Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Progetto di un solaio latero-cementizio: calcolo delle armature a flessione e loro distribuzione longitudinale. Bozza del 27/10/2015 a cura di Carmine Lima Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Inviluppo dei momenti flettenti allo SLU La fase di analisi delle sollecitazioni si conclude con la costruzione degli inviluppi delle sollecitazioni. Si ottiene così l’inviluppo dei momenti flettenti MSd allo SLU. Combinazione 3 SLU 4 SLU Aggiustamenti 1 Combinazione 2 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Inviluppo dei momenti flettenti allo SLU La fase di analisi delle sollecitazioni si conclude con la costruzione degli inviluppi delle sollecitazioni. Si ottiene così l’inviluppo dei momenti flettenti MSd allo SLU. -50 -40 M [kNm] -30 -20 -10 0 10 20 30 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Inviluppo del taglio allo SLU Allo stesso modo si ottiene anche l’inviluppo delle sollecitazioni taglianti VSd allo SLU. 40 30 20 T [kN] 10 0 -10 -20 -30 -40 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Nota I valori numerici considerati in alcuni esempi di calcolo derivano dall’aver considerato un acciaio per armature FeB38k con fsd=326 MPa, previsto dal D.M. 96. Tale materiale non risulta più utilizzabile e poiché la nomenclatura degli acciai per barre è cambiata per effetto dell’entrata in vigore delle NTC (D.M. 14/01/2008) si deve far riferimento a barre del tipo B 450 C con Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2015/16 Progetto delle armature a flessione Il progetto delle armature a flessione parte dalla determinazione dell’armatura minima necessaria nelle sezioni caratterizzate dal massimo momento flettente. Come è possibile osservare dal diagramma del momento tale situazione si verifica nelle sezioni di appoggio e in prossimità della mezzeria delle campate. Nel progettare le armature occorre tener ben presente la sezione reagente del solaio che assume dimensioni differenti in funzione del segno della sollecitazione così come di seguito riportato: Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Sezione Appoggio A Campata AB Appoggio B Campata BC Appoggio C Campata CD Appoggio D Larghezza della sezione resistente Valori del momento Sezioni significative Progetto delle armature a flessione ru h MSd / b h= hsb = 24 cm 20 cm (N.B. nel calcolo di ru il valore del momento deve essere espresso in kg e quello di h in cm) Momento Base [kNm] [cm] -11.03 20 … 21.34 100 … - 20 … -31.18 20 … 20.28 100 … - 20 … -28.00 20 … 16.92 100 … - 20 … -8.11 20 … ru Eventuale Momento negativo in campata Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Sezione Appoggio A Campata AB Appoggio B Campata BC Appoggio C Campata CD Appoggio D Larghezza della sezione resistente Valori del momento Sezioni significative Progetto delle armature a flessione ru h h= hsb = MSd / b 24 cm 20 cm (N.B. nel calcolo di ru il valore del momento deve essere espresso in kg e quello di h in cm) Momento Base [kNm] [cm] -11.03 20 0.3232 21.34 100 0.5195 - 20 … -31.18 20 0.1922 20.28 100 0.5329 - 20 … -28.00 20 0.2028 16.92 100 0.5835 - 20 … -8.11 20 0.3769 ru ξ ς I valori dei due parametri possono desumersi da tabella in funzione di ru Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Progetto delle armature a flessione d /h 0.10 f sd 3304 3826 daN/cm2 f cd' 132 daN/cm2 0.25 0 0.50 0.75 1.00 yc /h ru ru ru ru ru 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.209 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.275 0.4204 0.3865 0.3586 0.3353 0.3158 0.2993 0.2853 0.2732 0.2627 0.2535 0.2452 0.2387 0.2379 0.2312 0.2252 0.2205 0.2166 0.2079 0.8645 0.8606 0.8566 0.8524 0.8482 0.8438 