tecnica_costruzioni:cls:fluage
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Linea 1: | Linea 1: | ||
- | ====== Viscosità e ritiro ====== | ||
- | ===== Viscosità ===== | ||
- | |||
- | La viscosità del calcestruzzo dipende: | ||
- | * dall’umidità dell’ambiente | ||
- | * dalle dimensioni dell’elemento | ||
- | * dalla composizione del calcestruzzo. | ||
- | * dalla maturazione del calcestruzzo al momento della prima applicazione del carico | ||
- | * dalla durata e dall’entità del carico. | ||
- | |||
- | In generale la relazione che lega le deformazioni viscose alle tensioni non è di tipo lineare. Per poter supporre un comportamento viscoelastico lineare è necessario che il calcestruzzo non sia soggetto a una tensione di compressione maggiore di $0,45 f_{ck}(t_0)$, | ||
- | |||
- | Sotto tale ipotesi | ||
- | |||
- | $$\varepsilon_{cc}(t, | ||
- | |||
- | in cui $E_c$ è il modulo di elasticità tangenziale, | ||
- | |||
- | $$E_c = 1,05 \, E_{cm}$$ | ||
- | |||
- | Il coefficiente di viscosità nell' | ||
- | |||
- | $$\varphi (t,t_0) = \varphi_0 \, \beta_c(t, | ||
- | |||
- | $$\varphi_0 = \varphi_{RH} \, \beta(f_{cm}) \, \beta(t_{0})$$ | ||
- | |||
- | $$ | ||
- | \varphi_{RH} = | ||
- | \begin{cases} | ||
- | 1+ \frac{1- \frac{RH}{100}}{0, | ||
- | 1+ \frac{1- \frac{RH}{100}}{0, | ||
- | \end{cases} | ||
- | $$ | ||
- | |||
- | $$ \beta(f_{cm}) = \frac{16, | ||
- | |||
- | $$ \beta(t_0) = \frac{1}{0, | ||
- | |||
- | $$ h_{0} = \frac{2 A_c}{u}$$ | ||
- | |||
- | $$\beta_{c}(t, | ||
- | |||
- | $$ | ||
- | \beta_{H} = | ||
- | \begin{cases} | ||
- | 1,5 \left[ 1 + (0,012 \cdot RH)^{18} \right] h_0 + 250 \le 1500 & f_{cm} \le 35 MPa$ \\\\ | ||
- | 1,5 \left[ 1 + (0,012 \cdot RH)^{18} \right] h_0 + 250 \, \alpha_3 \le 1500 \, \alpha_3 & f_{cm} > 35 MPa | ||
- | \end{cases}$$ | ||
- | |||
- | $$ \alpha_1 = \left( \frac{35}{f_{cm}} \right)^{0, | ||
- | |||
- | $$ \alpha_2 = \left( \frac{35}{f_{cm}} \right)^{0, | ||
- | |||
- | $$ \alpha_3 = \left( \frac{35}{f_{cm}} \right)^{0, | ||
- | |||
- | in cui: | ||
- | * $\varphi_{0}$ è il coefficiente nominale di viscosità | ||
- | * $\varphi_{RH}$ tiene conto dell’effetto dell’umidità relativa | ||
- | * $RH$ è l’umidità ambientale relativa, in percentuale | ||
- | * $f_{cm}$ è la resistenza media a compressione del calcestruzzo, | ||
- | * $\beta(t_0)$ tiene conto dell’effetto dell’età del calcestruzzo al momento di applicazione del carico | ||
- | * $h_0$ è la dimensione fittizia dell’elemento, | ||
- | * $A_c$ è l’area della sezione trasversale | ||
- | * $u$ è il perimetro della sezione a contatto con l’atmosfera | ||
- | * $\beta_{c}(t, | ||
- | * $t$ è l’età del calcestruzzo, | ||
- | * $t_0$ è l’età del calcestruzzo, | ||
- | * $t - t_0$ è la durata non corretta del carico, in giorni | ||
- | * $\beta_H$ dipende da $RH$ e da $h_{0}$ | ||
- | * $\alpha_{1/ | ||
- | |||
- | E' possibile tener conto dell’effetto del tipo di cemento modificando l’età del carico $t_0$ secondo: | ||
- | |||
- | $$t_0 = t_{0,T} \left( \frac{9}{2 \, t_{0, | ||
- | |||
- | dove: | ||
- | * $t_{0,T}$ è l’età del calcestruzzo, | ||
- | * $\alpha$ dipende dal tipo di cemento: | ||
- | * $= -1$ per cemento di Classe S | ||
- | * $= 0$ per cemento di Classe N | ||
- | * $= 1$ per cemento di Classe R | ||
- | |||
- | |||
