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CALCESTRUZZO STRUTTURALE - CA e CAP secondo l'Eurocodice 2
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CALCESTRUZZO STRUTTURALE - CA e CAP secondo l'Eurocodice 2

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Calcestruzzo Armato e Calcestruzzo Armato Precompresso secondo l'Eurocodice 2. Tullio Antonini. INTERSCIENZE Edizioni Scientifiche. Presentazione di Giulio Maier e Pietro Gambarova.

Calcestruzzo Armato e Calcestruzzo Armato Precompresso secondo l'Eurocodice 2. Tullio Antonini. INTERSCIENZE Edizioni Scientifiche. Presentazione di Giulio Maier e Pietro Gambarova.

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  • 1. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 www.calcestruzzostrutturale.it Autore: Tullio Antonini Copyright © 2009 – INTERSCIENZE Srl Via Felice Casati, 7/9 – 20124 Milano (Italy) Tel (+39) 02 2046733 – Fax (+39) 02 70057971 Email adm@interscienze.it – Web www.interscienze.it
  • 2. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 PRESENTAZIONE del prof. Giulio Maier Il trasferimento di conoscenza in ambedue le direzioni, tra ambienti in cui si fa ricerca orientata all’ingegneria e gli ambienti in cui si sviluppano tecnologie innovative, è notoriamente indispensabile, al giorno d’oggi, fattore di progresso culturale, economico e sociale. Altrettanto auspicabile, ma forse meno frequente, appare la comunicazione di esperienze e conoscenze maturate da protagonisti dell’ingegneria civile strutturale a colleghi della professione, a studenti nei vari livelli formativi delle università e anche ai ricercatori attivi sulle innovazioni in questo campo strutturale tradizionale, ma pur sempre centrale nella ingegneria di ogni paese. Questo libro credo rappresenti un pregevole contributo alla valorizzazione e transito di conoscenze nel senso suddetto. L’autore ha esercitato per decenni un’attività professionale molteplice e variata alimentata da acute riflessioni e approfondimenti, arricchita da frequenti contatti con ambienti universitari e con istituzioni internazionali che promuovono ricerca applicabile a produzione di normative. L’ingegner Antonini ha aggiunto al suo intenso lavoro professionale, intensi studi della letteratura disponibile concernenti problemi di attualità nella vasta tematica trattata in questo volume. Inoltre l’autore, con frequenti e vari contributi alla didattica specialistica sia al Politecnico di Milano che all’Università di Trieste, ha maturato una attitudine a chiare sistematiche e fruttuose trattazioni di argomenti tecnico-scientifici. La linearità dell’esposizione, la varietà degli argomenti trattati (varietà maggiore di quella pur ampia della precedente opera di Antonini sul cemento armato precompresso), la molteplicità e modernità delle fonti, documentata anche dalla ricca bibliografia, l’accurata attenzione e sintesi critica attribuite alle normative più autorevoli, ed inoltre il chiaro riflesso delle proprie esperienze progettuali nella trattazione sistematica dei relativi problemi generali delle costruzioni in cemento armato, credo siano circostanza e peculiarità che rendono questo volume un’opera adatta a contribuire validamente a quel fruttuoso trasferimento di conoscenza in un settore di perenne e ovvia centralità dell’ingegneria civile strutturale. Giulio Maier Professore Emerito di Scienza delle Costruzioni Politecnico di Milano
  • 3. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 PRESENTAZIONE del prof. Pietro Gambarova Questo testo sul “Calcestruzzo Strutturale” giunge alla stampa in un momento molto opportuno, in quanto l’inizio del XXI Secolo è testimone da un lato della capacità della più recente generazione di Ingegneri di comprendere e ad applicare gli Eurocodici basati sulla filosofia degli Stati Limite e della Sicurezza, dall’altro dell’evoluzione continua della normativa. Anche la normativa nazionale ha fatto recentemente notevoli progressi, come dimostra il Decreto Ministeriale del Gennaio 2008, che innova non tanto nei modelli, nelle espressioni di verifica e di dimensionamento, e nelle condizioni di carico, ma nel raccogliere in un unico e ben organizzato documento quanto è richiesto al Progettista, con riferimento sia alle situazioni usuali, che a quelle più o