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1 Introduzione al calcestruzzo strutturale 1.1 Generalità 1.1.1 Elementi costruttivi 1.2 Suddivisione storica in classi e considerazioni comparative 1.3 Evoluzione storica 1.3.1 Esempi di realizzazioni 1.3.1.1 Il metodo Reiffenstuhl 1.3.1.2 Il metodo Preflex 1.4 Vantaggi e svantaggi del precompresso 1.5 Decalogo del progettista delle costruzioni in calcestruzzo strutturale 1.6 Filosofia di progettazione 1.6.1 Generalità 1.6.2 Progettazione 1.6.3 Finalità della progettazione 1.6.4 Supervisione del progetto strutturale 1.6.5 Fasi della progettazione 1.6.5.1 Studio di fattibilità (B) 1.6.5.2 Progetto di massima (C) 1.6.5.3 Progetto esecutivo (D) 1.7 Introduzione agli Eurocodici 2 Analisi delle strutture agli Stati Limite 2.1 Analisi agli Stati Limite 2.1.1 Obiettivi del calcolo agli Stati Limite 2.1.2 Vita progettuale di una struttura 2.1.3 Limitazioni e correlazioni 2.1.4 Definizioni e simbologia 2.1.4.1 Definizioni 2.1.4.2 Simbologia 2.1.5 Azioni 2.1.5.1 Azioni permanenti 2.1.5.2 Azioni variabili 2.1.5.3 Classificazione delle azioni 2.1.5.4 Combinazioni di carico 2.1.5.5 Casi di carico 2.1.6 Verifiche agli Stati limite 2.1.6.1 Introduzione 2.1.6.2 Effetti delle azioni 2.1.6.3 Stati Limite Ultimi 2.1.6.3.1 Situazione permanente o transitoria 2.1.6.3.2 Situazione di progetto eccezionale 2.1.6.3.3 Situazione di progetto sismica 2.1.6.3.4 Considerazioni conclusive 2.1.6.4 Stati Limite di Esercizio 2.1.6.4.1 Combinazione caratteristica 2.1.6.4.2 Combinazione frequente 2.1.6.4.3 Combinazione quasi permanente 2.1.6.4.4 Considerazioni conclusive 2.2 Analisi strutturale 2.2.1 Dati geometrici. Imperfezioni 2.2.1.1 Luce efficace 2.2.1.2 Sollecitazioni agli appoggi 2.2.1.3 Imperfezioni 2.2.2 Duttilità 2.2.2.1 Generalità 2.2.2.2 Curvatura 2.2.2.3 Legame momentoâcurvatura nel calcestruzzo strutturale 2.2.3 Analisi lineare elastica, seguita da limitata ridistribuzione 2.2.4 Analisi lineare elastica, senza ridistribuzione 2.2.5 Analisi non lineare evolutiva 2.2.6 Analisi plastica 2.2.7 Sintesi riassuntiva dei metodi di analisi 3 Materiali 3.1 Generalità 3.2 Calcestruzzo normale 3.2.1 Resistenza meccanica del cls 3.2.1.1 Classi di resistenza del cls 3.2.1.1.1 Legame Ïc-Δc per cls normale 3.2.1.1.2 Resistenza in compressione 3.2.1.2 Resistenza in trazione 3.2.1.3 Resistenza in regime pluriassiale 3.2.1.3.1 Regime biassiale 3.2.1.3.2 Regime triassiale 3.2.2 Deformazioni del cls 3.2.2.1 Deformazione istantanea. Modulo elastico 3.2.2.2 Ritiro 3.2.2.3 Deformazione viscosa 3.2.2.4 Coefficiente di dilatazione termica lineare 3.2.2.5 Coefficiente di Poisson 3.2.3 Modellazioni di calcolo 3.2.3.1 Modelli per lâanalisi strutturale 3.2.3.2 Modelli per il calcolo della sezione trasversale 3.2.3.2.1 Modello parabolaârettangolo 3.2.3.2.2 Modello bi-lineare 3.2.3.2.3 Modello a blocco tensionale (stress-block) 3.3 Calcestruzzo ad alta resistenza ed elevate prestazioni 3.3.1 Generalità 3.3.2 Criteri per ottenere cls ad