Flessione e Forza assiale
Le norme EN 1992-1-1, clausola 6.1 o DIN 1045-1, paragrafo 10.2 descrivono in dettaglio le basi di calcolo per il progetto dello stato limite ultimo. Queste norme si applicano alla flessione con o senza forza assiale, nonché alla sola forza assiale.
Lo stato matematico del cedimento si verifica quando si raggiungono i ceppi ultimi. A seconda di dove si verificano questi ultimi ceppi, il cedimento può essere causato dal calcestruzzo o dall'armatura.
La seguente figura mostra le distribuzioni di deformazione consentite per la flessione con e senza la forza assiale secondo EN 1992-1-1, clausola 6.1.
Secondo [3] , le aree per le distribuzioni di deformazione mostrate in figura hanno il seguente significato:
Questa area apparirà nel caso di una forza di trazione centrale o di una forza di trazione con leggera eccentricità. Solo le deformazioni si verificano sull'intera sezione trasversale. La sezione trasversale staticamente efficace è costituita solo dai due strati di armatura A s1 e A s2 . L'armatura fallisce perché si raggiunge la massima sollecitazione ε ud .
L'area 2 appare nel caso di curvatura pura e flessione con forza assiale (compressione e forza di trazione). L'asse neutro si trova all'interno della sezione trasversale. L'armatura di flessione-tensione è completamente utilizzata, il che significa che l'acciaio si guasta quando si raggiunge la deformazione finale. Generalmente, la sezione trasversale del calcestruzzo non è completamente utilizzata: Le tensioni compressive non raggiungono la sollecitazione finale ε c2u .
Questa area appare solo in caso di flessione e flessione con forza assiale (compressione) pura. La capacità portante dell'acciaio è superiore alla capacità portante del calcestruzzo. Il calcestruzzo fallisce perché si raggiunge la sua deformazione massima ε c2u .
Come nelle aree 1 e 2, il cedimento del calcestruzzo è annunciato da fessurazioni perché l'acciaio supera il limite di snervamento (rottura con l'annuncio).
L'area 4 appare in caso di flessione con una forza di compressione longitudinale. Rappresenta la transizione di una sezione trasversale principalmente soggetta a flessione verso una sezione trasversale interessata dalla compressione. Il calcestruzzo si guasta prima che venga raggiunto il limite di snervamento perché le deformazioni possibili sono molto piccole. Questa area risulta in una sezione trasversale fortemente rinforzata. Per evitare una tale sezione trasversale, si inserirà un rinforzo di compressione.
Piccole sollecitazioni di acciaio nella zona di trazione provocano il cedimento senza preavviso (l'armatura di flessione-trazione non inizia a cedere).
Questa area appare in caso di una forza di compressione con leggera eccentricità (una colonna, per esempio) o una forza di compressione centrica. Sull'intera sezione trasversale si verificano solo sforzi di compressione.
La deformazione di compressione sul bordo che è meno compressa è compresa tra 0> ε c1 > ε c2 . Tutte le distribuzioni di deformazione compressiva si intersecano nel punto C.