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Quali sono le Norme Tecniche per il cemento armato utilizzabili in Italia? Il D.M. 14.01.2008 (Norme tecniche per le costruzioni) fissa le regole per il calcolo agli stati limite in versione italiana (è il metodo adottato in questa unità didattica). Le norme sono accompagnate dalla Circolare 617 del 2.02.2009. Nello
stesso DM al punto 12 si precisa a quali altre normative si può far
riferimento per quanto non diversamente specificato nello stesso decreto: Tra i codici
internazionali sicuramente l’Eurocodice 2, Progettazione delle strutture di calcestruzzo,
Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici (UNI EN 1992-1-1)
rappresenta il punto di riferimento per il calcolo agli stati limite in
versione europea. Nel caso di appalti internazionali l'ordine gerarchico si inverte e gli Eurocodici sono da considerarsi prevalenti sulla normativa nazionale. Che differenza c'è tra la versione italiana e quella europea del calcolo agli stati limite? Entrambe le versioni si rifanno a criteri ispiratori identici, pur essendo la versione italiana più sintetica dell'altra, che si caratterizza per la diversa impostazione espositiva, per la simbologia e per taluni procedimenti di calcolo. Cosa sono gli "stati limite" ?
Sono "stati", superati i quali, la
struttura non è più in grado di soddisfare i relativi criteri di progetto.
STATI LIMITE ULTIMI (SLU).
Stati associati con il collasso o con altre forme simili di guasto strutturale
(generalmente corrispondono alla massima capacità portante di una struttura o
di un elemento strutturale).
a) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte
b) spostamenti o deformazioni eccessive
c) raggiungimento della massima capacità di resistenza di parti
di strutture, collegamenti,fondazioni
d) raggiungimento della massima capacità di resistenza della
struttura nel suo insieme
e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni
f) rottura di membrature e collegamenti per fatica
g) rottura di membrature e collegamenti per altri effetti
dipendenti dal tempo
h) instabilità di parti della struttura o del suo insieme STATI LIMITE DI ESERCIZIO (SLE).
Stati che corrispondono a
condizioni oltre le quali i requisiti funzionali specificati per una
struttura o un elemento strutturale non sono più soddisfatti.
Irreversibili.
Stati limite
di esercizio per i quali alcune conseguenze delle azioni che determinano il
superamento dei requisiti di esercizio specificati rimangono quando le azioni
stesse sono rimosse.
Reversibili.
Stati limite
di esercizio per i quali nessuna conseguenza delle azioni che determinano il
superamento dei requisiti di esercizio specificati rimane quando le azioni
stesse sono rimosse. a) danneggiamenti locali (ad es. eccessiva fessurazione del calcestruzzo) che possano ridurre la durabilità della struttura, la sua efficienza o il suo aspetto b) spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto c) spostamenti e deformazioni che possano compromettere l’efficienza e l’aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari d) vibrazioni che possano compromettere l’uso della costruzione e) danni per fatica che possano compromettere la durabilità f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali in funzione dell’ambiente di esposizione STATI LIMITE PER AZIONE SISMICA. In presenza di azioni sismiche, gli Stati Limite di Esercizio sono: stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi; stato Limite di Danno (SLD): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature. In presenza di azioni sismiche, gli Stati Limite Ultimi sono: stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV): a seguito del terremoto la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali; la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali; stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC): a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.
STATI LIMITE ULTIMI GEOTECNICI EQU: Perdita di equilibrio generale della struttura o del terreno, considerata come un corpo rigido, nel quale le resistenze delle componenti strutturali e del terreno sono irrilevanti nel fornire resistenza. UPL: Perdita di equilibrio della struttura o del terreno a causa del sollevamento per sottopressioni idrauliche o galleggiamento. HYD: Collasso del terreno causato da sifonamento o erosione interna (gradienti idraulici eccessivi) STR: Rottura interna o deformazione eccessiva della struttura o di elementi strutturali, compresi fondazioni, pali, dove la resistenza delle componenti strutturali risulta significativa nel fornire resistenza. GEO: Rottura o eccessiva deformazione del terreno dove la resistenza del terreno o roccia è significativa nel fornire resistenza. Quali sono le tensioni di calcolo del calcestruzzo? Per il calcestruzzo è adottato il diagramma parabola-rettangolo..
