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tecnica_costruzioni:cls:sle_inflessione

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Linea 6: Linea 6:
  
 Lo stato limite di deformazione può essere verificato: Lo stato limite di deformazione può essere verificato:
-  - limitando i rapporti luce/altezza utile; +  - confrontando l’inflessione calcolata con un valore limite (//verifica diretta//) 
-  - confrontando l’inflessione calcolata con un valore limite. +  - limitando i rapporti luce/altezza utile (//verifica indiretta//)
-====== Verifica indiretta ======+
  
-===== Presupposti teorici ===== 
  
-Calcoliamo la freccia massima di una trave supponendo di avere piena fessurazione su tutta la sua lunghezza+====== Verifica diretta ======
  
-$$f \cong f_{II} = C \cdot \frac{M_{max} \cdot l^2}{E_c \cdot I_{\alpha,II}} $$+Supponiamo di voler calcolare il parametro deformativo $\alpha$: cedimento in mezzeria della trave piuttosto che rotazione su un appoggio.
  
-in cui: +Calcoliamo tale grandezza con la formula
-  - $I_{\alpha,II}$ è il momento di inerzia omogeneizzato della sezione fessurata assumendo come $\alpha$ il coefficiente di omogeneizzazione +
-  - $M_{max}$ è il momento massimo agente +
-  - $C$ è un numero che dipende dalla configurazione statica: +
-    * nel caso di trave semplicemente appoggiata e carico distribuito $C = \frac{40}{384}$ +
-    * nel caso di trave semplicemente appoggiata e carico concentrato in mezzeria $C = \frac{1}{12}$ +
-    * nel caso di trave incastrata e carico distribuito $C = \frac{1}{4}$ +
-    * nel caso di trave incastrata e carico concentrato sull'estremo libero $C = \frac{1}{3}$+
  
-Sotto le suddette ipotesi, supponiamo di avere armatura solo in zona tesala relativa tensione è data da+$$\alpha = \zeta \\alpha_{II} + \left( 1 - \zeta \right) \alpha_{I} $$
  
-$$\sigma_s = \alpha \frac{M_{max}}{I_{n,II}} (d - x) \Rightarrow M_{max} = \sigma_s \frac{I_{\alpha,II}}{\alpha \cdot (d-x) $$+in cui:  
 +  * $\alpha_{I}$ è il parametro deformativo che intendiamo calcolare nella condizione non fessurata (calcestruzzo reagente sia a compressione che a trazione) 
 +  * $\alpha_{II}$ è il parametro deformativo nella condizione completamente fessurata (calcestruzzo reagente a sola compressione) 
 +  $\zetaè un coefficiente di distribuzione che ci permette di tener conto del tension-stiffening
  
-Sostituendo nella prima+Nel caso di sezione non fessurata, $\zeta$ è uguale a 0. Nel caso di sezione completamente fessurata, $\zeta$ è uguale a 1. nei casi intermedi calcoliamo $\zeta$ con la formula
  
-$$f_{II} \cdot \frac{\sigma_s \cdot l^2}{E_s (d-x)} $$+$$\zeta 1 - \beta \left( \frac{\sigma_{sr}}{\sigma_{s}} \right)^2 $$
  
-Dividiamo primo e secondo membro per $l$+in cui: 
 +  * $\betaè un coefficiente che tiene conto della durata di applicazione del carico 
 +    * $\beta = 1$ nel caso di carichi di breve durata 
 +    * $\beta = 0.5$ nel caso di carichi di lunga durata o carichi applicati ciclicamente 
 +  * $\sigma_{s}$ è la tensione nell'armatura di acciaio nell'ipotesi di sezione fessurata 
 +  * $\sigma_{sr}$ è la tensione nell'armatura di acciaio nell'ipotesi di sezione fessurata applicando il carico di prima fessurazione 
 +  * in caso la sezione sia soggetta ad un momento $M$, $\sigma_{sr}/\sigma_{s}$ può essere sostituito con $M_{cr}/M$, in cui $M_{cr}$ è il momento di prima fessurazione.
  
-$$\frac{f_{II}}{l} = C \cdot \frac{\sigma_s \cdot l}{E_s (d-x)} $$+Nel caso di carichi di lunga durata, dovendo tener conto dell'effetto del fluage, per valutare la deformabilità dle calcestruzzo useremo il modulo elastico effettivo 
  
-e introduciamo la variabile $\xi = \frac{x}{d}$, arrivando a scrivere+$$E_{c,eff} = \frac{E_{cm}}{1 + \varphi \left( \infty, t_0 \right) } $$
  
-$$\frac{f_{II}}{l} C \cdot \frac{\sigma_s \cdot l}{E_s (1-\xi) d} $$ +====== Verifica indiretta ======
- +
-Essendo in condizione di flessione semplice e supponendo di avere una sezione rettangolare, $\xi$ può essere calcolato imponendo l'annullamento del momento statico omogeneizzato secondo +
- +
-$$\xi - \alpha \cdot \rho \left( 1 - \sqrt{1+ \frac{2}{\alpha \cdot \rho}} \right)$$ +
- +
-in cui+
  
