Riassunto esame di Tecnica delle costruzioni

DERENZA ACCIAIO CALCESTRUZZO

La solidarietà tra calcestruzzo e barre di acciaio è un requisito fondamentale delle strutture in

calcestruzzo armato. Essa è garantita dall’aderenza (bond) che si sviluppa lungo la superficie di

contatto tra acciaio e calcestruzzo.

L’aderenza assicura la trasmissione degli sforzi di scorrimento (tensione di aderenza) tra i due

materiali ed è dovuta all’adesione chimica molecolare, alle caratteristiche del calcestruzzo e alla

scabrosità delle superfici a contatto, accentuata dalla presenza delle nervature nel caso di barre ad

aderenza migliorata.

In accordo alle NTC18, i valori caratteristici e di calcolo della tensione di aderenza valgono

= 2,25 ∙ ∙ =

per barre di diametro

= 1,0 ∅ ≤ 32

132−∅ per barre di diametro

= ∅ > 32

100

[2, 25 di solito è il coefficiente parziale di sicurezza derivato dai calcoli statistici, è un coefficiente che riguarda il diametro

delle barre]

7 L UNGHEZZA DI ANCORAGGIO

Si definisce lunghezza di ancoraggio il tratto terminale di una barra tesa, misurato oltre la sezione

in cui la barra è soggetta alla massima tensione. Un’adeguata lunghezza di ancoraggio impedisce lo

sfilamento della barra per superamento delle tensioni di aderenza e, allo stesso tempo, consente la

trasmissione al calcestruzzo della corrispondente forza di trazione.

[Rappresenta quanto sporge il tondino dall’ultima sezione del pilastro, viene chiamata lenght of bond, lunghezza di legame.

Deve esserci tanta lunghezza quanta è quella necessaria per compensare lo sforzo N che tenta di sfilare la barra, quindi

quella che bilancia la tensione di aderenza con la forza di trazione esterna, quindi la e la . È data da un rapporto

semplice, cioè dal diametro de tondino (il massimo diametro del tondino inserito in sezione) moltiplicato per la tensione di

snervamento dell’acciaio di progetto, tutto fratto quattro volte la tensione di progetto dell’aderenza (quindi ). Bisogna

∅

ricavare questa formula considerando l’area del tondino ( ) e successivamente ponendo ]

2 = =

4 4

La lunghezza di ancoraggio può essere calcolata ugualizzando la forza di trazione con la risultante

delle tensioni massime di aderenza: 2

∅

∅ = =

4

Da cui si ottiene ∅

=

4

Ad esempio, per barre in acciaio B450C soggette alla massima tensione poste in un

calcestruzzo di classe C25/30 e in buone condizioni di aderenza, risulta 3 2

450 0,7∙0,30 √25

= = = = 391,3 = 2,25 = 2,25 = 2,70

1,15 1,5

∅ ∅∙391,3

E la lunghezza di ancoraggio è pari a

= = = 36,23∅

4 4∙2,70

L’ancoraggio di una barra può essere

realizzato nei seguenti modi [diritto, a 90° o a

45° rispettivamente]

La lunghezza di ancoraggio delle barre non

deve essere mai inferiore a 20 diametri o 15

cm.

L’ancoraggio delle staffe è

normalmente realizzato con ganci

ripiegati all’interno della massa

del calcestruzzo.

8 G

UARNIZIONI PER SOVRAPPOSIZIONE

A causa della lunghezza limitata delle barre, pari a 12 m, può essere necessario predisporre delle

giunzioni affiancando la parte di estremità di due barre consecutive. Nella zona di giunzione

(sovrapposizione) si ha un graduale trasferimento di tensioni della prima barra al calcestruzzo e da

questo alla seconda barra, in maniera da non interrompere la continuità dell’armatura.

La lunghezza di sovrapposizione nel tratto rettilineo deve essere almeno pari a 20 volte il diametro

della barra. Le sovrapposizioni non devono essere

poste nelle sezioni più sollecitate e

devono essere sfalsate tra di loro. Le

barre sovrapposte non devono essere a

contatto tra di loro e la loro distanza non

può superare 4 volte il diametro. In

generale, in una zona di sovrapposizione

bisogna rispettare le limitazioni indicate

in figura.

[ distanza tra l’una e l’altra giunzione, vanno infatti disposte a scacchiera, distanza tra le barre

= = 20 ∅, =

sovrapposte, distanza tra giunzioni]

=

5

9 C I

OPRIFERRO E NTERFERRO

Il copriferro, o ricoprimento, è la distanza tra la superficie

esterna dell’armatura, comprese le staffe, e la superficie

esterna del calcestruzzo più vicina all’armatura.

