Vai alla Home Page About me Courseware Federica Living Library Federica Federica Podstudio Virtual Campus 3D Le Miniguide all'orientamento Gli eBook di Federica La Corte in Rete
 
 
Il Corso Le lezioni del Corso La Cattedra
 
Materiali di approfondimento Risorse Web Il Podcast di questa lezione

Giorgio Serino » 18.Elementi tozzi in c.a. (progettazione “strut & tie”)


Progettazione “strut & tie” di elementi in c.a.

  • La progettazione “strut & tie” (puntone e tirante) di un elemento in c.a. prende spunto dalla stessa natura composita del materiale calcestruzzo armato, e si basa sull’idea di individuare all’interno dell’elemento delle aste ideali in cui vanno ad incanalarsi gli sforzi di trazione e compressione.
  • L’idea risale agli albori degli studi della statica del c.a. e si ritrova già nei trattati di Ritter (1899) e Mörsch (1912), che per primi proposero di studiare una trave in c.a. soggetta a taglio e flessione come una travatura reticolare costituita da due correnti, uno teso formato dall’armatura longitudinale ed uno compresso di calcestruzzo, collegati da un traliccio di aste di parete.

Esempio: funzionamento ad arco di travi tozze

Il funzionamento ad arco si realizza in travi tozze (L<5h): le isostatiche di compressione individuano all’interno della trave un arco per il quale l’armatura inferiore funge da catena.


Esempio: mensole tozze

Andamento delle linee isostatiche

Andamento delle linee isostatiche


Esempio: appoggio di trave

Scomposizione della reazione dell’appoggio R nello sforzo di compressione Sc nel puntone di cls. ed in quello di trazione Z nell’armatura inferiore.


Esempio: appoggio di trave

D.M. Min. LL.PP. 9 gennaio 1996

§ 5.3. Regole specifiche per strutture in cemento armato normale

5.3.1. Armatura longitudinale

… omissis …

Alle estremità delle travi deve essere disposta una armatura inferiore, convenientemente ancorata, in grado di assorbire, allo stato limite ultimo, uno sforzo di trazione uguale al taglio.


Nervature con soletta collaborante

  • Regole pratiche di progettazione
  • Metodo delle tensioni ammissibili

Nervature con soletta collaborante


Nervature con soletta collaborante


Nervature con soletta collaborante


Nervature con soletta collaborante: necessità di diffusione armature


Nervature con soletta collaborante


Armature trasversali

Le armature trasversali Astt sono costituite da staffe all’uopo predisposte nell’ala della trave o da idonee integrazioni dell’armatura del solaio o della soletta. Il quantitativo per unità di lunghezza è illustrato in figura.

Armature trasversali per il trasferimento degli sforzi di trazione agenti nelle barre laterali della soletta

Armature trasversali per il trasferimento degli sforzi di trazione agenti nelle barre laterali della soletta


SELLE GERBER


SELLE GERBER

  • Quando si vuole realizzare un semplice appoggio di una trave su un’altra trave o su una mensola contenendo l’altezza delle strutture in corrispondenza della zona di appoggio, si riduce in questa zona l’altezza della trave realizzando così un giunto denominato “a sella Gerber”
  • Usualmente l’altezza di queste selle è pari a circa metà della trave

SELLE GERBER: geometria ed andamento delle lesioni


SELLE GERBER: modelli “strut & tie”

Prove sperimentali hanno evidenziato che il miglior comportamento si ottiene realizzando un meccanismo misto con prevalenza del modello “a” nel caso di mensole snelle (ridotto rapporto d/h) e di quello “b” nel caso opposto.


SELLE GERBER: larghezza convenzionale diagonali compresse


SELLE GERBER: disposizione delle armature nel modello “a”


SELLE GERBER: disposizione delle armature nel modello “a”


SELLE GERBER: disposizione delle armature nel modello “b”


SELLE GERBER: disposizione armature secondo entrambi i modelli


FORI NELLE TRAVI


FORI NELLE TRAVI

  • A volte è necessario realizzare delle forature nelle travi per consentire il passaggio di impianti o canalizzazioni verticali ed orizzontali
  • La forma più idonea per le forature è quella circolare; in caso di fori rettangolari (soprattutto se di dimensioni notevoli) è opportuno smussare gli spigoli per evitare concentrazioni di sollecitazioni
  • Forature di piccole dimensioni non comportano significative variazioni nel comportamento della struttura. In caso contrario occorre effettuare le necessarie verifiche e/o adottare opportuni accorgimenti
  • In caso di forature di notevoli dimensioni occorre tenere presente che queste diminuiscono la rigidezza della trave, ma se adeguatamente armate non ne diminuiscono il carico di rottura

