottenuta per forma, grazie alla quale è possibile coprire grandi luci senza supporti intermedi.
• MEMBRANE sono elementi così sottili, che non posseggono alcuna resistenza a compressione, flessione o a taglio, ma solo a trazione. Per la sua bidimensionalità, sviluppa una tensione di taglio che produce un aumento della sua capacità portante. Nonostante la loro scarsa resistenza alla maggior parte dei tipi di sollecitazione, vengono utilizzate a fini strutturali in virtù della loro leggerezza. Le fondazioni di

Tali strutture devono essere progettate per resistere a forze di sollevamento e a quelle orizzontali. Si definisce sottile un guscio con rapporto fra spessore e raggio di curvatura inferiore a 1/20. Un esempio di membrana è la tenda dei nomadi, la tenda del circo, l'ombrello.

16) TENSOSTRUTTURE: CLASSIFICAZIONI, CARATTERISTICHE E POTENZIALITÀ

Le tensostrutture sono delle strutture portanti basate sul principio costruttivo del cavo, che consiste nello sfruttare la resistenza a trazione di un elemento privo di rigidezza flessionale, che collegato a due piedritti permette di realizzare un vano agibile. Possono avere curvatura semplice o doppia e vengono stabilizzate mediante cavi, funi o travi, per le particolari condizioni al contorno. Il tipo più semplice di copertura sospesa consiste in una serie di funi fissate alla sommità dei pilastri, i quali devono essere in grado di resistere a flessione. Le funi utilizzate sono in acciaio, dotato di grande resistenza alla trazione.

Tali funi, assumono una configurazione differente a seconda di come vengono caricate: una fune o un cavo caricato dal solo peso proprio assume una configurazione a catenaria; una fune con il carico distribuito uniformemente in pianta diviene una parabola; la fune che sostiene un carico concentrato in mezzeria assume una configurazione a triangolo; con due o più carichi tale configurazione diviene una spezzata. Sono state individuate diverse soluzioni di irrigidimento: - la prima consiste in una stabilizzazione mediante aumento del peso proprio, che consiste in coperture ad ordito di funi parallele, appesantite mediante un impalcato che rende trascurabili le azioni di carichi accidentali. L'orditura superiore sostiene la copertura, mentre quella inferiore funge da irrigidimento. Tale metodo però riduce l'idea di base di leggerezza della copertura; - possono poi essere utilizzate travi o solette trasversali che rendano tra loro solidali le funi parallele.evitare l'oscillazione di tali elementi, questi devono essere pesanti, in alternativa, le funi devono essere stabilizzate mediante controventi.

• La stabilizzazione può poi essere attuata mediante pre-trazione piana o spaziale, che consente alle funi compresse dai carichi accidentali di acquisire una resistenza performante.

Le tensostrutture, snelle e molto leggere, si prestano alla copertura di grandi luci e consentono effetti architettonici ed artistici particolarmente interessanti. Tali coperture sottili assumono stabilità per forma. Un grande innovatore nel campo delle tensostrutture e delle membrane è Frei Otto, che le ha utilizzate ad esempio nello stadio di Monaco.

17) CARATTERISTICHE DEI MATERIALI DA COSTRUZIONE: ACCIAIO E CALCESTRUZZO

I materiali possono essere divisi in:

• Elastici (acciaio, ferro dolce, legno, legno lamellare, materie plastiche e composite)
• Semi-elastici (calcestruzzo, c.a., materie plastiche e composite)
• Fragili (ghisa, vetro)

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