6633x

001434

2017-05-08

Determinazione dell'armatura minima per vincoli centra- si su componenti strutturali spessi secondo EN 1992-1-1

In generale, evitare fessurazioni nelle strutture in calcestruzzo non è né possibile né necessario. Tuttavia, le fessure devono essere limitate in modo tale che l'uso corretto, l'aspetto e la durabilità della struttura non siano influenzati. Pertanto, limitare l'ampiezza della fessura non significa impedire la formazione di fessure, ma limitare l'ampiezza della fessura a valori innocui.

Larghezza della fessura w è definita come la larghezza delle fessure sulla superficie del componente, poiché la larghezza della fessura diminuisce con l'aumentare della distanza dalla superficie. La grandezza ammissibile della larghezza della fessura dipende dalle condizioni ambientali, dalla funzione della componente strutturale e dalla suscettibilità alla corrosione dell'acciaio d'armatura [1].

Cause di formazione di fessure dovute al vincolo anticipato

Un effetto importante nella formazione di fessure è il cosiddetto vincolo precoce, dove i valori più significativi che generano il vincolo sono le variazioni di temperatura dovute alla formazione di calore di idratazione, al ritiro del calcestruzzo e al movimento del terreno dell'edificio. Nel caso di componenti strutturali in cemento armato, in particolare, le fessure nel calcestruzzo precoce si verificano di solito pochi giorni dopo lo smontaggio. Nel caso di pareti di grosso spessore, la formazione di calore di idratazione può anche portare allo sviluppo di tensioni interne, che sono causate da differenze di temperatura sulla sezione trasversale e determinano fessure di gusci sulla superficie della parete.

Eigenspannungen, Nulllinienlage und Einrisstiefe bei beidseitiger Abkühlung einer Scheibe [2]

Il calcestruzzo che ha fino a tre giorni è chiamato calcestruzzo giovane. Dopo questo periodo, il calcestruzzo giovane raggiunge un grado di idratazione dal 60 al 90%, a seconda del tipo di cemento, della temperatura ambiente e del rapporto acqua-cemento. Il calcestruzzo giovane è caratterizzato dalle seguenti proprietà:

forte sviluppo di calore e quindi scambio di calore con l'ambiente circostante,
grande variazione di volume dovuta allo sviluppo di calore,
e rapido cambiamento delle proprietà meccaniche dovuto alla graduale idratazione.

Durante la formazione del calore di idratazione, le condizioni tensionali interne si verificano specialmente nei componenti strutturali in cemento armato, che portano a tensioni di compressione e di trazione nelle aree dei bordi della sezione trasversale. Sulla base delle differenze senza le corrispondenti contromisure, questa condizione tensionale porta alla formazione di grandi fessure.

Contromisure

In generale, è possibile minimizzare o rallentare la formazione di tensioni di vincolo applicando misure avanzate della tecnologia del calcestruzzo o stagionatura appropriata, o predisponendo giunti di dilatazione. Poiché è impossibile evitare completamente la formazione di fessure, le fessure devono essere limitate e distribuite da un'armatura appropriata.

Determinazione dell'armatura minima

Al fine di garantire la limitazione della larghezza delle fessure, è necessario creare l'armatura minima per il controllo dell'ampiezza delle fessure. Di seguito, il calcolo dell'armatura minima secondo DIN EN 1992-1-1 viene confrontato con i risultati di RF-CONCRETE Surfaces.

Valori iniziali:
Spessore della parete: h = 100 cm
Copriferro: c_nom = 40 mm per la classe di esposizione XC4
Calcestruzzo: C30/37
Acciaio d'armatura: B 500 S (A)
Larghezza della fessura ammissibile: w_k = 0,2 mm
Diametro della barra selezionato: d_s = 14 mm

a_{s, \min} = k_{c} \cdot k \cdot \frac{f_{ct, eff}}{σ_{s}} \cdot a_{ct}

Formula 1

dove
k_c = 1.0 (trazione pura)
k = 0,65 ∙ 0,8 = 0,52 (con la modifica per le tensioni interne)
f_ct,eff = 0,5 ∙ f_ctm = 1,45 N/mm²
a_ct = h/2 ∙ b = 5.000 cm²/m

σ_s è definito utilizzando il diametro limite d_s * come segue:

\begin{array}{l} σ_{s} = \sqrt{w_{k} \cdot \frac{3, 48 \cdot 10^{6}}{d_{s}^{*}}} = 185, 41 N / mm ² \\ d_{s}^{*} = d_{s} \cdot \frac{8 \cdot (h - d)}{k_{c} \cdot k \cdot h_{cr}} \cdot \frac{2, 9}{f_{ct, eff}} \leq d_{s} \cdot \frac{2, 9}{f_{ct, eff}} \end{array}

Formula 2

20,2 mm ≤ 28,0 mm
dove
d = h - (c_nom + d_s/2) = 95,3 cm
h_cr = h = 100 cm

a_{s, \min} = 1, 0 \cdot 0, 52 \cdot \frac{1, 45 N / mm ²}{185, 41 N / mm ²} \cdot 5.000 cm ² / m = 20, 33 cm ² / m

Formula 3

Erster Rechenwert der Mindestbewehrung

Per i componenti strutturali di spessore maggiore, è possibile eseguire il calcolo dell'armatura minima considerando la zona del bordo efficace A_c,eff , e in questo caso, l'armatura non dovrebbe più essere creata, come è stato determinato nel calcolo precedente [3].

a_{s, \min} = f_{ct, eff} \cdot \frac{a_{c, eff}}{σ_{s}} \geq k \cdot f_{ct, eff} \cdot \frac{a_{ct}}{f_{yk}}

Formula 4

dove
k = 0,52
f_ct,eff = 0,5 ∙ f_ctm = 1,45 N/mm²
a_c,eff = h_c,eff ∙ b = 19.4 cm ∙ 100 cm/m [secondo la Figura 7.1d)DE]
a_ct = h/2 ∙ b = 5.000 cm²/m
f_yk = 500 N/mm²
σ_s è definito utilizzando il diametro limite d_s * come segue:

\begin{array}{l} σ_{s} = \sqrt{w_{k} \cdot \frac{3, 48 \cdot 10^{6}}{d_{s}^{*}}} = 157, 66 N / mm ² \\ d_{s}^{*} = d_{s} \cdot \frac{2, 9}{f_{ct, eff}} = 28, 0 mm \end{array}

Formula 5

a_{s, \min} = 1, 45 N / mm ² \cdot \frac{1.940 cm ² / m}{157, 66 N / mm ²} = 17, 84 cm ² / m \geq 0, 52 \cdot 1, 45 N / mm ² \cdot \frac{5.000 cm ² / m}{500 N / mm ²} = 7, 54 cm ² / m

Formula 6

Zweiter und dritter Rechenwert der Mindestbewehrung

Link

Software per l'analisi e la progettazione di strutture di calcestruzzo armato

Bibliografia

Avak, Ralf. Stahlbetonbau in Beispielen, DIN 1045 und Europäische Normung – Teil 2: Konstruktion-Platten-Treppen-Fundamente. Werner Verlag, Düsseldorf, 1992.
Rostásy, F. S ; Henning, W.: Zwang und Rissbildung in Wänden auf Fundamenten. DAfStb-Heft 407. Berlin: Beuth, 1990
EC 2 (2010). Eurocodice 2: Progettazione di strutture in calcestruzzo - Parte 1-1: Regole generali e regole per edifici; EN 1992-1-1:2004 + AC:2010.

Download

File del modello RFEM

1,23 MB

;