Calcolo dell'armatura di un tirante con RF-CONCRETE Members

Articolo tecnico sul tema Analisi strutturale con Dlubal Software

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Articolo tecnico

Questo articolo si occupa della determinazione dell'armatura di una trave sollecitata a trazione secondo EN 1992-1-1. L'obiettivo è quello di verificare la sollecitazione di trazione in un elemento del tipo di asta (senza deformazioni imposte) e di definire l'armatura del calcestruzzo in conformità con le regole di costruzione e le disposizioni della norma utilizzando il software di analisi strutturale RFEM.

Cosa significa trazione per un elemento in calcestruzzo?

Una sezione di un elemento strutturale è sollecitata dalla trazione semplice quando le forze che agiscono su un lato della sezione sono ridotte al centro di gravità della sezione ad una singola forza N. Questa forza normale N è quindi perpendicolare alla sezione e diretta verso il lato in cui agiscono le forze. Il peso proprio è trascurato nel calcestruzzo e la sezione è sottoposta a trazione uniforme.

Tensione di trazione nell'acciaio

Per l'acciaio con un diagramma σ - ε che mostra un grafico inclinato, l'equazione a destra del grafico corrispondente al comportamento a trazione dell'acciaio è scritta secondo i valori caratteristici dell'acciaio di cui al §3.2. 7 (2) della EN 1992-1-1.

σs = fyd + k · fyd - fydεuk - fydEs · εs - fydEs

Armatura longitudinale

Nota: il calcestruzzo teso è trascurato per la pura trazione. Pertanto, solo gli acciai bilanciano completamente le forze di trazioneN ed. Quindi, l'area di armatura necessaria è determinata in base alla forza di trazione e alla tensione fornita.

As = NEds
AS ... Area di armatura
Ned ... Sforzo normale ultimo

Applicazione della teoria mediante RF-CONCRETE Members

Come esempio vediamo un elemento sottoposto a trazione semplice analizzando i risultati ottenuti per le armature longitudinali. Di seguito trovi i dati di input:

  • Carichi permanenti: Ng = 100 kN
  • Carichi variabili: Nq = 40 kN
  • Sezione quadrata: 20/20 cm
  • Classe di resistenza del calcestruzzo: C25/30
  • Acciaio: S 500 A per grafico inclinato
  • Diametro dell'armatura longitudinale: ϕl = 12 mm
  • Diametro dell'armatura trasversale: ϕt = 6 mm
  • Copriferro: 3 cm
  • Un controllo delle fessurazioni non è richiesto.

Al fine di verificare le impostazioni del materiale in RF-CONCRETE Members, l'immagine 02 descrive i materiali utilizzati per il calcestruzzo e l'armatura.

Stato limite ultimo

Carico di progetto allo stato limite ultimo:

NEd = 1,35 ⋅ 100 + 1,5 ⋅ 40 = 195,00 kN

Tensione di trazione prevista

Stato limite ultimo per una situazione di progetto permanente, transitoria:

fyd = 500/1,15 = 435 MPa

k = 525/500 = 1,05 secondo la tabella C.1 della EN 1992-1-1

εuk = 25 ‰

εud = 0,9 ⋅ 25 = 22,5 ‰

σs = 435 + (1,05 ⋅ 435 - 435)/(2,5 - 435/(200 000)) ⋅ [2,25 - 435/(200 000)] = 454 MPa

2 - Armatura longitudinale necessaria

Armature longitudinali per lo stato limite ultimo:

As = 0,195/454 ⋅ 10 4 = 4,30 cm²

Armatura longitudinale disposta

Dopo aver configurato gli acciai per armatura con un diametro di 12 mm in RF-CONCRETE Members, l'armatura fornita determinata automaticamente dal modulo aggiuntivo è di 4 barre, con una distribuzione simmetrica sulle parti inferiore e superiore della sezione, cioè 2 x 2 HA12 che risulta nella seguente area di armatura:

As = 4 ⋅ 1,13 = 4,52 cm²

Armatura trasversale

Poiché anche l'armatura trasversale è definita dall'utente, RF-CONCRETE Members può determinare automaticamente le spaziature secondo la norma e verificare se la loro disposizione è conforme.

Nel nostro caso, imponendo staffe del diametro di 6 mm, il programma ci fornisce una distanza di 0.122 m, ma ci mostra anche il messaggio di avviso n ° 155) che si può vedere nell'immagine 07.

La formula che fa riferimento a §9.2.2 (8) della EN 1992-1-1 è definita di seguito.

Sl, max = 0,75 ⋅ d
Sl, max ... Spaziatura trasversale massima delle staffe
d ... Altezza efficace
d = h - e - ∅t - ∅l/2
h ... Altezza del profilo
e ... Copriferro

Le formule precedenti ci danno i seguenti risultati:

d = 0,200 - 0,03 - 0,006 - 0,012/2 = 0,158 m

Sl, max = 0,75 ⋅ 0,158 = 0,12 m

Con un clic su "Modifica armatura ..." come mostrato nell'immagine 08, è possibile modificare la spaziatura delle staffe a 0,11 m e il messaggio di avviso scompare.

Conclusione

Dopo aver impostato i parametri in anticipo, RF-CONCRETE Members fornisce il numero di armature richieste secondo la disposizione definita, al fine di verificare il carico di trazione in base alle forze interne provenienti da RFEM. A seconda dei messaggi di avviso visualizzati, è anche possibile per l'utente modificare l'armatura e la sua disposizione dopo il calcolo.

Autore

M.Eng. Milan Gérard

M.Eng. Milan Gérard

Vendite e supporto tecnico

Milan Gérard lavora nella sede di Parigi. Fornisce anche supporto tecnico ai nostri clienti di lingua francese.

Parole chiave

Eurocodici Trazione Armatura

Riferimento

[1]   Roux, J.: Pratique de l'eurocode 2 - Guide d'application. Paris: Groupe Eyrolles, 2007
[2]   Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1992-1-1:2011-01

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  • Aggiornato 11. maggio 2021

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