meno eccezionali per sisma, vento ed incendio. Con tale decreto risulta anche colta l’occasione per adeguare – con qualche “distinguo” – la normativa nazionale agli Eurocodici, ed uno per tutti valga il caso della progettazione all’incendio che fa totale riferimento all’Eurocodice EC-2 nella parte di “Progettazione Strutturale contro l’Incendio”. Ecco quindi che questo volume – sistematico, ben organizzato e chiaro, secondo la tradizione cui da tempo ci ha abituati l’ing. Antonini – si presenta come un veicolo efficace di cultura progettuale, ed un ottimo ausilio per gli allievi e per i professionisti “ingegneri strutturisti” in primis e poi – come viene bene sottolineato nella prefazione – per tutte le figure tecniche attive nel mondo variegato delle costruzioni, con particolare riferimento agli ingegneri civili non strutturisti, edili, ambientali ed agli architetti. Ma non solo! Pur riconoscendo qualche merito all’attuale sistema cosiddetto “3 + 2” (Laurea di Primo Livello + Laurea Magistrale) in termini di flessibilità nei piani di studio e di rapidità nel giungere alla Laurea, è innegabile come vari importanti argomenti siano ora trattati più concisamente o addirittura rimandati a successivi corsi di specializzazione. In tale situazione, un testo come questo rappresenta una guida ideale per tarare i corsi sulla progettazione del CA e CAP, illustrando direttamente in aula i problemi fondamentali, e lasciando alla lettura ed alla comprensione diretta dell’allievo le questioni di dettaglio, i casi particolari e gli approfondimenti. Due parole sul contesto nazionale in cui l’autore ed il suo volume si collocano. Numerosi sono stati negli ultimi dieci-quindici anni i testi – nuovi o rinnovati – dedicati al CA ed al CAP, ad opera di autori ben rappresentativi delle maggiori scuole italiane (si possono citare Milano, Napoli, Roma e Torino), e tutti hanno validamente contribuito all’elevazione della cultura progettuale nell’ambito delle costruzioni civili. Senza togliere niente a nessuno, questo volume ha però il vantaggio dell’aggiornamento, della copertura di gran parte degli aspetti propri della progettazione, e della pariteticità fra rigore (tipico della formazione accademica) e concretezza (tipica dell’attività professionale). L’autore infatti ha una estesissima pratica progettuale ed una qualificata esperienza di didattica universitaria, prima come assistente volontario al Politecnico di Milano e poi come docente incaricato stabilizzato all’Università di Trieste. Per tutti questi motivi, come professore di lungo corso di Tecnica delle Costruzioni, mi sento di ringraziare l’amico ing. Antonini, per questa sua fatica! Se poi a qualcuno il volume sembrasse “troppo complesso”, vorrei ricordare un adagio ben presente all’ing. Antonini, molto in voga in ambito ACI una cinquantina di anni fa, ma tuttora di grande attualità: “Il calcestruzzo armato sembrava un tempo essere semplice, ma in realtà non lo è mai stato! Eravamo noi ad essere semplici!”. Pietro G. Gambarova Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Politecnico di Milano
  • 4. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 PREFAZIONE Questo volume sul Calcestruzzo Strutturale adotta un approccio integrato, che sviluppa unitariamente gli argomenti di base concernenti sia le strutture in calcestruzzo armato ordinario (CA), che quelle in calcestruzzo armato precompresso (CAP), la loro analisi, il loro dimensionamento e lo studio del loro comportamento. I caratteri didattici di facile comprensione, già riconosciuti dai lettori dei precedenti volumi che riguardano peraltro il solo CAP (Cemento Armato Precompresso e Cemento Armato Precompresso – seconda edizione – vol.1 [g-5, g-6]) sono stati, per quanto possibile, mantenuti. Nella stesura del testo si è osservata una precisa sequenzialità espositiva, passando dalla descrizione qualitativa del comportamento strutturale all’analisi degli schemi che stanno alla base dei metodi di calcolo utilizzati in sede di progetto. In tal modo è stato possibile valorizzare i modelli semplici adatti alla progettazione preliminare, per un utile confronto con i più recenti e raffinati modelli analitici, che spesso richiedono le complesse procedure della meccanica computazionale. Il volume Calcestruzzo Strutturale fa