FORATURE VERTICALI: aumento locale delle dimensioni della sezione

  • Incremento delle armature in zona compressa
  • Inserimento di elementi in acciaio

FORATURE VERTICALI: incremento delle armature in zona compressa

Si incrementano le armature in zona compressa per ridurre la tensione nel calcestruzzo.


FORATURE VERTICALI: inserimento di elementi in acciaio

Si inseriscono elementi in acciaio per compensare la riduzione di sezione.


FORATURE ORIZZONTALI

  • E’ opportuno predisporre le forature orizzontali in corrispondenza dell’anima della trave, possibilmente in corrispondenza di zone di minore sollecitazione.
  • Fori di piccole dimensioni non richiedono calcoli di verifica nella sezione interessata dalla foratura, ma fori di maggiori dimensioni lo richiedono.

FORATURE ORIZZONTALI DI NOTEVOLI DIMENSIONI: determinazione delle sollecitazioni

Scomposizione del momento flettente:

  • C=T=Ma/z

Scomposizione dello sforzo di taglio:

  • V1≈ ±0,8 Qa
  • V2≈ ±0,2 Qa

Momento flettente nei correnti:

  • Ms= ± V1 ⋅b/2
  • Mi= ± V2 ⋅b/2

FORATURE ORIZZONTALI DI NOTEVOLI DIMENSIONI: disposizione dell’armatura

L’armatura integrativa in corrispondenza della foratura risulta costituita da:

  • barre orizzontali lungo i bordi dell’apertura
  • staffe nei correnti dimensionate sulla base degli sforzi taglianti
  • infittimento localizzato delle staffe della trave in corrispondenza dei bordi foro

FORATURE ORIZZONTALI DI NOTEVOLI DIMENSIONI: aggiunta di barre inclinate

In caso di forti sollecitazioni taglianti è opportuno disporre anche ferri piegati.


MENSOLE TOZZE


MENSOLE TOZZE: individuazione del tipo di mensola

  • Mensola tozza: 0,5 ≤ a/h ≤ 1
  • Mensola molto tozza: 0,2 ≤ a/h ≤ 0,5

MENSOLE TOZZE: traiettorie delle tensioni principali


MENSOLE TOZZE: calcolo sforzi in tirante e puntone


MENSOLE TOZZE: particolare apparecchio d’appoggio


Disposizione armature: utilizzo di barre “a cappio”


Disposizione armature: utilizzo di barre saldate


Forma ed ancoraggio delle armature principali


Determinazione delle staffe orizzontali


MENSOLE TOZZE: carico applicato lungo l’altezza


MENSOLE TOZZE: carico “appeso” alla mensola


Carico “appeso”: disposizione armature


MENSOLE MOLTO TOZZE: stato tensionale nel I stadio


MENSOLE MOLTO TOZZE: doppio meccanismo “strut & tie”

Si fa in modo che ciascuno dei due meccanismi assorba l’intero sforzo P.


I materiali di supporto della lezione

A. Cinuzzi e S. Gaudiano, Le travi (cap. 3 del libro: Tecniche di progettazione per strutture di edifici in cemento armato), Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1993

A. Cinuzzi e S. Gaudiano, I pilastri (cap. 4 del libro: Tecniche di progettazione per strutture di edifici in cemento armato), Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1993

G. Toniolo, Sforzo di taglio (cap. 5 del libro: Elementi strutturali in cemento armato), Masson editore, Milano, 1988

  • Contenuti protetti da Creative Commons
  • Feed RSS
  • Condividi su FriendFeed
  • Condividi su Facebook
  • Segnala su Twitter
  • Condividi su LinkedIn
Progetto "Campus Virtuale" dell'Università degli Studi di Napoli Federico II, realizzato con il cofinanziamento dell'Unione europea. Asse V - Società dell'informazione - Obiettivo Operativo 5.1 e-Government ed e-Inclusion