Corso diProgetto di Strutture
POTENZA, a.a. 2012 – 2013
Le piastre
Precompresse
Dott. Marco VONAScuola di Ingegneria, Università di Basilicata
[email protected] http://www.unibas.it/utenti/vona/
PIASTRE PRECOMPRESSE
La tecnologia di precompressione trova una forte ed ampia
applicazione proprio nel campo delle strutture orizzontali (solai e
piastre) con grandi luci
Grazie ad essa è infatti possibile realizzare coperture di grandi
dimensioni contenendo fortemente il peso proprio delle stesse
riducendo quindi in modo sensibile dimensione e peso di tutte le
altre strutture (travi, pilastri, fondazione)
PIASTRE PRECOMPRESSE
La precompressione può essere realizzata con due differenti
modalità:
Armatura post tesa con ancoraggi terminali e cavi/fili scorrevoli
in guaine. La precompressione viene conferita dopo la
realizzazione del getto
Armatura pre tesa con cavi/fili aderenti. I cavi/fili sono tesi prima
della realizzazione del getto
In entrambi i casi si hannofenomeni che tendono a ridurre gli
effetti del post tensione e della pretrazione
PIASTRE PRECOMPRESSE
PERDITE DI TENSIONE ISTANTANEE
Nella tecnologia realizzata con cavi/fili scorrevoli in guainepost
tesi si possono avere perdite di tensione:
‒ per attrito sia in curva sia nei tratti rettilinei
‒ perditeperattritoneimartinettienegli ancoraggi‒ perditeperattritoneimartinettienegli ancoraggi
‒ perdite dovute alla deformazione elastica istantanea del
calcestruzzo
Nella tecnologia con cavi/filipre tesi:
‒ dovute alla deformazione elastica di lunghezza degli elementi di
calcestruzzo
PIASTRE PRECOMPRESSE
PERDITE DI TENSIONE DIFFERITE NEL TEMPO
Sono perdite che si verificano a bloccaggio avvenuto dei cavi/fili e
sono dovute a:
‒ Ritiro del calcestruzzo
‒ Deformazioni viscose del calcestruzzo sotto carico
‒ Rilassamento delle tensioni nell’acciaio
PIASTRE PRECOMPRESSE
DISPOSIZIONE DEI CAVI
Per le strutture piane bidimensionali (solai e piastre) possono
essere considerati validi essenzialmente tre tipi di tracciati:
1. Disposizione dei cavi concentrata lungo strisce ortogonali checollegano gli assi dei pilastri. Tali strisce agisconosostanzialmentecome travi precompresseche irrigidiscono isostanzialmentecome travi precompresseche irrigidiscono ibordi delle piastre
PIASTRE PRECOMPRESSE
DISPOSIZIONE DEI CAVI
Per le strutture piane bidimensionali (solai e piastre) possono
essere considerati validi essenzialmente tre tipi di tracciati:
2. Disposizione dei cavi concentrata lungo una striscia e
distribuiti nelladirezioneortogonaledistribuiti nelladirezioneortogonale
PIASTRE PRECOMPRESSE
DISPOSIZIONE DEI CAVI
Per le strutture piane bidimensionali (solai e piastre) possono
essere considerati validi essenzialmente tre tipi di tracciati:
3. Disposizione dei cavi distribuiti in due direzioni ortogonali
PIASTRE PRECOMPRESSE
Condizionefavorevole
Condizionesfavorevole
SCELTA DEL TRACCIATO DEI CAVI
La disposizione curvilinea del cavo (con raggio R) consente iltrasferimento al calcestruzzo di una pressione per unità dilunghezza (per una forza di trazione sul cavo N) pari a :
R
Np =
Il raggiodel cavopuòesserevariabilelungo il tracciato(ancheperIl raggiodel cavopuòesserevariabilelungo il tracciato(ancheperragioni tecnologiche)
SCELTA DEL TRACCIATO DEI CAVI
Se consideriamo una distribuzione parabolica definita da:f
LR
8
2
=
2
8
L
Nfp = p9
BILANCIAMENTO DEI CARICHI
In tal modo è possibile valutare un sistema di forze equivalenti allaprecompressione
Si valuta quindi il miglior bilanciamento tra i carichi equivalenti e icarichi distribuiti sulla struttura ricercando la miglioredistribuzione dei cavi
