Quale effetto hanno le fessure secondarie sul comportamento in esercizio di un tirante in C.A. ?

Italian Concrete Days.jpgAbstract: 

Il modello matematico, che considera l'effetto delle fessure secondarie di Goto nella fase di esercizio, è qui esteso al caso di un tirante in c.a. armato con due tipi di barre con diverso diametro, ma con uguali caratteristiche di aderenza, soggetto ad una forza assiale applicata staticamente.

Il modello si basa sull'ipotesi di comportamento elastico lineare per calcestruzzo e acciaio e sulla legge di aderenza proposta dal fib Model Code 2010, consentendo di studiare le fasi di formazione della fessura e di fessurazione stabilizzata. Inoltre, viene proposto un metodo semplificato per il calcolo del passo e dell'ampiezza delle fessure.

Infine, i risultati di una prova sperimentale disponibile in letteratura sono messi a confronto con quelli ottenuti con il metodo semplificato proposto e il metodo di calcolo del fib Model Code 2010.

Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE


EFFECTS OF SECONDARY CRACKS ON THE SERVICE BEHAVIOUR OF A CONCRETE TIE REINFORCED WITH BARS OF DIFFERENT DIAMETERS

EFFETTO DELLE FESSURE SECONDARIE SUL COMPORTAMENTO IN ESERCIZIO DI UN TIRANTE IN C.A. ARMATO CON BARRE DI DIVERSO DIAMETRO

1 INTRODUZIONE

La verifica della fessurazione richiesta dalle norme internazionali (fib Model Code 2010, Eurocode 2, ACI 224R-01) può essere svolta sulla base di metodi semplificati di calcolo dell'apertura massima della fessura.

A questo proposito, in letteratura sono state proposte molte formule matematiche (Borosnyói & Balázs 2005) e sono disponibili diverse campagne sperimentali riguardanti tiranti e travi di calcestruzzo armato.

L'elevata dispersione dei dati sperimentali e teorici evidenzia, tuttavia, che il comportamento di tali elementi in campo fessurato è molto complesso e dipende da vari parametri.

In particolare, tra le soluzioni numeriche reperibili in letteratura è stato proposto, in collaborazione con Debernardi (Debernardi et al. 2013; Debernardi & Taliano 2016), un modello matematico con cui studiare il comportamento di un tirante di calcestruzzo armato, soggetto a forze applicate in modo statico, in fase di fessurazione stabilizzata, nell'ipotesi che l'apertura della fessura sia massima.

Questo modello si basa sulla soluzione dell'equazione differenziale del secondo ordine che esprime le condizioni statiche e cinematiche che si verificano su un elemento infinitesimo di barra di acciaio inserita nel calcestruzzo.

Si considera, però, attorno alla generica fessura primaria, una nuova distribuzione delle tensioni tangenziali di aderenza allo scopo di tener conto dell'effetto esercitato dalle fessure di Goto (1971) o fessure interne secondarie.

Si osserva così che la zona dell'elemento strutturale influenzata dalle fessure secondarie tende progressivamente ad ampliarsi al crescere della forza assiale applicata.

Ciò determina una continua ridistribuzione di allungamenti, deformazioni e tensioni sul calcestruzzo e sull'acciaio.

Recentemente, è stata proposta un'estensione del modello generale (Taliano 2017) per consentire di studiare il comportamento in campo fessurato di un tirante in c.a. armato con due barre di diametro diverso, ma con le medesime caratteristiche di aderenza.

A differenza del modello precedente, si perviene ad un sistema di due equazioni differenziali del secondo ordine, dalla cui soluzione numerica è possibile analizzare sia la fase di formazione della fessura che quella di fessurazione stabilizzata.

Nella fase di fessurazione stabilizzata si mantiene l'ipotesi di passo massimo tra le fessure. In questo lavoro i risultati teorici ottenuti con il modello proposto, nonché con il metodo di calcolo del fib Model Code 2010, sono confrontati con i pochi dati sperimentali reperibili in letteratura, riguardanti tiranti di calcestruzzo armati con barre di diametro diverso.

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2 IL MODELLO MATEMATICO

 

L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: RC ties; reinforcement of different diameters; average bond stress; maximum crack spacing; maximum crack width / tiranti di calcestruzzo armato; barre di diverso diametro ; tensione di aderenza media; passo massimo delle fessure; apertura massima delle fessure


Nel 2020 si terrà a Napoli la terza edizione degli Italian Concrete Days organizzati da aicap e CTE. Per saperne di più collegarsi a questo LINK