-$$\rho = \frac{A_s }{b \cdot d}$$ 
- 
-In definitiva arriviamo a scrivere 
- 
-$$\frac{ l}{ d} = \frac{E_s}{C \cdot \sigma_s} \left[ 1 + \alpha \cdot \rho \left( 1 - \sqrt{1+ \frac{2}{\alpha \cdot \rho}} \right) \right]  \frac{f_{II}}{l}$$ 
- 
-Imponendo i valori del rapporto ${f}/{l}$ e della tensione nell'armatura tesa, questa formula ci permette di verificare il valore dell'inflessione operando a favore di sicurezza.  
- 
-Le normative ci propongono invece formule che forniscono valori apparentemente meno cautelativi in quanto tengono conto anche di due contributi positivi: 
-  - della resistenza a trazione del calcestruzzo che, seppur limitata, è comunque presente 
-  - del tension-stiffening. 
 ==== Verifica indiretta secondo Eurocodice ==== ==== Verifica indiretta secondo Eurocodice ====
  
Linea 108: Linea 91:
   - per travi e piastre nervate caricate da tramezzi che possano subire danni a causa di inflessioni eccessive, i valori della formula devono essere moltiplicati per il rapporto $7 m /l$, essendo $l$ la luce di calcolo in metri   - per travi e piastre nervate caricate da tramezzi che possano subire danni a causa di inflessioni eccessive, i valori della formula devono essere moltiplicati per il rapporto $7 m /l$, essendo $l$ la luce di calcolo in metri
   - per piastre non nervate la cui luce maggiore $l$ ecceda $8,5 m$, caricate da tramezzi che possano subire danni a causa di inflessioni eccessive, i valori dati dalla formula devono essere moltiplicati per il rapporto $8,5 m /l$, con $l$ in metri.   - per piastre non nervate la cui luce maggiore $l$ ecceda $8,5 m$, caricate da tramezzi che possano subire danni a causa di inflessioni eccessive, i valori dati dalla formula devono essere moltiplicati per il rapporto $8,5 m /l$, con $l$ in metri.
 +
 +===== Presupposti teorici delle formule di verifica indiretta =====
 +
 +Calcoliamo la freccia massima di una trave supponendo di avere piena fessurazione su tutta la sua lunghezza
 +
 +$$f \cong f_{II} = C \cdot \frac{M_{max} \cdot l^2}{E_c \cdot I_{\alpha,II}} $$
 +
 +in cui:
 +  - $I_{\alpha,II}$ è il momento di inerzia omogeneizzato della sezione fessurata assumendo come $\alpha$ il coefficiente di omogeneizzazione
 +  - $M_{max}$ è il momento massimo agente
 +  - $C$ è un numero che dipende dalla configurazione statica:
 +    * nel caso di trave semplicemente appoggiata e carico distribuito $C = \frac{40}{384}$
 +    * nel caso di trave semplicemente appoggiata e carico concentrato in mezzeria $C = \frac{1}{12}$
 +    * nel caso di trave incastrata e carico distribuito $C = \frac{1}{4}$
 +    * nel caso di trave incastrata e carico concentrato sull'estremo libero $C = \frac{1}{3}$
 +
 +Sotto le suddette ipotesi, supponiamo di avere armatura solo in zona tesa; la relativa tensione è data da
 +
 +$$\sigma_s = \alpha \frac{M_{max}}{I_{n,II}} (d - x) \Rightarrow M_{max} = \sigma_s \frac{I_{\alpha,II}}{\alpha \cdot (d-x)}  $$
 +
 +Sostituendo nella prima
 +
 +$$f_{II} = C \cdot \frac{\sigma_s \cdot l^2}{E_s (d-x)} $$
 +
 +Dividiamo primo e secondo membro per $l$
 +
 +$$\frac{f_{II}}{l} = C \cdot \frac{\sigma_s \cdot l}{E_s (d-x)} $$
 +
 +e introduciamo la variabile $\xi = \frac{x}{d}$, arrivando a scrivere
 +
 +$$\frac{f_{II}}{l} = C \cdot \frac{\sigma_s \cdot l}{E_s (1-\xi) d} $$
 +
 +Essendo in condizione di flessione semplice e supponendo di avere una sezione rettangolare, $\xi$ può essere calcolato imponendo l'annullamento del momento statico omogeneizzato secondo
 +
 +$$\xi = - \alpha \cdot \rho \left( 1 - \sqrt{1+ \frac{2}{\alpha \cdot \rho}} \right)$$
 +
 +in cui
 +
 +$$\rho = \frac{A_s }{b \cdot d}$$
 +
 +In definitiva arriviamo a scrivere
 +
 +$$\frac{ l}{ d} = \frac{E_s}{C \cdot \sigma_s} \left[ 1 + \alpha \cdot \rho \left( 1 - \sqrt{1+ \frac{2}{\alpha \cdot \rho}} \right) \right]  \frac{f_{II}}{l}$$
 +
 +Imponendo i valori del rapporto ${f}/{l}$ e della tensione nell'armatura tesa, questa formula ci permette di verificare il valore dell'inflessione operando a favore di sicurezza. 
 +
 +Le normative ci propongono invece formule che forniscono valori apparentemente meno cautelativi in quanto tengono conto anche di due contributi positivi:
 +  - della resistenza a trazione del calcestruzzo che, seppur limitata, è comunque presente
 +  - del tension-stiffening.
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tecnica_costruzioni/cls/sle_inflessione.1354472173.txt.gz · Ultima modifica: 2021/06/13 13:09 (modifica esterna)

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