Cosa rappresenta la trazione per un elemento in calcestruzzo?
Una sezione di un elemento è soggetta a semplice trazione quando le forze agenti su un lato della sezione sono ridotte al baricentro della sezione in una forza unica N. Questo sforzo normale N è allora perpendicolare alla sezione e diretto verso il lato dove agiscono le forze. Il peso proprio è d’altra parte trascurato nel calcestruzzo e la sezione è uniformemente tesa.
Sforzo di trazione nell'acciaio
Per un acciaio con un diagramma σ – ε a gradino inclinato, l'equazione della retta del gradino, corrispondente al comportamento a trazione dell'acciaio, si scrive in funzione dei valori caratteristici dell'acciaio secondo il §3.2.7 (2) dell'EN 1992-1-1.
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σs |
Contrainte dans l'armature |
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fyd |
Limite d'élasticité de calcul = fyk / γs |
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k |
Rapport des limites caractéristiques = ftk / fyk |
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εuk |
Déformation limite |
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Es |
Module d'élasticité |
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εs |
Déformation dans l'armature = εud = 0,9 ⋅ εuk |
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fyk |
Limite d'élasticité caractéristique |
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γs |
Coefficient partiel de l'acier |
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ftk |
Valeur caractéristique de la résistance en traction |
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εud |
Déformation limite de calcul |
Armature longitudinali
Per promemoria, il calcestruzzo teso è trascurato per la trazione pura. Quindi solo gli acciai bilanciano interamente lo sforzo di trazione NEd. La sezione d'armatura necessaria si determina allora in funzione dello sforzo di trazione e dello sforzo previsto.
As = NEd / σs As ... Area della sezione delle armature NEd ... Sforzo normale ultimo
Applicazione della teoria con il modulo aggiuntivo RF-CONCRETE Members
Tratteremo un esempio di un elemento sollecitato a semplice trazione con l'analisi dei risultati ottenuti per le armature longitudinali. Di seguito, sono elencati i dati di ingresso:
- 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 a gradino inclinato
- Diametro delle armature longitudinali: ϕl = 12 mm
- Diametro delle armature trasversali: ϕt = 6 mm
- Copriferro: 3 cm
- Controllo delle fessure non richiesto.
Per verificare la configurazione dei materiali su RF-CONCRETE Members, la figura 02 descrive i materiali utilizzati per il calcestruzzo e le armature.
Stato limite ultimo
Sollecitazioni di calcolo nello stato limite ultimo: NEd = 1,35 ⋅ 100 + 1,5 ⋅ 40 = 195,00 kN
Sforzo di trazione previsto
Stato limite ultimo per una situazione di progetto durevole, transitoria: fyd = 500 / 1,15 = 435 MPa k = 525 / 500 = 1,05 secondo la tabella C.1 dell'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
Armature longitudinali richieste
Armature longitudinali per lo stato limite ultimo: As = 0,195 / 454 ⋅ 104 = 4,30 cm²
Armature longitudinali previste
Avendo configurato acciai di diametro 12 mm in RF-CONCRETE Members, le armature previste determinate automaticamente dal modulo sono 4 barre, con una distribuzione simmetrica sulle parti inferiore e superiore della sezione quindi 2 x 2 HA12 il che ci dà l'area della sezione delle armature seguenti: As = 4 ⋅ 1,13 = 4,52 cm²
Armature trasversali
Le armature trasversali essendo definite anche dall'utente, RF-CONCRETE Members potrà determinare automaticamente gli spazi secondo la norma e verificare se la disposizione di queste è conforme.
Nel nostro caso, imponendo staffe d'armature di diametro 6 mm, il software ci dà uno spazio di 0,122 m, ma ci visualizza anche un messaggio d'avvertimento n° 155) nella colonna note che si può leggere nella figura 07.
La formula che fa riferimento al §9.2.2 (8) dell'EN 1992-1-1 è definita di seguito. Sl,max = 0,75 ⋅ d Sl,max ... Spaziamento trasversale massimo dei rami delle staffe d ... Altezza efficace d = h - e - ∅t - ∅l/2 h ... Altezza della sezione e ... Copriferro
Le formule precedenti ci danno i risultati seguenti: d = 0,200 - 0,03 - 0,006 - 0,012 / 2 = 0,158 m Sl,max = 0,75 ⋅ 0,158 = 0,12 m
L'avvertimento 155 appare quindi perché la distanza tra i rami della staffa di una trave nella direzione trasversale supera il valore limite della norma. Il problema può essere risolto aumentando la capacità di taglio delle staffe nei parametri dell'armatura delle staffe, come dettagliato in questa FAQ.
Conclusione
Avendo impostato i parametri preliminarmente, RF-CONCRETE Members fornisce il numero di armature necessarie in base alla disposizione definita, per verificare la sollecitazione a trazione in funzione degli sforzi interni provenienti da RFEM. In base ai messaggi di avvertimento che si visualizzano, è anche possibile per l'utente modificare le armature e la loro disposizione dopo il calcolo.
