Progettazione delle travi parete in RFEM

Articolo tecnico

Quando si analizzano elementi di strutture di calcestruzzo armato, è spesso necessario progettare travi parete, usate principalmente come architrave per finestre e porte,  nei solai, come collegamento nei solai su più livelli, nei sistemi intelaiati. Se vengono modellate con elementi di tipo superficie in RFEM, la valutazione dei risultati dell'armatura richiede ulteriori passaggi.

Contesto

Il calcolo delle forze interne viene eseguito considerando il comportamento elastico del materiale. Una parete trasferisce la flessione attraverso la distribuzione non-lineare della forza assiale, che varia in funzione del rapporto tra l'altezza (h) e la lunghezza (l).

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Più piccolo è il rapporto h/l, più la distribuzione si avvicina ad una linea diritta. Se si esegue la progettazione della superficie utilizzando queste forze interne, la distribuzione dell'armatura longitudinale necessaria risulterà corrispondente ad un cuneo.

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Comunque, tale armatura non è corretta perché la verifica del calcestruzzo si basa su uno stato fessurato. Le tensioni dell'armatura nel bordo inferiore potrebbe essere state lungamente superate a differenza degli strati di armatura superiori.
Generalmente, ci sono due opzioni per la progettazione in RFEM:
1. Valutazione basata sulle sezioni
2. Progetto con l'uso di una trave risultante

Valutazione basata sulle sezioni

Dopo aver calcolato l'armatura necessaria nel modulo aggiuntivo RF CONCRETE Surfaces, viene definita una sezione verticale nelle posizioni determinanti.
Nella valutazione dell'armatura a taglio, viene utilizzato il valore massimo dell'armatura verticale (ad esempio, da as,2,-z e as,2,+z).
Per l'armatura a flessione, è possibile attivare l'opzione di interpretazione dei risultati nelle impostazioni dettagliate della finestra di dialogo della sezione. È necessario ottenere le somme da entrambe le armature orizzontali, ad esempio, as,1,-z e as,1,+z. L'armatura longitudinale totale determinata è definita come concentrata al bordo inferiore della sezione trasversale.

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Secondo [1], bisogna rispettare i seguenti punti durante la valutazione del calcolo elastico della parete:
– Disposizione concentrata dell'armatura al bordo inferiore.
– L'armatura deve essere disposta lungo tutta la lunghezza e ancorata per la forza dell'80% ai vincoli esterni.
– Per travi a più campate, è necessario disporre barre di armatura diritte con una lunghezza di sovrapposizione appropriata.
– Per travi a più campate, è necessario disporre metà dell'armatura di supporto lungo tutta la lunghezza della campata. La restante parte su entrambi i lati fino ad una lunghezza di L/3 dal bordo del supporto senza lunghezze di ancoraggio aggiuntive.
– I carichi applicati nella parte inferiore, incluso il peso proprio, si manifestano in un semicerchio immaginario con raggio pari a 0.5 L (L < H), e devo essere applicati completamente usando armatura in sospensione, che deve essere mantenuta ad un livello di L < H.

Progetto con l'uso di una trave risultante

Per la valutazione dei risultati e per la verifica, viene creata una trave risultante orizzontale nel centro di gravità, con una sezione trasversale rettangolare con le dimensioni della trave parete. Nelle impostazioni dettagliate della trave risultante, è necessario selezionare solo la superficie corrispondente. In questo caso, con il modulo aggiuntivo RF-CONCRETE Members è possibile eseguire la progettazione della trave risultante con l'integrazione delle forze interne della trave parete.

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Interpretazione e sommario

I risultati potrebbero differire, in funzione della geometria e del carico. La ragione principale è la differente supposizione di leve nel progetto. Nel caso della superficie, nella distribuzione delle tensioni risulta un braccio più piccolo e ciò causa un'armatura necessaria maggiore.
Quando si usa la trave risultante, non è necessario creare varie sezioni e determinare l'armatura a flessione manualmente e quest'ultima viene disposta correttamente.

Bibliografia

[1] Rombach, G. (2010). Anwendung der Finite-Elemente-Methode im Betonbau. Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn.

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