0.8392 0.8345 0.8296 0.8247 0.8198 0.8154 0.8148 0.8097 0.8046 0.8002 0.7960 0.7856 0.4204 0.3829 0.3517 0.3254 0.3031 0.2838 0.2671 0.2524 0.2392 0.2272 0.2162 0.2072 0.2065 0.2005 0.1951 0.1910 0.1875 0.1796 0.8645 0.8593 0.8542 0.8492 0.8441 0.8391 0.8341 0.8292 0.8244 0.8198 0.8153 0.8115 0.8111 0.8073 0.8035 0.8001 0.7970 0.7892 0.4204 0.3792 0.3446 0.3151 0.2896 0.2672 0.2473 0.2293 0.2127 0.1971 0.1822 0.1696 0.1690 0.1640 0.1594 0.1559 0.1530 0.1463 0.8645 0.8581 0.8519 0.8459 0.8401 0.8345 0.8291 0.8240 0.8192 0.8148 0.8108 0.8077 0.8074 0.8049 0.8023 0.8001 0.7980 0.7928 0.4204 0.3754 0.3373 0.3044 0.2753 0.2493 0.2255 0.2033 0.1819 0.1609 0.1397 0.1202 0.1197 0.1161 0.1128 0.1103 0.1081 0.1032 0.8645 0.8569 0.8496 0.8427 0.8361 0.8298 0.8240 0.8187 0.8139 0.8098 0.8063 0.8038 0.8037 0.8024 0.8012 0.8000 0.7990 0.7964 0.4204 0.3717 0.3298 0.2931 0.2601 0.2298 0.2011 0.1730 0.1443 0.1131 0.0753 0 0 0 0 0 0 0 0.8645 0.8557 0.8473 0.8394 0.8321 0.8252 0.8190 0.8135 0.8087 0.8048 0.8018 0 0 0 0 0 0 0 tra le tabelle finali del Vol 1B del testo del prof. Faella occorre scegliere quella corrispondente a d’/d = 0.10 (sezioni basse come il solaio in oggetto) e ρ = 0.00 (semplice armatura) Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Progetto delle armature a flessione per valori di ru eccessivamente grandi si La scelta della tabella avviene f cd' 132utilizza daN/cmξ2 = 0.100 f sd e 3304 3826 daN/cm2 ς = 0.900. considerando la resistenza del calcestruzzo f’cd e quella dell’acciaio fsd 0 0.25 0.50 utilizzato nel calcolo. In questo caso non essendo disponibile una tabella per le yc /h ru ru ru esatte caratteristiche che si stanno 0.100 0.4204 0.8645 0.4204 0.8645 0.4204 0.8645 utilizzando si sceglie la tabella con le 0.110 0.3865 0.8606 0.3829 0.8593 0.3792 0.8581 caratteristiche dei materiali più prossime. In tale tabella si entra con il valore di ru e si leggono il corrispondenti valori di ς e ξ. Nel caso di valori intermedi di ru si può procedere per interpolazione lineare. ru = 0.3232 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.209 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.3586 0.3353 0.3158 0.2993 0.2853 0.2732 0.2627 0.2535 0.2452 0.2387 0.2379 0.2312 0.2252 0.2205 0.2166 0.8566 0.8524 0.8482 0.8438 0.8392 0.8345 0.8296 0.8247 0.8198 0.8154 0.8148 0.8097 0.8046 0.8002 0.7960 0.3517 0.3254 0.3031 0.2838 0.2671 0.2524 0.2392 0.2272 0.2162 0.2072 0.2065 0.2005 0.1951 0.1910 0.1875 0.8542 0.8492 0.8441 0.8391 0.8341 0.8292 0.8244 0.8198 0.8153 0.8115 0.8111 0.8073 0.8035 0.8001 0.7970 0.3446 0.3151 0.2896 0.2672 0.2473 0.2293 0.2127 0.1971 0.1822 0.1696 0.1690 0.1640 0.1594 0.1559 0.1530 0.8519 0.8459 0.8401 0.8345 0.8291 0.8240 0.8192 0.8148 0.8108 0.8077 0.8074 0.8049 0.8023 0.8001 0.7980 Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Sezione Appoggio A Campata AB Appoggio B Campata BC Appoggio C Campata CD Appoggio D Larghezza della sezione resistente Valori del momento Sezioni significative Progetto delle armature a flessione Momento Base [kNm] [cm] -11.03 ru h h= hsb = MSd / b 24 cm 20 cm (N.B. nel calcolo di ru il valore del momento deve essere espresso in kg e quello di h in cm) ru ξ ς 20 0.3232 0.1362 0.8498 21.34 100 0.5195 0.1000 0.900 - 20 … … … -31.18 20 0.1922 0.3200 0.7640 20.28 100 0.5329 0.1000 0.900 - 20 … … … -28.00 20 0.2028 0.290 0.7800 16.92 100 0.5835 0.100 0.900 - 20 … … … -8.11 20 0.3769 0.115 0.8590 Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Progetto delle armature a flessione Armatura Per una fascia larga 1 m Per singolo travetto Scelta dei tondini Sezione As [cm2] As, travetto [cm2] Armatura As, travetto [cm2] Effettiva Appoggio A 1.38 0.69 1 ø 12 1.13 3.12 1.56 2 ø 12 2.26 - … 6.20 