Corso diProgetto di Strutture

POTENZA, a.a. 2012 – 2013

Le piastre

Precompresse

Dott. Marco VONAScuola di Ingegneria, Università di Basilicata

marco.vona@unibas.it 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