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 | Tensione nell'armatura |
| fyd | Valore di progetto della tensione di snervamento = fyk/γs |
| k | Rapporto dei limiti caratteristici = ftk/fyk |
| εuk | Inflessione limite |
| Es | Modulo di elasticità |
| εs | Deformazione nell'armatura = εud = 0,9 ⋅ εuk |
| [F5]yk | Tensione di snervamento caratteristica |
| γs | Coefficiente parziale dell'acciaio |
| ftk | Valore caratteristico della resistenza a trazione |
| εud | Valore di progetto della deformazione limite |
armatura longitudinale
Nota: il calcestruzzo teso è trascurato per la pura trazione. In questo caso, solo l'acciaio bilancia completamente la forza di trazione NEd . Quindi, l'area di armatura necessaria è determinata in base alla forza di trazione e alla tensione fornita.
As = NEd/σs
AS ... Area di armatura
NEd Scopri in questo webinar, le nuove caratteristiche dell'interfaccia tra Grasshopper e RFEM 6. Forza assiale ultima
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.
capacità portante
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 effettiva
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
Pertanto, appare il messaggio di avviso 155 perché la spaziatura tra le staffe di una trave nella direzione trasversale supera il valore limite dato dalla norma. Il problema può essere risolto aumentando il numero di staffe nelle impostazioni per l'armatura con staffe, come dettagliato in questa FAQ.
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.