alta resistenza ed elevate prestazioni 3.3.3 Proprietà meccaniche e deformative dei cls ad alta resistenza ed elevate prestazioni 3.3.4 Accorgimenti costruttivi ed applicazioni 3.4 Calcestruzzo strutturale leggero 3.5 Calcestruzzo autocompattante 3.6 Acciai per armature (acciai passivi) 3.6.1 Generalità 3.6.2 Proprietà fisiche 3.6.3 Proprietà meccaniche 3.6.3.1 Definizioni 3.6.3.2 Caratteristiche di duttilità 3.6.3.3 Modellazioni di calcolo 3.6.4 Acciaio nervato 3.6.5 Reti elettrosaldate 3.7 Acciai di presollecitazione (acciai attivi) 3.7.1 Generalità 3.7.2 Proprietà fisiche 3.7.3 Proprietà meccaniche 3.7.3.1 Definizioni 3.7.3.2 Caratteristiche di duttilità 3.7.3.3 Rilassamento 3.7.3.4 Modellazioni di calcolo 3.8 Prodotti FRP 3.9 Resistenza al fuoco del calcestruzzo strutturale 3.9.1 Riduzione della resistenza dei materiali alle alte temperature 3.9.1.1 Calcestruzzo 3.9.1.2 Acciaio ordinario 3.9.1.3 Acciaio di presollecitazione 3.10 Utilizzo del Precompresso nelle strutture 3.10.1 Tensioni applicate 3.10.2 Comportamento dei materiali nel tempo 3.10.2.1 Perdite immediate 3.10.2.1.1 Costruzioni pre-tese 3.10.2.1.2 Costruzioni post-tese 3.10.2.1.2.1 Perdita dovuta alla deformazione elastica 3.10.2.1.2.1.1 Effetto mutuo 3.10.2.1.2.2 Perdita dovuta allâattrito 3.10.2.2 Forza iniziale di precompressione 3.10.2.3 Perdite differite 3.10.2.4 Perdite varie 3.10.2.5 Perdite dovute ad incertezze 4 Stato Limite Ultimo per flessione e forza assiale 4.1 Generalità 4.1.1 Campi di deformazione 4.1.2 Altezza utile dellâelemento strutturale 4.1.3 Ala efficace delle sezioni a T od a L 4.1.4 Percentuali minime e massime dâarmatura 4.2 Flessione monoassiale e azione assiale 4.2.1 Ausili di calcolo 4.2.2 Metodi tabellare e analitico 4.2.2.1 Sezioni rettangolari od a T 4.2.2.1.1 Metodo tabellare dimensionalizzato 4.2.2.1.2 Metodo tabellare adimensionalizzato 4.2.2.1.2.1 Sezioni rettangolari 4.2.2.1.2.2 Sezioni a T 4.2.2.2 Altri tipi di sezioni 4.2.2.2.1 Metodo riconducibile al calcolo delle sezioni rettangolari o a T 4.2.2.3 Pilastri soggetti a flessione monoassiale ed azione assiale â diagrammi dâinterazione 4.2.2.3.1 Utilizzo dei diagrammi 4.2.3 Metodo di calcolo automatico 4.3 Flessione biassiale e azione assiale 4.3.1 Introduzione 4.3.2 Pilastri 4.3.2.1 Norme di progetto 4.3.2.1.1 Geometria 4.3.2.1.2 Armatura longitudinale 4.3.2.1.3 Armatura trasversale 4.3.2.2 Calcolo dei pilastri soggetti alla sola azione assiale 4.3.2.2.1 Staffatura o spiralatura degli elementi in compressione uniforme 4.3.2.3 Abachi per i pilastri soggetti ad azione assiale e flessione biassiale 4.3.2.3.1 Uso degli abachi 4.3.3 Setti 4.4 Fatica 4.4.1 Generalità 4.4.2 Storia di carico 4.4.2.1 Combinazioni frequenti di azioni 4.4.3 Analisi dei materiali 4.4.3.1 Acciaio di presollecitazione 4.4.3.2 Acciaio ordinario 4.4.3.3 Calcestruzzo 4.4.4 Resistenza flessionale a rottura per fatica 4.4.5 Resistenza degli ancoraggi a rottura per fatica 4.4.6 Procedura semplificata di verifica per fatica 5 