Il progettista sceglie il copriferro minimo in modo da

garantire:

- La protezione delle armature contro la corrosione

- L’aderenza tra le barre e il calcestruzzo

- La resistenza al fuoco degli elementi strutturali

In ambiente ordinario non particolarmente aggressivo, il

copriferro può essere posto pari a 2 cm per le solette e a 3

cm per gli altri elementi strutturali.

Nel progetto e la verifica delle sezioni in calcestruzzo

armato, si definisce copriferro di calcolo la distanza tra il

baricentro dell’armatura e la superficie esterna del

calcestruzzo.

L’interferro è la distanza tra due barre parallele. Deve essere tale da

garantire lo sviluppo delle tensioni di aderenza tra le barre e il calcestruzzo

e deve consentire la corretta messa in opera del calcestruzzo e la sua

compattazione. Questi requisiti si ritengono soddisfatti se lo sono le

seguenti limitazioni geometriche, in cui è la dimensione massima

degli inerti utilizzati per il confezionamento del calcestruzzo

, ≥ (∅, + 5, 20)

ℎ

Inoltre, le barre disposte su più strati orizzontali separatati devono essere

allineate verticalmente.

[Sia in orizzontale h che in verticale v il valore dell’interferro corrisponde al più grande dei valori ricavati da 3 differenti

calcoli: 1) prendete il diametro del tondino 2) prendere il diametro massimo + 5mm 3)prendete direttamente 20 mm.

sta per il diametro massimo dell’inerte usato per il calcestruzzo]

6

B3_V S L E

ERIFCHE PER GLI TATI IMITE DI SERCIZIO

1 Stati Limite di Esercizio (SLE) ............................................................................................................. 1

2 Valutazione delle azioni di progetto .................................................................................................... 1

3 Calcolo delle tensioni di esercizio ....................................................................................................... 2

4 Omogeneizzazione dei materiali ......................................................................................................... 2

5 Calcolo delle tensioni ........................................................................................................................... 3

5.1 Sezione sottoposta a SFORZO NORMALE CENTRATO .......................................................... 3

5.2 Sezione sottoposta a FLESSIONE SEMPLICE .......................................................................... 3

5.3 Sezione sottoposta a FLESSIONE COMPOSTA ....................................................................... 4

5.3.1 Estremi del nocciolo centrale d’inerzia ............................................................................... 5

5.3.2 Sforzo normale di TRAZIONE interno al nocciolo ............................................................. 6

5.3.3 Sforzo normale di COMPRESSIONE interno al nocciolo ................................................. 6

5.3.4 Sforzo normale di COMPRESSIONE esterno al nocciolo ................................................ 7

6 Verifica delle tensioni di esercizio ....................................................................................................... 8

6.1 Stato limite di fessurazione .......................................................................................................... 8

6.1.1 La formazione delle fessure ................................................................................................. 9

6.1.2 La propagazione delle fessure ........................................................................................... 11

6.1.3 La fessurazione degli elementi inflessi ............................................................................. 12

6.1.4 Osservazioni ........................................................................................................................ 12

6.1.5 Calcolo dell’ampiezza delle fessure .................................................................................. 12

6.1.6 Stato limite di apertura delle fessure ................................................................................ 13

6.1.7 Verifica dell’ampiezza delle fessure senza calcolo diretto ............................................. 13

6.1.8 Area minima di armatura in zona tesa .............................................................................. 14

6.2 Stato limite di deformazione ...................................................................................................... 14

0

B3_COSTRUZIONI IN CEMENTO ARMATO

Verifiche per gli Stati Limite di Esercizio (SLE)

1 S L E (SLE)

TATI IMITE DI SERCIZIO

Si definisce stato limite di esercizio un qualsiasi condizione che comporta la perdita di funzionalità

o il rapido deterioramento del sistema strutturale. Raggiunto uno stato limite di esercizio, cioè, il

sistema strutturale non possiede più i requisiti per il suo corretto utilizzo in esercizio, anche in termini

di durabilità e di estetica.

Per le strutture in calcestruzzo armato gli SLE più importanti sono:

1. Stato limite di tensione: elevate tensioni di compressione nel calcestruzzo possono

provocare microfratture longitudinali con conseguenti problemi di durabilità e di eccessive

deformazioni viscose; elevate tensioni nell’acciaio teso possono indurre lesioni troppo ampie

e permanentemente aperte con possibili problemi di durabilità

2. Stato limite di fessurazione: insorgono lesioni di ampiezza tale da comprometter il corretto

utilizzo della struttura

3. Stato limite di deformazione: deformazioni e spostamenti eccessivi possono indurre danni

eccessivi in elementi non strutturali come tramezzature, finiture, ecc. …

Per garantirsi dal raggiungimento degli SLE si devono eseguire le seguenti verifiche:

- Verifica delle tensioni di eserc