Progetta facilmente le pareti di trasferimento con ETABS BIM Link

Parete di trasferimento

La progettazione delle pareti di trasferimento è un argomento complesso perché spesso si comportano come le regioni D, dove l'ipotesi di sezione piana non è valida, quindi non si possono utilizzare le normali formule empiriche presenti nei codici di progettazione. Ciò significa che la funzione di progettazione all'interno del software FEA globale, che spesso utilizza un'ipotesi di progettazione di travi o colonne, non è adatta a questo problema.

Nella parete mostrata sopra, gli ingegneri hanno due opzioni per progettare la parete. La prima è quella di utilizzare il metodo "strut-and-tie", anche se si tratta di un metodo valido e adatto, che comporta molto lavoro manuale e prove-errore, che potrebbero richiedere molto tempo. La seconda è quella di utilizzare un'approssimazione nel software FEA globale, valutando le sollecitazioni principali di trazione per determinare i requisiti di armatura e verificando che le sollecitazioni principali di compressione rimangano al di sotto della resistenza di progetto del calcestruzzo.

La seconda opzione sembra una scelta più pratica ed efficiente in termini di tempo, ma nasconde un pericolo.

Tensione trasversale

Quando il calcestruzzo è sottoposto a una forte compressione, spesso subisce tensioni di trazione in direzione perpendicolare, chiamate tensioni trasversali. In questo caso, iniziano a formarsi piccole fessure e il calcestruzzo diventa meno confinato e più debole in compressione. Questo effetto, noto come softening in compressione, significa che il calcestruzzo fessurato non può sopportare la stessa forza di compressione del calcestruzzo non fessurato. Nel codice di progettazione, questo effetto viene considerato quando si progetta, ad esempio, una trave alta. Nei puntoni e nei nodi delle travi profonde, si utilizza un fattore k nell'Eurocodice (o β nell'ACI) con valori diversi, a seconda della situazione, per ridurre la capacità massima di compressione del calcestruzzo a causa dell'effetto di rammollimento della compressione.

IDEA StatiCa Detail

IDEA StatiCa Detail utilizza il metodo CSFM (Compatible Stress Field Method), in grado di gestire accuratamente sia le regioni B che le regioni D. Il Detail incorpora anche gli effetti di softening in compressione nella sua analisi, utilizzando un fattore kc2, e fornisce quindi una valutazione più realistica e sicura della capacità dei puntoni in calcestruzzo.

IDEA StatiCa 25.1 consente di importare elementi di parete da ETABS a IDEA StatiCa Detail. Utilizzando questo collegamento BIM, gli ingegneri possono facilmente importare pareti da ETABS per un'analisi più approfondita in IDEA StatiCa Detail.

Di seguito è riportata la stessa parete importata da ETABS e analizzata in IDEA StatiCa Detail. Si può notare nell'angolo in alto a sinistra che, con l'armatura di base data, l'analisi SLU mostra un cedimento anche se le tensioni di compressione sono simili (circa 15 MPa). Perché?

Questo cedimento allo SLU è causato esattamente dalla considerazione dell'effetto del softening in compressione mediante il fattore kc2, che riduce la capacità del calcestruzzo di un fattore pari a 0,75. Quindi la capacità del calcestruzzo è ora, σc,lim = fcd x k2 = 20 x 0,75 = 15 Mpa. Per questo motivo, con 15 Mpa di sollecitazione di compressione, l'utilizzo (σc/σc,lim) è indicato come 99,5%.

La soluzione consiste nell'aggiungere un'armatura supplementare per alleviare una parte della tensione di compressione del calcestruzzo. In questo modo, la parete di trasferimento può superare la verifica di progetto, come mostrato di seguito. Il requisito di aggiungere un'armatura di compressione aggiuntiva sarebbe altrimenti mancato se gli ingegneri non avessero utilizzato il dettaglio IDEA StatiCa.

Se non l'hai notato, nell'angolo in alto a sinistra, il risultato SLS, che include la limitazione delle tensioni, la deformazione (con effetto a lungo termine) e l'ampiezza delle fessure, viene considerato anche all'interno di IDEA StatiCa Detail. Il risultato SLS è qualcosa che gli altri due approcci sopra descritti non possono produrre.

Quindi, utilizzando IDEA StatiCa Detail, gli ingegneri possono essere pienamente informati su come si comporta la loro parete di trasferimento, non solo in SLU, ma anche in SLE.

Relazione

Una volta terminata la progettazione, gli ingegneri possono produrre una relazione completa con tutti i risultati dell'analisi da presentare. Inoltre, è possibile generare le distinte dei materiali per le armature ai fini della fabbricazione.

Conclusione

La progettazione di pareti di trasferimento richiede un'attenta considerazione delle complesse interazioni di sollecitazione che si verificano all'interno delle regioni D. Approcci semplificati o l'uso diretto dei risultati FEA globali possono trascurare effetti importanti come il softening in compressione, portando a una sovrastima della capacità del calcestruzzo. Utilizzando IDEA StatiCa Detail e la sua analisi basata sul CSFM, gli ingegneri possono tenere conto di questi comportamenti non lineari in modo accurato, garantendo che i requisiti SLU e SLE siano verificati correttamente.

Risorse

• Esercitazione per il collegamento da ETABS al dettaglio BIM