Stato Limite Ultimo per taglio 5.1 Generalità ed evoluzione storica 5.2 Comportamento delle travi allo SLU per taglio 5.2.1 Quadri fessurativi 5.2.2 Meccanismi di rottura 5.2.2.1 Rottura per momento flettente 5.2.2.2 Rottura per momento flettente ed azione tagliante 5.2.2.3 Rottura per azione tagliante 5.2.3 Luce di taglio 5.2.3.1 Capacità flessionale relativa 5.3 Azione tagliante di progetto 5.3.1 Resistenza di progetto allâazione tagliante 5.3.2 Elementi strutturali dâaltezza costante 5.3.3 Elementi strutturali dâaltezza variabile 5.4 Elementi che non richiedono specifica armatura a taglio 5.4.1 Modello a pettine 5.4.2 Modello ad arco e catena 5.4.3 Resistenza di progetto 5.5 Elementi che richiedono specifica armatura a taglio 5.5.1 Modelli a traliccio 5.5.2 Metodo di calcolo ad inclinazione variabile delle bielle di cls 5.5.2.1 Armatura a taglio inclinata 5.5.2.2 Armatura a taglio verticale 5.5.3 Prescrizioni particolari 5.5.4 Modello a traliccio con attrito da fessurazione 5.6 Progetto delle armature a taglio 5.6.1 Tipologia dellâarmatura a taglio 5.6.1.1 Staffe verticali o staffe inclinate 5.6.1.2 Barre inclinate 5.6.1.3 Assemblaggio di armature verticali o inclinate 5.6.1.4 Cedimento agli ancoraggi e/o ai nodi 5.6.2 Armatura minima a taglio 5.6.3 Distanza massima delle armature a taglio 5.6.4 âCoperturaâ dellâazione tagliante 5.6.4.1 Generalità 5.6.4.2 Armatura verticale 5.6.4.3 Armatura verticale e/o inclinata 5.7 Carichi concentrati in prossimità degli appoggi 5.7.1 Elementi che non richiedono armature a taglio 5.7.2 Elementi che richiedono armature a taglio 5.7.3 Tipologia degli appoggi 5.8 Taglio tra piattabanda e anima 5.9 Taglio allâinterfaccia tra calcestruzzi gettati in tempi diversi 5.9.1 Modello di attrito a taglio 5.9.2 Controlli di calcolo 5.9.3 Esempi 6 Stato Limite Ultimo per torsione 6.1 Generalità 6.2 Torsione circolatoria 6.2.1 Sezione poligonale convessa cava 6.2.2 Sezione poligonale convessa piena 6.2.3 Sezione formata da rettangoli pieni 6.3 Traliccio spaziale 6.3.1 Dettagli costruttivi 6.4 Rotazione torsionale 6.5 Interazione 6.6 Ridistribuzione dei momenti dopo fessurazione 6.7 Torsione da ingobbamento 7 Stato Limite Ultimo per punzonamento 7.1 Generalità 7.1.1 Rottura per taglioâpunzonamento 7.1.2 Perimetri critici 7.1.3 Fori nei solai 7.2 Evoluzione storica e modelli 7.3 Tensioni tra piastra e pilastro 7.3.1 Azione assiale 7.3.2 Azione assiale e momento flettente 7.4 Resistenza nella zona piastraâpilastro 7.4.1 Zona senza specifica armatura a taglio 7.4.2 Zona con specifica armatura a taglio 7.5 Armatura a taglioâpunzonamento 7.5.1 Definizione dellâarmatura a punzonamento 7.6 Duttilità della connessione piastraâpilastro 7.7 Riduzione del taglio nelle piastre presollecitate 7.8 Confronto tra norme e modellazione di calcolo 8 Stato Limite di Esercizio di limitazione delle tensioni 8.1 Generalità 8.2 Controllo delle tensioni nei materiali 8.2.1 Tensioni massime di compressione nel cls 8.2.2 Tensioni massime di trazione nellâarmatura 8.2.3 Calcolo delle tensioni 8.2.3.1 Calcolo preliminare a flessione semplice 8.2.3.2 Calcolo dettagliato a flessione semplice 8.2.3.2.1 Sezioni rettangolari sprovviste di armatura in compressione. 