Influenza del ritiro

Influenza del ritiro

Il ritiro descrive una variazione del volume dipendente dal tempo senza l'effetto di carichi esterni o temperatura. Questo manuale non entrerà nei dettagli relativi ai problemi di ritiro e ai loro singoli tipi (ritiro da essiccamento, ritiro autogeno, ritiro plastico e ritiro per carbonatazione).
I valori di influenza significativi del ritiro sono l'umidità relativa, lo spessore efficace dei componenti strutturali, l'aggregato, la resistenza del calcestruzzo, il rapporto acqua-cemento, la temperatura, nonché il tipo e la durata della stagionatura. Il valore determinante il ritiro è la deformazione da ritiro totale ε_cs nel punto di tempo considerato t.

Secondo EN 1992-1-1, sezione 3.1.4, ([2] Eq. (3.8)), la deformazione da ritiro totale ε_cs è composta dai componenti per il ritiro da essiccamento ε_cd e ritiro autogeno ε_ca come riassunto nell'equazione seguente.

Ritiro per essiccazione

La componente da ritiro per essiccazione ε_cd è determinata secondo [2] Eq. (3.9) come segue.

dove

• $${\mathrm{\beta }}_{\mathrm{ds}}(\mathrm{t}, {\mathrm{t}}_{\mathrm{s}}) =(\mathrm{t} - {\mathrm{t}}_{\mathrm{s}})/\left(\right(\mathrm{t} - {\mathrm{t}}_{\mathrm{s}}) + 0.4 · \sqrt{{{\mathrm{h}}_0}^3})$$

  t	Età del calcestruzzo nel momento rilevante in giorni
  ts	Età del calcestruzzo quando inizia il ritiro in giorni
  h0	Spessore efficace del componente strutturale [mm] (per superfici: h0 = h)
  kh	Coefficiente secondo [1], Tabella 3.3 in funzione dello spessore efficace della sezione trasversale h0
  εcd,0	Valore di base secondo [1] Tabella 3.2 o Appendice B, Eq. (B.11)

  Coefficiente β_ds (t,t_s )
• $${\mathrm{h}}_0 = \frac{2 · {\mathrm{A}}_{\mathrm{c}}}{\mathrm{u}}$$

  Ac	Area sezione
  u	Perimetro della sezione

  spessore efficace della componente [mm] (per superfici: h₀ = h)
• $${\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{cd}, 0} = 0.85 · \left[(220 + 110 · {\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{ds}1}) · \exp (-{\mathrm{\alpha }}_{\mathrm{ds}2} · \frac{{\mathrm{f}}_{\mathrm{cm}} }{{\mathrm{f}}_{\mathrm{cmo}} })\right] · {10}^{-6} · {\mathrm{\beta }}_{\mathrm{RH}}$$

  αds1, αds2	fattori per considerare il tipo di cemento
  fcm	Resistenza a compressione media del cilindro del calcestruzzo in [N/mm²]
  fcmo	= 10 N/mm²

  Valore di base per il ritiro per essiccazione secondo [1], Tabella 3.2 o Appendice B, Eq. (B.11)
• $${\mathrm{\beta }}_{\mathrm{RH}} = 1.55 · \left[1 - \frac{\mathrm{R} {\mathrm{H}}^3}{\mathrm{R} {\mathrm{H}}_0}\right]$$

  RH	umidità relativa dell'ambiente [%]
  RH0	= 100%

  Formula β_RH

Deformazione da ritiro autogeno

La deformazione da ritiro autogeno ε_ca è determinata secondo [2] Eq. (3.11) come segue.

dove

• $${\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{ca}}(\infty ) = 2.5 · ({\mathrm{f}}_{\mathrm{ck}} - 10) · {10}^{-6}$$

  Formula ε_ca (∞)
• $${\mathrm{\beta }}_{\mathrm{as}}\left(\mathrm{t}\right) = 1 - {\mathrm{e}}^{-0.2\sqrt{\mathrm{t}}}$$

  Formula β_as

Considerazione del ritiro nella verifica del calcestruzzo (considerando l'armatura)

Le specifiche per la deformazione da ritiro sono inserite nella finestra di dialogo del materiale nella sezione Proprietà del calcestruzzo dipendenti dal tempo. In esso, è possibile specificare l'età del calcestruzzo nel momento pertinente e all'inizio del ritiro, l'umidità relativa dell'aria e il tipo di cemento. Sulla base di queste specifiche, il programma determina la deformazione da ritiro ε_cs.

La deformazione da ritiro ε_cs (t,t_s ) può anche essere specificata manualmente, indipendentemente dalle norme.
La deformazione da ritiro si applica solo agli strati di calcestruzzo; gli strati di armatura rimangono non considerati. Quindi, c'è una differenza dal classico carico di temperatura, che colpisce anche gli strati di armatura. Pertanto, il modello per il ritiro utilizzato nel programma considera il vincolo della deformazione da ritiro ε_sh che è esercitata dall'armatura o la curvatura della sezione trasversale per un'armatura asimmetrica. I carichi risultanti dalla deformazione da ritiro vengono automaticamente applicati alle superfici come carichi virtuali e calcolati. A seconda del sistema strutturale, la deformazione da ritiro si traduce in tensioni aggiuntive (sistema staticamente indeterminato) o deformazioni aggiuntive (sistema staticamente determinato). Pertanto, il programma considera l'influenza delle condizioni al contorno strutturali in diversi modi per l'approccio del ritiro.

Il ritiro dipende dalla corretta distribuzione della rigidezza nella sezione trasversale. Pertanto, si consiglia di considerare irrigidimento a trazione e un piccolo valore per lo smorzamento per l'area di trazione del calcestruzzo's.
Il modello 1D mostrato nella figura seguente mostra come il ritiro è considerato nel programma.

Schema dell'evoluzione del ritiro nel modello 1D

Per semplificare, si considerano quattro strati:

• Gli strati arancione scuro rappresentano il calcestruzzo con pochi danni,
• gli strati arancione chiaro rappresentano il calcestruzzo più gravemente danneggiato.
• Lo strato blu corrisponde all'armatura.
• Ogni strato di calcestruzzo è caratterizzato dal modulo di elasticità effettivo E_c,i e ogni area della sezione trasversale da A_c,i.
• L'armatura è caratterizzata dal modulo di elasticità attuale E_s e dall'area della sezione trasversale A_s.
• Ogni strato è descritto tramite la coordinata z_i.