riferimento agli Eurocodici ed in particolare all’EC2 [g-76], ma si avvale anche dell’ausilio dato dalle pregevoli guide esplicative fornite dall’AICAP [g-3], [g-4]. Il testo attinge pure dai volumi pubblicati da CEB e CEB/FIP, tra i quali vanno segnalati il Model Code 1990 [g-16] ed i tre volumi sul CA e CAP [g-23], corredati da applicazioni pratiche e da chiarimenti [g-24]. È stato inoltre tenuto presente – quando ritenuto di particolare rilievo per confronti con le altre normative – il codice statunitense ACI [g-2], di diffusione mondiale e di indubbio valore quantomeno formativo per lo strutturista che ambisca ad ampiezza e modernità di cultura professionale. L’opera si articola in quattordici capitoli: Il capitolo 1 introduce il calcestruzzo strutturale (cioè il CA ed il CAP, con esclusione delle opere in calcestruzzo non armato) attraverso un breve excursus storico ed alcuni cenni sulle scelte di fondo della progettazione. Il capitolo 2 sviluppa sinteticamente le basi del calcolo agli Stati Limite, riportando tabelle esplicative sulla simbologia adottata. Il capitolo 3 approfondisce ed attualizza le tematiche dei materiali, riallacciandosi agli analoghi capitoli dei volumi citati in precedenza, con particolare riguardo al comportamento dell’acciaio e del calcestruzzo esposti a temperatura molto elevata, ai calcestruzzi di nuova generazione (ad alte ed altissime prestazioni, autocompattanti e strutturali leggeri) ed alle resine polimeriche fibrorinforzate (FRP). I capitoli 4, 5, 6, 7 trattano rispettivamente: (a) la flessione, l’azione assiale e la loro interazione allo Stato Limite Ultimo, con cenni ai problemi inerenti alla fatica; (b) il taglio; (c) la torsione; e (d) il punzonamento. I capitoli 8, 9, 10 riguardano lo Stato Limite di Esercizio, con riferimento alle tensioni massime, alla fessurazione ed alle deformazioni, con cenni alle vibrazioni (Capitolo 10). Il capitolo 11 affronta i problemi della precompressione esterna a cavi mantenuti scorrevoli. Il capitolo 12 tratta la durabilità. Il capitolo 13 illustra i dettagli esecutivi delle armature. Infine, il capitolo 14 introduce la modellazione a puntoni e tiranti, ed accenna ai giunti strutturali. Ogni capitolo è corredato da una bibliografia selettiva di pubblicazioni attinenti al tema trattato ed utili per eventuali successivi approfondimenti. Infine, nell’Appendice viene riportato un elenco delle fonti bibliografiche generali, la cui consultazione ai diversi livelli ha permesso all’autore di preparare questo testo. L’appendice contiene anche la traduzione di molti termini tecnici francesi, inglesi e tedeschi. Il volume è stato pensato in modo da costituire un efficace ausilio per gli ingegneri e per gli architetti che già operano nel campo del calcestruzzo strutturale, per i ricercatori, e per tutti coloro che – coinvolti
  • 5. Prefazione nella realizzazione delle opere in CA e CAP – vogliano aggiornare ed approfondire le loro conoscenze alla luce degli Eurocodici. Altrettanto vale per gli studenti dei corsi progettuali delle Scuole di Ingegneria ed Architettura, e per coloro che desiderino acquisire una approfondita conoscenza dello stato dell’arte. Alcune parti dell’opera si prestano ad essere consultate pure dagli operatori che – a vario titolo e livello – svolgono un certo ruolo nella realizzazione delle opere in calcestruzzo strutturale, quali i progettisti generali ed i direttori dei lavori, i dirigenti di cantiere ed i consulenti, i collaudatori, gli impresari e gli assistenti di cantiere. Ringrazio il Prof. Ing. Giulio Maier ed il Prof. Ing. Pietro Gambarova per avere accettato di presentare questa mia opera. In particolare sono molto riconoscente all’amico Giulio Maier, che tanti anni fa, insieme ad alcuni altri amici, mi aveva incoraggiato ad intraprendere questo lungo ed impegnativo lavoro tecnico e didattico. Da lui ho avuto costante sostegno morale e preziosi consigli nel continuo sforzo di aggiornamento ed approfondimento. Devo anche ricordare il compianto Prof. Ing. Leo Finzi, che in più occasioni mi aveva espresso il suo incoraggiamento, confermandomi la fiducia nel presentare i miei precedenti volumi sul calcestruzzo armato precompresso [g-5; g-6]. Desidero segnalare con gratitudine i contributi critici ed i consigli di vari colleghi