8.2.3.2.2 Sezioni rettangolari in presenza di armatura anche in compressione. 8.2.3.2.3 Calcolo a flessione composta 8.2.3.2.4 Calcolo tabellare 9 Stato Limite di Esercizio di fessurazione 9.1 Generalità 9.2 Cause del quadro fessurativo 9.2.1 Fessurazione nelle membrature soggette a sforzi flessionali 9.2.2 Influenza della fessurazione sulle scelte costruttive 9.3 Fessurazione delle membrature per azioni dirette o indirette 9.3.1 Effetti della trazione semplice e/o flessione 9.3.1.1 Comportamento a âcontrollo del caricoâ 9.3.1.2 Comportamento a âcontrollo della deformazioneâ 9.4 Regole semplificate per il controllo della fessurazione 9.4.1 Generalità 9.4.2 Area minima dâarmatura 9.4.3 Ampiezza di fessurazione 9.5 Calcolo analitico dellâampiezza delle fessure e della loro spaziatura 10 Stato Limite di Esercizio delle deformazioni 10.1 SLS per carichi statici 10.1.1 Generalità 10.1.1.1 Controllo deformativo in un edificio 10.1.1.2 Esempio di controllo delle deformazioni 10.1.2 Comportamento deformativo delle strutture in cls strutturale 10.1.2.1 Strutture in CA 10.1.2.2 Strutture in CAP 10.1.3 Limitazione della snellezza flessionale, senza calcolo diretto 10.1.3.1 Introduzione 10.1.3.2 Snellezza flessionale â metodo tabellare 10.1.3.2.1 Influenza della tensione nellâarmatura 10.1.3.2.2 Influenza della forma della sezione trasversale 10.1.3.2.3 Influenza della luce 10.1.3.3 Calcolo della freccia 10.1.4 Calcolo diretto delle deformazioni 10.1.4.1 Svolgimento del calcolo 10.2 Carichi dinamici. Vibrazioni 10.2.1 Caratterizzazione dei carichi dinamici 10.2.2 Cause delle vibrazioni 10.2.3 Comportamento allo Stato Limite di Servizio 11 Strutture con cavi di presollecitazione esterna 11.1 Generalità 11.2 Tecnologia 11.3 Tracciati e ancoraggi dellâacciaio di presollecitazione 11.4 Tensione ultima nei cavi e resistenza flessionale 11.4.1 Calcolo con le norme ACI 11.4.2 Calcolo con il metodo del coefficiente di riduzione 11.4.3 Calcolo con le norme AASHTO 11.5 Vantaggi e svantaggi 12 DurabilitÀ 12.1 Generalità 12.1.1 La durabilità 12.2 Vita di servizio delle strutture 12.2.1 Livello di criticità 12.2.2 Modelli di degrado 12.2.3 Indice convenzionale di vita calcolato 12.2.4 Modelli di calcolo 12.3 Processi di degrado e diagnosi di danni 12.3.1 Reazioni alcaliâaggregato nelle dighe 12.4 Condizioni ambientali 12.5 Ricoprimento del cls 12.5.1 Copriferro minimo 12.5.2 Tolleranza di progetto 12.5.3 Ricoprimento secondo altri codici di calcolo 12.6 Distanziatori 12.7 Protezioni speciali 12.7.1 Protezione passiva 12.7.2 Impiego di acciai inossidabili 13 Dettagli esecutivi delle armature 13.1 Generalità 13.2 Armature ordinarie 13.2.1 Disposizioni costruttive generali 13.2.1.1 Distanza tra le barre 13.2.1.2 Curvature ammissibili 13.2.2 Meccanica