Verifica dell'ampiezza delle fessure nelle sezioni trasversali con un grande copriferro

Per il calcolo dell'ampiezza delle fessure secondo EN 1992-1-1, capitolo 7.3.4, è necessario valutare la profondità dell'area di trazione efficace h_c,eff e il rapporto di armatura ρ_c,eff. La profondità h_c,eff è determinata secondo la seguente formula:

Vi sono casi in cui la sezione trasversale è soggetta a un momento flettente e a una forza normale di compressione, mentre allo stesso tempo è previsto un grande copriferro. Questa situazione si verifica principalmente nelle sottostrutture di ponti, pile, ecc. In questo caso, la profondità dell'area di trazione efficace assume un valore pari a zero a causa del grande copriferro:

La metodologia dell'Eurocode non poteva essere applicata poiché non è stata trovata alcuna armatura nell'area di trazione. Nessuna armatura nella zona tesa, nessuna verifica dell'ampiezza delle fessure. Ma gli ingegneri hanno bisogno che questa verifica venga eseguita. Come abbiamo affrontato la necessità di soddisfare sia le esigenze dell'ingegnere che i requisiti normativi?

Poiché negli ultimi quattro rilasci sono stati apportati diversi miglioramenti alla verifica dell'ampiezza delle fessure, riesaminiamo questi particolari miglioramenti e presentiamo, naturalmente, il più recente.

Versione 20.0 e precedenti

Fino alla versione 20.0, l'assenza di armatura nella regione A_c,eff veniva risolta utilizzando il membro destro dell'equazione (7.3.4) per calcolare la differenza delle deformazioni relative di calcestruzzo e armatura:

dove veniva sostituita la tensione nell'armatura maggiormente tesa.

E la distanza massima tra le fessure veniva calcolata secondo l'Equazione 7.14, ovvero:

Se si verificava il problema dell'assenza di armatura nella zona tesa, veniva applicata la soluzione alternativa sopra menzionata.

Versione 20.1

Poiché il calcolo utilizzato nella versione 20.0 e precedenti non soddisfa le ipotesi di base del modello della barra tesa (barra di armatura inglobata nel calcestruzzo), abbiamo deciso di non utilizzare la soluzione alternativa implementata nella versione 20.0 e precedenti. E se l'armatura si trovava al di fuori della zona tesa, l'utente veniva avvisato dalla non conformità:

Nessuna armatura tesa è stata trovata nell'area di trazione della sezione trasversale. Pertanto l'armatura tesa non può essere determinata e l'ampiezza delle fessure non può essere calcolata secondo il paragrafo 7.3.4.

Versione 21.0

L'unica modifica rispetto alla versione 20.1 è che abbiamo iniziato a visualizzare tutti i valori che siamo in grado di calcolare, e allo stesso tempo abbiamo iniziato a visualizzare l'area di trazione efficace del calcestruzzo nella scena. Ciò consente all'utente di vedere che tutta l'armatura si trova al di fuori della regione A_c,eff. Si noti che il baricentro dell'armatura deve trovarsi all'interno dell'area di trazione per essere considerata come armatura inglobata. Allo stesso tempo, veniva visualizzata una non conformità:

Nessuna armatura tesa è stata trovata nell'area di trazione della sezione trasversale. Pertanto l'armatura tesa non può essere determinata e l'ampiezza delle fessure non può essere calcolata secondo il paragrafo 7.3.4.

Versione 21.1

Nel determinare l'area di trazione efficace, per ogni caso di calcolo dell'ampiezza delle fessure, il calcolo viene eseguito come segue:

• Passo 1 – viene eseguito un calcolo regolare, in cui l'altezza h_c,ef è determinata come:

• Passo 2 – se la profondità efficace h_c,eff è così piccola che tutta l'armatura si trova al di fuori di questa regione, la profondità viene determinata come descritto nel passo 3.
• Passo 3 – il calcolo di h_c,eff escludendo la condizione critica è determinato come:

Allo stesso tempo, viene visualizzata la seguente non conformità:

L'area efficace di calcestruzzo in trazione che circonda l'armatura o i tendini di precompressione ha profondità h_c,eff, dove h_c,eff è il minore tra 2,5(h – d) e h/2. Nel caso in cui si consideri il valore come (h – x)/3, l'armatura si trova al di fuori dell'area efficace di calcestruzzo in trazione, e pertanto non sarebbe possibile calcolare l'ampiezza delle fessure secondo il paragrafo 7.3.4.

Si noti che questo miglioramento è già stato rilasciato nella patch della versione 21.0, ovvero la 21.0.4.

Questo miglioramento porterà a risultati più coerenti per i calcoli delle fessure in IDEA StatiCa RCS, nonostante le limitazioni stabilite dalla normativa.

La verifica dell'ampiezza delle fessure nelle sezioni trasversali in calcestruzzo armato con un grande copriferro è disponibile nelle edizioni Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert e Prestressing Enhanced di IDEA StatiCa.