- | L’effetto di temperature elevate o ridotte comprese nell’intervallo 0-80 °C sulla maturazione del calcestruzzo può essere preso in conto correggendo l’età del calcestruzzo con l' | ||
- | |||
- | $$ t_T = \sum \limits_{i=1}^{n} e^{–\left\{ 4000 / \left[ 273 + T(\Delta t_i) \right] – 13,65 \right\} } \, \Delta t_i$$ | ||
- | |||
- | dove: | ||
- | * $t_T$ è l’età del calcestruzzo, | ||
- | * $T (\Delta t_i)$ è la temperatura, | ||
- | * $\Delta t_i$ è il numero di giorni in cui risulta prevalente la temperatura $T$. | ||
- | |||
- | Nel caso di comportamento non lineare, l' | ||
- | |||
- | $$\varphi_{k}(\infty, | ||
- | |||
- | dove | ||
- | * $\varphi_k(\infty, | ||
- | * $\varphi(\infty, | ||
- | * $k_\sigma$ è il rapporto tensioni-resistenza $\frac{\sigma_c}{f_{cm}(t_0)}$, | ||
- | |||
- | Il coefficiente di variazione medio dei dati di viscosità stimati con le espressioni viste fin qui è dell’ordine del 20%. | ||
- | |||
- | ===== Ritiro ===== | ||
- | |||
- | La deformazione totale da ritiro è formata da due componenti: | ||
- | * la deformazione da ritiro per essiccamento $\varepsilon_{cd}$, | ||
- | * la deformazione da ritiro autogeno $\varepsilon_{ca}$, | ||
- | |||
- | Perciò i valori della deformazione totale da ritiro sono dati da | ||
- | |||
- | $$\varepsilon_{cs} = \varepsilon_{cd} + \varepsilon_{ca}$$ | ||
- | |||
- | dove: | ||
- | * $\varepsilon_{cs}$ è la deformazione totale da ritiro; | ||
- | * $\varepsilon_{cd}$ è la deformazione da ritiro per essiccamento; | ||
- | * $\varepsilon_{ca}$ è la deformazione da ritiro autogeno. | ||
- | |||
- | |||
- | Il ritiro per essiccamento è dato da | ||
- | |||
- | $$\varepsilon_{cd}(t ) = \beta_{\beta_ds}(t, | ||
- | |||
- | $$\beta_{ds}(t, | ||
- | |||
- | $$ \varepsilon_{cd, | ||
- | |||
- | $$\beta_{RH} = 1,55 \left[ 1 - \left( \frac{RH}{RH_0}\right)^3 \right]$$ | ||
- | |||
- | |||
- | dove: | ||
- | * $k_h$ è un coefficiente che dipende dalla dimensione convenzionale $h_0$ secondo il prospetto | ||
- | |||
- | ^ $h_0$ ^ | ||
- | | 100 | 1,0 | | ||
- | | 200 | 0,85 | | ||
- | | 300 | 0,75 | | ||
- | | $\ge$ 500 | 0,70 | | ||
- | |||
- | * $t$ è l’età del calcestruzzo, | ||
- | * $t_s$ è l’età del calcestruzzo (in giorni) all’inizio del ritiro per essiccamento (o rigonfiamento); | ||
- | * $h_0$ è la dimensione convenzionale (in millimetri) della sezione trasversale $= 2 \, \frac{A_c}{u}$. | ||
- | * $A_c$ è l’area della sezione trasversale di calcestruzzo; | ||
- | * $u$ è il perimetro della parte di sezione trasversale esposta ad essiccamento. | ||
- | * \varepsilon_{cd, | ||
- | * $f_{cm}$ è la resistenza media a compressione espressa in MPa; | ||
- | * $f_{cm0} | ||
- | * $RH$ è l’umidità relativa ambientale (in percentuale) | ||
- | * $RH_0 = 100\%$ | ||
- | * $\alpha_{ds1}$ e $\alpha_{ds2}$ dipendono dal tipo di cemento secondo la tabella | ||
- | |||
- | | ^ Classe cemento ^^^ | ||
- | | ::: ^ S ^ N ^ R ^ | ||
- | ^ $\alpha_{ds1}$| | ||
- | ^ $\alpha_{ds2}$| | ||
- | |||
- | Il valore finale della deformazione da ritiro per essiccamento, | ||
- | |||
- | La deformazione da ritiro autogeno è data da: | ||
- | |||
- | $$\varepsilon_{ca} (t) = \beta_{as} (t) \varepsilon_{ca}(\infty)$$ | ||
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- | $$\varepsilon_{ca}(\infty) = 2,5 (f_{ck} - 10) 10^{-6}$$ | ||
- | |||
- | $$\beta_{as}(t) = 1 - e^{-0,2 \, t^{0,5}}$$ | ||
- | |||
- | con $t$ espresso in giorni |
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