dellâaderenza 13.2.2.1 Condizioni di aderenza 13.2.2.1.1 Generalità 13.2.2.1.2 Tensione ultima dâaderenza 13.2.2.1.3 Determinazione sperimentale delle tensioni dâaderenza 13.2.3 Ancoraggi 13.2.3.1 Generalità 13.2.3.2 Lunghezza dâancoraggio di base 13.2.3.3 Lunghezza dâancoraggio di progetto 13.2.3.4 Ancoraggi per staffe e altre armature a taglio 13.2.3.5 Ancoraggio in prossimità degli appoggi 13.2.4 Giunzioni 13.2.4.1 Generalità 13.2.4.2 Giunzioni indirette nelle barre 13.2.4.2.1 Giunzione per sovrapposizione 13.2.4.2.2 Determinazione della lunghezza di sovrapposizione 13.2.4.2.3 Armature trasversali 13.2.4.3 Giunzioni indirette nelle reti elettrosaldate 13.2.4.4 Giunzioni dirette 13.2.4.4.1 Giunti saldati 13.2.4.4.2 Giunti a manicotto 13.2.5 Acciaio nervato di grande diametro. 13.2.5.1 Disposizione, ricoprimento e spaziatura 13.2.5.2 Armatura di pelle 13.2.5.3 Aderenza e ancoraggio 13.2.5.4 Armatura trasversale 13.2.6 Barre nervate disposte a gruppi 13.2.6.1 Generalità 13.2.6.2 Spaziatura e ricoprimento 13.2.6.3 Ancoraggi e giunzioni 13.2.6.4 Sovrapposizione dei gruppi di barre 13.3 Armature di presollecitazione 13.3.1 Guaine 14 Zone speciali di progetto 14.1 Modelli a puntoni e tiranti 14.1.1 Generalità 14.1.2 Zone B e Zone D 14.1.2.1 Delimitazione delle zone 14.1.2.2 Implicazioni progettuali 14.1.2.3 Un significativo caso di collasso strutturale 14.1.3 Metodi di analisi e di progetto delle zone B e D 14.1.3.1 Modelli a puntoni e tiranti 14.1.3.1.1 Modello a puntoni e tiranti semplificato 14.1.3.1.2 Modello a puntoni e tiranti affinato 14.1.3.2 Modello a correnti e pannelli 14.1.4 Elementi di dettaglio 14.1.4.1 Campi degli sforzi e loro forme 14.1.4.2 Puntoni 14.1.4.3 Tiranti 14.1.4.4 Nodi 14.1.4.4.1 Nodo puntoneâpuntoneâpuntone 14.1.4.4.2 Nodo puntoneâtiranteâpuntone 14.1.4.4.3 Nodo tiranteâpuntoneâtirante 14.1.4.4.4 Nodo tiranteâtiranteâtirante 14.1.4.4.5 Sovrapposizione dei nodi 14.1.5 I nodi negli elementi strutturali 14.1.5.1 Connessioni a ginocchio 14.1.5.1.1 Connessione a squadra (Î = 90°) 14.1.5.1.1.1 Momenti di chiusura di nodo 14.1.5.1.1.2 Momenti dâapertura di nodo 14.1.5.1.1.3 Momenti di chiusura e apertura di nodo 14.1.5.1.2 Connessione divaricata (Î >> 90°) 14.1.5.1.3 Connessione ad uncino (Î << 90°) 14.1.5.2 Nodo a T in orizzontale 14.1.5.3 Nodo a T in verticale 14.1.5.4 Nodo a croce 14.1.5.5 Nodo prismatico al vincolo esterno 14.1.6 Modellazione degli elementi strutturali 14.1.6.1 Mensole 14.1.6.1.1 Giunti a mensola 14.1.6.2 Travi normali 14.1.6.2.1 Travi con brusca variazione dâaltezza 14.1.6.3 Travi alte 14.1.6.3.1 Travi alte a campata unica 14.1.6.3.2 Travi alte a più campate 14.1.6.3.2.1 Ripartizione del carico uniformemente distribuito 14.1.6.4 Travi alte forate 14.1.6.5 Lastre e piastre forate 14.1.6.6 Modelli tridimensionali 14.2 Giunti 14.2.1 Generalità 14.2.2 Tipi di giunti APPENDICE A Definizioni B Simbologia C Locuzioni di frequente impiego in letteratura D Pubblicazioni periodiche E Bibliografia generale |