3.10 3 ø 12 3.39 3.39 1.70 2 ø 12 2.26 - … 5.41 2.71 3 ø 12 3.39 2.37 1.19 2 ø 12 2.26 - … 1.24 0.62 1 ø 12 1.13 Campata AB Appoggio B Campata BC Appoggio C Campata CD Appoggio D As f sd f sk s MSd h fsd 450 391 MPa 1.15 Anno Accademico 2015/16 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Progetto delle armature a flessione Armatura Per una fascia larga 1 m Per singolo travetto Scelta dei tondini Sezione As [cm2] As, travetto [cm2] Armatura As, travetto [cm2] Effettiva Appoggio A 1.38 0.69 1 ø 12 1.13 3.12 1.56 2 ø 12 2.26 - … 6.20 3.10 3 ø 12 3.39 3.39 1.70 2 ø 12 2.26 - … 5.41 2.71 3 ø 12 3.39 2.37 1.19 2 ø 12 2.26 - … 1.24 0.62 1 ø 12 1.13 Campata AB Appoggio B Campata BC Appoggio C Campata CD Appoggio D Possono assumersi i seguenti “principi” nella scelta del diametro dei tondini: - è preferibile adottare tondini dello stesso diametro (o al massimo due diametri diversi) a scelta tra f 10, f 12, f 14; - il numero massimo di tondini è di 2 in campata e 3 in appoggio; - è buona norma prevedere sempre almeno 2 tondini nelle sezioni di massima sollecitazione. Anno Accademico 2008/09 Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Disposizione delle armature PRINCIPIO: L’armatura calcolata nelle sezioni significative (sezioni di appoggio e di campata) deve essere distribuita lungo i travetti facendo in modo che, in ogni sezione, il momento resistente MRd sia maggiore del momento del Momento sollecitante MSd: MSd z MRd z z Il valore di progetto del momento sollecitante MSd può essere desunto graficamente dall’inviluppo delle sollecitazioni flettenti; il valore di progetto del momento resistente MRd si può ottenere dalla seguente relazione semplificata: MRd h As fsd Poiché in ogni sezione è stato fissato il numero di barre necessario per ottenere una resistenza commisurata alla sollecitazione massima, e attesa la linearità della formula impiegata per il calcolo del momento flettente, si possono valutare i contributi delle singole barre alla resistenza complessiva utilizzando la formula seguente: MRd, h As, fsd Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2008/09 Costruzione della distinta delle armature/1 PRIMA SOLUZIONE: L’armatura prevista nella sezione di momento massimo può essere estesa a tutto il tratto di momento nell’intorno della sezione significativa. MRd, h As, fsd - Contributo di 112 MRd,(1112) 0.85 260 2 1.13 326 16.29 kNm - Contributo di 212 MRd,(2212) 0.85 260 2 2.26 326 32.58 kNm - Contributo di 312 MRd,(3312) 0.85 260 3 2.26 326 48.86 kNm Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2008/09 Costruzione della distinta delle armature/1 SECONDA SOLUZIONE (Distribuzione minimale): La lunghezza delle varie barre longitudinali dei travetti viene limitata per “ricoprire” l’inviluppo delle sollecitazioni con lo sviluppo minimo. Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2008/09 Costruzione della distinta delle armature/2 SECONDA SOLUZIONE (Distribuzione minimale): La lunghezza delle varie barre longitudinali dei travetti viene limitata per “ricoprire” l’inviluppo delle sollecitazioni con lo sviluppo minimo. La distribuzione delle armature simbolicamente disegnata nella figura rappresenta lo sviluppo minimale dei tondini affinché soddisfatta la verifica a flessione in tutti i punti del solaio: MSd z MRd z z Corso di Tecnica delle Costruzioni I - Teoria delle Esercitazioni Anno Accademico 2008/09 Costruzione della distinta delle armature/3 POSSIBILE SOLUZIONE FINALE: definizione delle sagomature e delle lunghezze di ancoraggio e sovrapposizione. Condizioni di “cattiva aderenza” (zona di cls teso) Condizioni di “buona aderenza” (zona di cls compresso) La 35 70 Lunghezza di ancoraggio Lunghezza di sovrapposizione