Definizione di perdite di tensione da rilassamento per la verifica di calcestruzzo precompresso

generale

Il viscosità e il ritiro sono proprietà del calcestruzzo dipendenti dal tempo. Mentre le perdite da ritiro del calcestruzzo sono indipendenti dal carico, il carico di pressione applicato gioca un ruolo considerevole per lo scorrimento viscoso. Il viscosità rappresenta una deformazione negativa aggiuntiva (compressione) del calcestruzzo a una tensione di compressione costante. Il viscosità e il ritiro causano una riduzione della deformazione a trazione applicata nel cavo a causa della deformazione negativa della sezione trasversale di calcestruzzo.

Il rilassamento è una proprietà del materiale dell'acciaio preteso e si comporta in modo inverso allo scorrimento del calcestruzzo. Il termine "rilassamento" descrive la riduzione della tensione esistente con una deformazione del materiale costantemente applicata. La Figura 01 mostra graficamente l'influenza della viscosità e del rilassamento sui diagrammi tensione-deformazione dell'acciaio da precompressione.

Perdite da rilassamento secondo EN 1992-1-1 [1]

Il comportamento a rilassamento degli acciai da precompressione è determinato secondo le specifiche della EN 15630 ad una temperatura permanente costante di 20 °C. Per quanto riguarda il comportamento a cedimento dipendente dal tempo e dalla tensione, gli acciai da precompressione sono classificati in diverse classi. I fili e i trefoli trafilati a freddo sono attualmente prodotti con un appropriato trattamento termico con rilassamento basso e molto basso. Le barre da precompressione sono laminate a caldo e indurite nella maggior parte dei casi e normalmente hanno perdite da rilassamento maggiori.

La misura in cui devono essere applicate le perdite tensionali da allentamento nella verifica del calcestruzzo precompresso dipende dalla norma di progetto valida nel rispettivo paese. Può succedere che un acciaio da precompressione, prodotto da un produttore nei paesi europei della Germania, dell'Austria o della Svizzera, debba essere progettato con diverse perdite da allentamento [4]. L'Eurocodice 2 [1] classifica gli acciai da precompressione in tre diverse classi di cedimento:

• Classe 1: fili e trefoli da precompressione ad alto rilassamento
• Classe 2: fili e trefoli da precompressione con basso rilassamento
• Classe 3: barre di acciaio da precompressione laminate a caldo o temprate

Nel capitolo 3.3.2, gli approcci di calcolo sono menzionati nella EN 1992-1-1 [1] , che consente di determinare le perdite dell'acciaio da precompressione legate al rilassamento dipendenti dal tempo dopo la precompressione, dalla tensione applicata nell'acciaio da precompressione e dal valore di riferimento ρ₁₀₀₀. Il valore di riferimento ρ₁₀₀₀ definisce le perdite da rilassamento dopo 1.000 ore di trazione ad una temperatura media di 20 °C e una pretensione di 0,7 ∙ f_p. f_p è qui la resistenza a trazione effettiva, determinata sperimentalmente, dell'acciaio da precompressione. I valori di riferimento ρ₁₀₀₀ da applicare devono essere presi dal rapporto di prova dell'acciaio da precompressione utilizzato o possono essere stimati con i valori specificati in [1]. La Figura 02 mostra la distribuzione grafica delle perdite da rilassamento secondo EN 1992-1-1, sezione 3.3.2 per le tre possibili classi di rilassamento ad una pretensione di 0.7 ∙ f_pk.

Se si seleziona un acciaio da precompressione dalla libreria dei materiali in RF-TENDON, "Per codice" è preimpostato in "Definizione di rilassamento". Ciò significa che il calcolo delle perdite da rilassamento si basa sulla classe di rilassamento definita secondo EN 1992-1-1 [1] con equazioni da 3.28 a 3.30 e con i valori di riferimento ρ₁₀₀₀ stimato in [1] per le perdite da rilassamento dopo 1.000 ore. Nella finestra di dialogo a sinistra, la Figura 03 mostra un trefolo selezionato dalla libreria dei materiali RF-TENDON con un rilassamento basso. La classe di rilassamento preimpostata (Classe 2) e il valore di riferimento ρ₁₀₀₀ = 2.5 sono in linea alle specifiche del capitolo 3.3.2, sezioni da (6) a (7), da [1]. Nella finestra di dialogo a destra della Figura 03, "Per utente ρ₁₀₀₀ " è stato selezionato per la definizione di cedimento. È così possibile definire la classe di rilassamento e il valore di riferimento ρ₁₀₀₀ dall'approvazione dell'acciaio da precompressione. In questo caso di input, l'andamento temporale delle perdite da rilassamento è definito anche secondo le equazioni da 3.28 a 3.30 da [1].

Perdite da rilassamento dopo l'approvazione tecnica dell'acciaio da precompressione

L'Appendice nazionale tedesca [2] alla EN 1992-1-1 stabilisce che le perdite da allentamento devono essere prese dall'approvazione tecnica dell'acciaio da precompressione. Ci sono diverse opzioni per specificare le perdite da allentamento.

Un metodo comune in Europa per specificare le perdite di tensione da rilassamento è l'indicazione di due tabelle. La prima tabella indica le perdite massime da rilassamento nel momento infinito (secondo 3.3.2 [9] da [1] , è consentita la definizione del valore finale per il momento t = 500.000 ore), a seconda della tensione applicata . Una seconda tabella definisce l'andamento temporale delle perdite da rilassamento come rapporto con la massima perdita di tensione dalla prima tabella. Questa definizione divisa delle perdite da allentamento appare anche in RF-TENDON se l'opzione "Per tabella utente" è selezionata nell'opzione di input per la definizione di cedimento. Qui, l'utente ha la possibilità di definire l'andamento temporale come definizione globale per tutti i rapporti di tensione (= una tabella dei tempi per l'intera tabella delle perdite totali da allentamento) o di definirlo separatamente come input locale per ogni rapporto di tensione (= a tabella dei tempi per ogni linea della tabella delle perdite totali da allentamento). La Figura 04 mostra in modo esemplificativo la definizione definita dall'utente delle perdite di tensione per un trefolo di acciaio da precompressione con basso rilassamento.

In Germania, è anche comune definire in una matrice le perdite da rilassamento derivanti dalle omologazioni degli acciai da precompressione. Le perdite tensionali sono indicate in funzione della tensione pretesa applicata e della durabilità. La Figura 05 mostra un estratto del benestare tecnico tedesco relativo all'acciaio da precompressione Z-12.3-107.

Per inserire la matrice delle perdite da rilassamento mostrate nella Figura 05 nella tabella in due parti di RF-TENDON, è necessario prendere le perdite di tensione totali dall'ultima tabella della matrice. In RF-TENDON, l'andamento temporale delle perdite da rilassamento deve essere definito come un rapporto con il valore massimo. Ciò significa che i valori dei tempi intermedi della matrice devono essere convertiti in valori relativi, relativi al valore massimo. La Figura 05 mostra l'assegnazione dei valori della matrice nelle tabelle dei singoli input di RF-TENDON.

Alla fine di questo articolo, è disponibile per il download un file Excel che consente di trasformare automaticamente la matrice di approvazione nella tabella in due parti. Le singole tabelle possono essere esportate in RF-TENDON utilizzando gli appunti. Questo strumento semplifica la conversione della matrice di rilassamento nell'input della tabella in due parti.