La
resistenza caratteristica Rck (utilizzata in
Italia) è ottenuta da provini cubici . Si
ha: fck = 0,83Rck
gc
= 1,5 acc = 0,85 Nel tratto
parabolico la tensione vale:
mentre in quello costante si ha: sc = fcd . I provini di calcestruzzo hanno forma cubica o cilindrica? I provini hanno forma
cubica con spigoli di 150 mm. La resistenza caratteristica è Rck. La
resistenza caratteristica fck su provini cilindrici (diametro 150 mm ed
altezza 300 mm) è prevista dall'Eurocodice 2. L'Eurocodice 2 classifica il calcestruzzo con una
denominazione del tipo C20/25 nella quale i due valori riportati si
riferiscono rispettivamente a fck e Rck. In Italia la stessa denominazione deve essere
interpretata solo come una sigla: l'ultimo valore si riferisce a Rck mentre
fck si calcola con la formula fck
= 0,83Rck che conduce a valori leggermente diversi da
quelli dell'Eurocodice 2. Quali sono le tensioni di calcolo dell'acciaio? Il diagramma di
calcolo per l'acciaio è riportato nella figura seguente
Nel tratto variabile linearmente è valida la legge di HOOKE s s = e s Es. La deformazione limite esyd varia con il tipo di acciaio (per l'acciaio più
usato - B450C - esyd = 1,86‰). Il modulo di elasticità Es vale 210000 N/mm² Il diagramma presenta lo stesso andamento sia a trazione
sia a compressione (con e s limitata al 3,5‰ per compatibilità con la deformazione massima del
calcestruzzo). Cos'è il "diagramma di interazione"? Ad ogni diversa configurazione di deformazione di una
sezione corrisponde una coppia di valori delle sollecitazioni massime (sforzo
normale NRd e momento flettente MRd) offerte dalla
sezione. Il diagramma di interazione è una curva nel piano NRd,
MRd costituita da tutte queste coppie di valori. Se la sezione presenta caratteristiche geometriche e
meccaniche unitarie si ottiene un diagramma di
interazione adimensionale; in questo caso le grandezze di riferimento
risultano NRd e MRd. Come si produce un diagramma di interazione? Si tratta di una procedura alquanto complessa. In sintesi:
Il diagramma di interazione presente in questa unità
didattica è stato ottenuto con MS-Excel TM. Sono reperibili programmi di calcolo in grado di
produrre in automatico diagrammi dello stesso tipo. Si può adoperare il diagramma di interazione costruito ad
esempio per d' = 0,16
anche per altri valori di d'? Se d' è minore di 0,16 le armature risultano più
lontane dal baricentro della sezione: il momento MRd effettivo
sarà maggiore di quello riportato sul grafico e ciò va a vantaggio di
stabilità. Al contrario, se d' è maggiore di
0,16 il momento MRd effettivo sarà minore di quello riportato sul
grafico e ciò va a svantaggio di stabilità. In questo caso occorre utilizzare
un diagramma di interazione prodotto per
un valore maggiore di d' . Il diagramma di interazione può essere costruito anche per
un'armatura costitita da sei tondi? Si. Bisogna però considerarne l'asimmetricità rispetto ai
due assi principali.
Nell'esempio in figura, le armature centrali presentano un
momento nullo rispetto al baricentro per una flessione rispetto all'asse x.
Al contrario, rispetto all'asse y tutte le armature forniscono un contributo
al momento resistente. E' possibile indirizzare altre domande, solo se
riguardanti questa unità didattica, a Se esse verranno ritenute di interesse generale saranno riportate in
questa sezione nel prossimo aggiornamento; in caso contrario verrà fornita
risposta via E-Mail. |
