Stato limite di fessurazione
I file di input necessari per riprodurre l'elaborazione previsti dal §10.2 delle NTC sono contenuti nella cartella verifiche_SL_fessurazione.zip.
I criteri per la verifica allo stato limite di fessurazione sono indicati nella tabella 4.1.IV NTC08
Gruppi di |
Condizioni |
Combinazione |
Armatura |
|||
Sensibile |
Poco sensibile |
|||||
Stato limite |
wd |
Stato limite |
wd |
|||
a |
Ordinarie |
frequente |
ap. fessure |
≤ w2 |
ap. fessure |
≤ w3 |
quasi permanente |
ap. fessure |
≤ w1 |
ap. fessure |
≤ w2 |
||
b |
Aggressive |
frequente |
ap. fessure |
≤ w1 |
ap. fessure |
≤ w2 |
quasi permanente |
decompressione |
- |
ap. fessure |
≤ w1 |
||
c |
Molto aggressiv |
frequente |
formazione fessure |
- |
ap. fessure |
≤ w1 |
quasi permanente |
decompressione |
- |
ap. fessure |
≤ w1 |
Con:
w1 = 0,2 mm
w2 = 0,3 mm
w3 = 0,4 mm
Gli acciai ordinari sono considerati armatura poco sensibile.
Il valore di calcolo dell’apertura delle fessure wd è dato da
wd = 1,7 wm
dove wm rappresenta l’ampiezza media delle fessure.
L’ampiezza media delle fessure wm è calcolata come prodotto della deformazione media delle barre d’armatura εsm per la distanza media tra le fessure Δsm.
wm = Δsm εsm
Secondo il § C4.1.2.2.4 della CNTC08, la deformazione media delle barre e la distanza media tra le fessure sono valutate utilizzando la procedura del D.M. 9 gennaio 1996. (punto B.6 della Circolare Min. LL.PP 252 del 15/10/1996)
In questo esempio sono eseguite le verifiche a fessurazione per la seguente struttura, già trattata nell'esempio "tensioni di esercizio":
Stutture 3D - Jasp (file verifiche_tensioni.jas)
I carichi distribuiti sulla mensola sono:
Peso proprio strutturale: qG1 = 2300N/m +6000N/m = 8300N/m
Peso proprio non strutturale: qG2 = 5000N/m
Sovraccarico ambiente affollato: qQ2 = 8000N/m
I carichi distribuiti per le combinazioni di carico d'interesse sono:
Combinazione frequente: qFreq = qG1 + qG2 + 0.7·qQ2=18900 N
Combinazione quasi permanente: qQP = qG1 + qG2 +0.6·qQ2=18100 N
Caratteristiche dei materiali:
Acciaio: B450C; fyk = 450 MPa ; fyd = 391,3 MPa; σSadm= 360 MPa; Es = 210000 N/mm2
Calcestruzzo: C25/30; Rck = 30 MPa; fck =25 MPa; fcd = 14,17 MPa; Ec =31476 N/mm2
Calcolo fessurazione mensola (flessione semplice)
L’armatura di progetto della mensola è:
Il calcolo del momento di fessurazione avviene considerando il calcestruzzo tutto reagente e il coefficiente di omogeneizzazione n = 6.672.
Il calcolo di xn e di I per la sezione nello stadio 1 viene effettuato con il seguente foglio elettronico:
stadio-1-mensola.xls
La tensione di rottura del calcestruzzo è fctm = 0.3 fck 2/3 = 2.565 = 256.5 N/cm2
Momento di fessurazione = Mcr = fctm·I /(h- xn) = 256.5·46204 /(11.18) = 10600 Nm
Si procedo al calcolo di β ossia il rapporto tra le sollecitazioni effettive e quelle di fessurazione.
Combinazione |
M [Nm] |
β = Mcr/M |
Quasi Permanente |
36200 |
0.2928 |
Frequente |
37800 |
0.2804 |
dove: M = qL2/2
L’asse neutro ed il momento d’inerzia per la sezione nello stadio 2 e con n = 15 sono stati calcolati nell’esempio SL.
I valori ottenuti sono:
xn = 8.152 cm
I = 27009 cm4
I valori di σs per la sezione parzializzata sono:
Combinazione |
M [Nm] |
σs [N/mm2] |
Quasi Permanente |
36200 |
234.2 |
Frequente |
37800 |
244.5 |
dove: σs = nM(d-x)/I
L’ampiezza delle fessure è calcolata utilizzando un foglio di calcolo ed i risultati sono conformi a quelli forniti da Jasp
fessurazione-mensola.xls
Calcolo fessurazione pilastro (pressoflessione)
L’armatura di progetto del pilastro è:
Il calcolo di A e di I nello stadio 1 è effettuato con il seguente foglio di elettronico:
Definendo β come il rapporto tra le sollecitazioni N-M effettive e quelle di fessurazione, con variazione proporzionale di N e di M,
ossia ponendo:
Ncr = β N;
Mcr = β M;
si può scrivere:
fctm = Ncr/A - Mcr·(h-x)/I = β [N/A - M·(h-x)/I]
e ricavare β per la combinazione frequente e quasi permanente.
Combinazione |
N [N] |
M [Nm] |
h [cm] |
x[cm] |
I[cm4] |
A [cm2] |
fctm [N/cm2] |
β |
Frequente |
-37800 |
37800 |
25 |
12.5 |
61047 |
1101 |
256.5 |
0.34678 |
Quasi Perm |
-36200 |
36200 |
25 |
12.5 |
61047 |
1101 |
256.5 |
0.362108 |
I valori di σs per la sezione sono ricavati con il software VcaSLU
Tensione di Esercizio cmb Frequente - VcaSlu (file r40x25_freq.slu) |
Tensione di Esercizio cmb Quasi Perm - VcaSlu (file r40x25n15.slu) |
L’ampiezza delle fessura è calcolata utilizzando un foglio di calcolo ed i risultati sono conformi a quelli forniti da Jasp
fessurazione-pilastro.xls