Calcestruzzo in zona compressa

Introduzione

Il calcestruzzo armato è un materiale composito eterogeneo. Il suo comportamento è principalmente influenzato dalle seguenti quattro componenti.

• Relazione σ-ε non lineare
• Cedimento a compressione
• Sviluppo di fessure in trazione
• Incremento di resistenza per il calcestruzzo confinato

Calcestruzzo in compressione

Comportamento del materiale

Il calcestruzzo mostra sotto sollecitazione di compressione uniaxiale a breve termine il comportamento tensione-deformazione illustrato nella figura seguente. Questo può essere suddiviso grossolanamente in tre aree.

Comportamento a compressione non lineare del calcestruzzo

Area I
Nell'area fino a circa σ_c ≤ 0,4·f_c il calcestruzzo mostra un comportamento quasi lineare elastico.

Area II
Con l'aumentare del carico si formano microfessure, che portano a una diminuzione della rigidità e a un aumento sproporzionato della deformazione fino al raggiungimento della resistenza a compressione f_c.
Sia la diminuzione della rigidità che la resistenza ottenibile sono fortemente dipendenti dalla velocità di applicazione del carico. La resistenza a lungo termine è ridotta rispetto alla resistenza a breve termine.

Area III
In prove controllate dalla deformazione, nell'area successiva le tensioni diminuiscono con l'aumentare della deformazione mentre il danneggiamento della struttura del calcestruzzo progredisce. L'andamento della curva nell'area discendente è il risultato di un danneggiamento locale o allentamento del corpo in calcestruzzo.
In prove di carico controllato, non si mostrerebbe la terza area, si verifica una rottura fragile.

Modello del materiale

Per descrivere il comportamento del materiale in compressione sotto sollecitazione uniaxiale, in EN 1992-1-1 è stata inclusa la seguente funzione secondo (3.14).

1. $$\frac{{\sigma }_c}{f_{cm}}=\frac{k·\eta -{\eta }^2}{1+(k-2)·\eta }$$

   η	=εc/εc1
   εc1	deformazione al valore massimo della tensione di compressione del calcestruzzo
   k	1.05 · Ecm · |εc1 |/fcm

   Diagramma tensioni-deformazioni del calcestruzzo per metodi non lineari

L'andamento risultante delle curve è mostrato schematicamente nell'immagine seguente.

Relazione tensione-deformazione del calcestruzzo in compressione

Secondo EC 2, 3.1.5(2), possono essere utilizzate altre linee tensione-deformazione idealizzate se rappresentano adeguatamente il comportamento del calcestruzzo esaminato.

Ipotesi per il GZG

La linea tensione-deformazione secondo EC 2, (3.14) per il calcestruzzo è calcolata per la verifica di servizio con le resistenze medie dei materiali.

Ipotesi per il GZT

La linea tensione-deformazione secondo EC 2, (3.14) per il calcestruzzo può essere utilizzata per la verifica della capacità portante. Nella formula e nel valore k, f_cm vengono sostituiti dal valore di progetto della resistenza a compressione del calcestruzzo f_cd ed E_cm da E_cd = E_cm / γ_CE (5.20).