ed amici nella preparazione di questo volume: Alberto Bernardini, Zeno Biondo, Ferruccio Carbi, Ugo Frinzi, Aldo Furlan, Massimo Marini, Alfonso Nappi, Fiorenzo Posocco, Sandra Rajgelj, Anna Saetta. Ringrazio inoltre il Dott. Ing. Giovanni Facchin, che ha criticamente letto l’intera opera, sviluppando nel contempo una serie di esercizi, preparato i disegni in formato digitale, predisposto la battitura del testo e curato parte dell’impaginazione editoriale. Un sentito ringraziamento e ricordo agli amici Giorgio Bertone, ai compianti Giorgio Floridia e dott. arch. Luigi Fratino per i loro contributi alla parte grafica ed infine a Lucio Pacor e all’arch. Alessandra Pacor per la preparazione degli schizzi. Vorrei inoltre esprimere riconoscenza all’Editore per l’accurata veste tipografica e per l’attenzione posta nella preparazione dell’opera in ogni suo particolare. Infine non posso certamente dimenticare mia Moglie per la pazienza e lo spirito di sopportazione (allo Stato Limite Ultimo!) che ha voluto dimostrarmi, rendendo così possibile il compimento del lavoro, per me molto impegnativo e faticoso, di aggiornamento, approfondimento ed adeguamento della complessa materia trattata. Infine un riconoscimento particolare a quanti vorranno segnalarmi errori, carenze e lacune, pressoché inevitabili nella prima stesura – seppure molto meditata ed attenta – di un’opera così vasta ed articolata. Tullio Antonini
  • 6. Tullio Antonini nasce a Trieste nel 1924, si laurea in ingegneria civile edile all'Università di Padova nel 1947 ed ottiene nel corso degli studi due borse di studio, di cui una del Collegio S.Marco assegnata a studenti meritevoli per profitto e diligenza. Successivamente frequenta il Corso di Perfezionamento per le Costruzioni in Cemento Armato, Fondazione Fratelli Pesenti presso il Politecnico di Milano conseguendo, nel 1948, il relativo certificato ed uno dei premi di studio riservati ai migliori allievi del Corso. Dalla specializzazione post-laurea e fino al 1985 ha svolto intensa attività di progettista strutturale e direttore lavori nei campi delle costruzioni civili, industriali ed in taluni interventi di adeguamento e risanamento di infrastrutture autostradali. Già iscritto nell’elenco della Prefettura di Trieste dei professionisti di riconosciuta competenza incaricati delle ispezioni delle opere in cemento armato, è stato inoltre consulente tecnico per il Tribunale Civile e Penale di Trieste e collaudatore di molte opere in CA, CAP ed a struttura metallica, in particolare nel campo delle telecomunicazioni. Dagli anni ’50, in parallelo alla preminente attività professionale, ha svolto didattica universitaria, tenendo, in qualità di cultore della materia, esercitazioni di Tecnologia dei Materiali e Tecnica delle Costruzioni presso la Facoltà di Architettura del Politecnico di Milano sotto la direzione dapprima del prof. ing. arch. Mario Cavallé (suo maestro di vita professionale e di cantiere), poi del prof. arch. Gian Antonio Sacchi ed infine del prof. ing. Fabrizio De Miranda. Per un decennio, è stato docente incaricato stabilizzato di Tecnica delle Fondazioni e poi di Costruzione di Ponti presso l'Università di Trieste, fino al 1985. Dal 1986, causa motivi di salute, ha dovuto limitare drasticamente il suo impegno professionale, privilegiando saltuariamente l'attività didattica. Ha tenuto infatti corsi integrativi all'Università di Trieste, conferenze in varie sedi tecnico-scientifiche, lezioni in corsi di aggiornamento presso associazioni professionali e istituzioni culturali. Nel 1999 ha concluso ogni attività in qualità di professionista ed è ora iscritto nell’Albo d’Oro degli Ingegneri di Trieste avendo raggiunto i cinquanta anni di attività professionale. In questi ultimi tempi si è dedicato pressoché esclusivamente allo studio di aggiornamento ed approfondimento del tema calcestruzzo strutturale. Dal 1966 è membro dell'American Concrete Institute, dal 1985 Associate Member nel Gruppo misto di lavoro 423 ACI/ASCE relativo al Prestressed Concrete e ultimamente ha collaborato con l’ACI in qualità di Manuscript Reviewer. È stato, fino a tempi recentissimi, membro della The Concrete Society- UK.Dal 1996 è Associate Member del CSI (Construction Specifications Institute – USA), in qualità di Educator.