Indipendentementedalla distribuzione dei cavi (uniforme oIndipendentementedalla distribuzione dei cavi (uniforme oconcentrata) la forza totale di precompressione (positiva e direttaverso l’alto) per unità di larghezza della piastra è la forzanecessaria ad equilibrare una pressione per unità di superficiediretta verso il basso:
1
21
1 8 f
pLN =
2
22
2 8 f
pLN =
IL SISTEMA EQUIVALENTE
Il metodo è sufficientemente accurato e semplice per leapplicazioni concrete
È applicabile in condizioni di esercizio, ultime ed in presenza diazioni orizzontali
Consiste nell’analisi elastica dei telai piani estratti, in dueConsiste nell’analisi elastica dei telai piani estratti, in duedirezioni ortogonali, dalla struttura in esame
I telai sono costituiti dai seguenti elementi
1. Strisce orizzontali di di piastra
2. Pilastri ( o setti) al di sopra e al di sotto della piastra
3. Eventuali elementi irrigidenti
IL SISTEMA EQUIVALENTE
Il metodo è sufficientemente accurato e semplice per leapplicazioni concrete
IL SISTEMA EQUIVALENTE
La procedura è la seguente:
FASE 1. Suddivisione della piastra in strisce in direzionelongitudinale e trasversale
IL SISTEMA EQUIVALENTE
La procedura è la seguente:
FASE 2. Calcolo delle rigidezze degli elementi costituenti iltelaio equivalente
Rigidezze equivalenti dei pilastri:( )( ) tpil
tpilequivpil KK
KKK
+⋅
=∑∑
Con la sommadelle rigidezzeflessionalidei pilastri collegati allaCon la sommadelle rigidezzeflessionalidei pilastri collegati allastriscia di piastra analizzata data da:
sH
JEK pilpil
pil 2
4
−=∑H altezza di piano
s spessore della piastra
FASE 3. si risolve il telaio in campo elastico considerando laprecompressione, le cadute di tensione, i carichipermanenti, variabili, ecc.
SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE
Il sistema di precompressione più utilizzato è la post tensione chepuò essere realizzata con
CAVI ADERENTI MONOTREFOLO O MULTITREFOLO
‒Sono realizzati con trefoli singoli racchiusi in guaine di plastica
‒Momentiresistentiultimi maggiori‒Momentiresistentiultimi maggiori
‒La rottura di un cavo ha effetti limitati
‒Le guaine devono avere maggiori dimensioni per consentirel’iniezione di boiacca di cemento
SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE
CAVI NON ADERENTI MONOTREFOLO
‒Maggiori eccentricità dovuta alla minore dimensione delle guaine
‒Le perdite per attrito risultano molto limitate ed in generale siriducono i costi
‒ I trefoli sonoracchiusiin guainedi polietilene(1 mm) e annegati‒ I trefoli sonoracchiusiin guainedi polietilene(1 mm) e annegatinel grasso. Si riduce il copriferro e si ha elevata protezione dallacorrosione
‒Le procedure sono semplificate dalla facilità di esecuzione delpost tensione e dall’assenza di iniezioni
SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE
La post tensione incrementa la capacità portante della soletta e pergrandi carichi consente di incrementare le luci
PRINCIPALI VANTAGGI POST TENSIONE
‒Riduzionedei costi(spessoreridotto)‒Riduzionedei costi(spessoreridotto)
‒Riduzione dei tempi di costruzione/lavorazione
‒Migliore comportamento globale
‒Riduzione dell’armatura lenta
‒Riduzione delle frecce e delle fessurazioni
PIASTRE PRECOMPRESSE
TIPOLOGIE DI ANCORAGGI
I trefoli sono tesati singolarmente e bloccati tramite morsetti
PIASTRE PRECOMPRESSE
TIPOLOGIE DI ANCORAGGI
I trefoli sono tesati singolarmente e bloccati tramite morsetti
PIASTRE PRECOMPRESSE
TIPOLOGIE DI ANCORAGGI
PIASTRE PRECOMPRESSE
TIPOLOGIE DI ANCORAGGI
PIASTRE PRECOMPRESSE
TIPOLOGIE DI ANCORAGGI
