Teoria di tecnica delle costruzioni

TEORIA C.L.S. ARMATO

1. AZIONI SULLE COSTRUZIONI
2. STATI LIMITE
3. TRAVE IN C.L.S. ARMATO
4. TRAVE PRECOMPRESSA

AZIONI SULLE COSTRUZIONI

"A che tipo di azioni sono soggette le costruzioni?"

• CARICHI PERMANENTI: forze che agiscono senza modifiche nel tempo
• CARICHI ACCIDENTALI: forze variabili nel tempo

CARICHI PERMANENTI

Sono carichi come per esempio il PESO PROPRIO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI, che viene determinato a partire dalla conoscenza del peso specifico del materiale.

CARICHI VARIABILI/ACCIDENTALI

Sono carichi che comprendono il CARICO DI ESERCIZIO (carichi, persone…), AZIONE DEL VENTO/NEVE, SPINTA DELLE TERRE.

NB: In parte i carichi variabili si considerano statici ovvia appoggio col terreno dove ciò non sta troppo a penalizzare effetti dinamici sulle strutture.

Come li calcolo?

Si fa solitamente riferimento a condizioni semplificate che, anche se poco rispondenti alla realtà, rappresentano stati di sollecitazione non inferiori a quelli effettivi.

Un’altra classificazione delle azioni che coinvolgono la struttura comprende:

• AZIONI DIRETTE
• AZIONI INDIRETTE
• AZIONI DI CARATTERE FISICO-CHIMICO

• de azioni esterne comprendono:
  • carichi permanenti
  • carichi variabili
  • carichi eccezionali (terremoto)
• de azioni interne comprendono:
  • variazioni termiche
  • precompressione
  • spostamenti di vincoli
  • ritiro ed ES
• de azioni fisico-chimiche
  • agenti aggressivi
  • umidità
  • gelo

Ci sono 2 tipi di carichi variabili che richiedono un approfondimento, e sono

• Carico da neve
• Carico da vento

NEVE (per le coperture)

Con α > 60° - carico neve trascurabile (anche se sovraccarico non si imposta tensione cero)

Con α < 60° - intera tensione cero

NEVE (per le coperture)

Quale A da tenere in considerazione?

Quanto pesa la neve?

Il peso della neve dipende da vari fattori:

• Età del manto nevoso (da quanto è lì)
• dal sito
• dalla cima
• dalla situazione

• NEVE FRESCA: 1,0 kN/m³
• DOPO MOLTE (7)_GIORNI: 2,0 kN/m³
• DOPO SETTIMANE/MESE: 2,5 → 3,5 kN/m³
• NEVE UMIDA: 4,0 kN/m³

Come si calcola il carico sulla copertura?

La normativa stabilisce le coefficienti relazionali

carico sulla copertura (espresso nei generale in pianta di inarcatura) = accetta costi di carico sia neve al valore (kN/m²) nelle zona caratteristica

G_s = μ · Q_s · C_e · C_T

coeff. di forma sulla copertura

coeff. termico (=1)

coeff. di espansione (=1)

Reversibile

Quando le deformazioni sono recuperabili e abbiamo ancora le carico e l'umiditá.

Irreversibile

Quando si manifestano danneggiamenti e deformazioni permanenti non accettabili dopo l'eliminazione degli agenti.

Le principali perdite di funzionalità risultano:

• Danneggiamenti locali che compromettono durabilità, efficienza, aspetto
• Spostamenti e deformazioni eccessivi che, pur non creando pericolosità, limitano l'uso e l'opera della costruzione
• Vibrazioni eccessive
• Danni per fatica
• Corrosione/degrado

La normativa prevede di effettuare le seguenti verifiche:

• Verifica di integrità
• Verifica del danneggiamento
• Verifica a fatica
• Verifica di vibrazione
• Verifica alle tensioni di esercizio (solo questo nel cliente)

Materiali

Il calcestruzzo armato è costituito da 2 materiali:

• Calcestruzzo 98%
• Acciaio 2%

Ruolo: motiva i meccanismi tissurati e deformativi propio dalle caratteristiche di entrambi e della loro interazione.

Perché li si accoppia?

• Il cls lavora bene in compressione
• L'acciaio lavora bene in trazione

Ciò consente di eliminare alcuni aspetti negativi propio si ciascuno di essi.

Calcestruzzo

Il cls è un materiale composto ottenuto da un mix di:

• Cemento (matrice)
• Sabbia
• Ghiaia
• Acqua

Il cemento idratandosi, autocar

allo miscela una consistenza meccanica.

• Nonostante la sua disomogeneità, lo si fa riferimento ad elementi di dimensioni molto maggiori
• Dopo uscite più piccole che lo compongono, il comportamento macroscopico del CLS si può considerare omogeneo e isotropo
• La sua composizione rivela che prende un materiale noturamente lapneo e conferisce un comportamento molto diverso in trazione e compressione

LEGGI COSTITUTIVE DI ACCIAIO E CLS (Grafici)

Per il calcestruzzo:

Comportamento reale del cls

Approssimazione

0,002 0,0035

Cosa c'è di diverso tra i 2 grafici?

1. Assenza di resistenza a trazione
2. Sostituzione del tratto di decremento della tensione ascendente col raddoppiamento di f_cd

Grafico per sld e sle:

La tensione per cui è accennata la cui diff. è quella del grafico azzurro

f_cd 0,85 f_crc 1,5

In esercizio la tensione non supera il 65% della tensione per cui in questo caso in più considerare l'approssimazione di una retta

Travi in C.A. Armato

4.1 Verifiche delle tensioni normali

• 4.1.1 Tensione retta di uno stato rettangolare in C.S. esercizio
• 4.1.2 Tensione retta di uno stato a T in C.S. esercizio
• 4.1.3 Tensione deviata in esercizio
• 4.1.4 Pressione retta di uno stato triangolare in C.S. esercizio
• 4.1.5 Pressione flessionale retta di uno stato triangolare in C.S. allo stato limite ultimo
• 4.1.6 Tensione retta di una sezione triangolare in C.S. allo stato limite ultimo

4.2 Resistenza a taglio di una trave

• 4.2.1 Elementi non armati al taglio
• 4.2.2 Elementi armati al taglio

4.3 Particolari costruttivi delle gabbie d'armatura

• 4.3.1 Lunghezza di ancoraggio delle barre d'armatura
• 4.3.2 Copriferro
• 4.3.3 Infraterru
• 4.3.4 Ripartra delle barre
• 4.3.5 Giunzioni delle barre

4.4 Elementi tozzi

TRAVE RETTANGOLARE CON DOPPIA ARMATURA

Come prima, per l'ipotesi di conservazione delle sezioni piane

(proporzione triangoli simili)

^ε_c/_x = ^ε_s/_d-x → ε_s = ε_c (d-x)/x

^ε_c/_x = ^ε_s'/_x-d' → ε_s1 = ε_c (x-d')/x

Applicando le leggi costitutive:

σ_s = E_s ε_s

σ_s' = E_s1 ε_s1

σ_s + E_s E_s = E_c ^(d-x)/_x E_s = ^σ_c/_Ec (αl-x)/x E_s = m_σ αl-x/x

σ_s1 E_s1 E_s1 = E_c ^(x-d')/_x E_s = ^{σ_c ε_s (x-d')}/_Ec = m_σ (x-d')/x

EQUILIBRIO ALLA TRASLAZIONE + (compressioni)

−1/2 (^σ_c b,x) - σ_sA_s + σ_s1A_s1 = N • O