  • 7. INDICE PRESENTAZIONE PREFAZIONE 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
  • 8. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 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 momento–curvatura 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 σc-εc 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 l’analisi strutturale 3.2.3.2 Modelli per il calcolo della sezione trasversale 3.2.3.2.1 Modello parabola–rettangolo 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
  • 9. INDICE 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 all’attrito 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 dell’elemento strutturale 4.1.3 Ala efficace delle sezioni a T od a L 4.1.4 Percentuali minime e massime d’armatura 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
  • 10. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 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 – diagrammi d’interazione 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 all’azione tagliante 5.3.2 Elementi strutturali d’altezza costante 5.3.3 Elementi strutturali d’altezza 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
  • 11. INDICE 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 dell’armatura 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 “Copertura” dell’azione 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 all’interfaccia 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 taglio–punzonamento 7.1.2 Perimetri critici
  • 12. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 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 piastra–pilastro 7.4.1 Zona senza specifica armatura a taglio 7.4.2 Zona con specifica armatura a taglio 7.5 Armatura a taglio–punzonamento 7.5.1 Definizione dell’armatura a punzonamento 7.6 Duttilità della connessione piastra–pilastro 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 nell’armatura 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 “controllo del carico” 9.3.1.2 Comportamento a “controllo della deformazione” 9.4 Regole semplificate per il controllo della fessurazione 9.4.1 Generalità 9.4.2 Area minima d’armatura 9.4.3 Ampiezza di fessurazione 9.5 Calcolo analitico dell’ampiezza 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
  • 13. INDICE 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 – metodo tabellare 10.1.3.2.1 Influenza della tensione nell’armatura 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 dell’acciaio 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 alcali–aggregato 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
  • 14. CALCESTRUZZO STRUTTURALE – CA e CAP secondo l’Eurocodice 2 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 dell’aderenza 13.2.2.1 Condizioni di aderenza 13.2.2.1.1 Generalità 13.2.2.1.2 Tensione ultima d’aderenza 13.2.2.1.3 Determinazione sperimentale delle tensioni d’aderenza 13.2.3 Ancoraggi 13.2.3.1 Generalità 13.2.3.2 Lunghezza d’ancoraggio di base 13.2.3.3 Lunghezza d’ancoraggio 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
  • 15. INDICE 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 puntone–puntone–puntone 14.1.4.4.2 Nodo puntone–tirante–puntone 14.1.4.4.3 Nodo tirante–puntone–tirante 14.1.4.4.4 Nodo tirante–tirante–tirante 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 (Θ = 90°) 14.1.5.1.1.1 Momenti di chiusura di nodo 14.1.5.1.1.2 Momenti d’apertura di nodo 14.1.5.1.1.3 Momenti di chiusura e apertura di nodo 14.1.5.1.2 Connessione divaricata (Θ >> 90°) 14.1.5.1.3 Connessione ad uncino (Θ << 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 d’altezza 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