Influenza dei supporti temporanei sui diagrammi del momento flettente per strutture composte
Introduzione
Ci si potrebbe chiedere perché si verifica un rapido incremento del momento flettente all'appoggio intermedio quando si collegano tra loro due travi prefabbricate mediante soletta gettata in opera e diaframmi. Il comportamento atteso era che il momento flettente all'appoggio intermedio si sviluppasse nel tempo a causa del creep del calcestruzzo, ma non immediatamente dopo la composizione delle travi prefabbricate con le parti gettate in opera. Esaminiamo questo problema in modo più dettagliato e consideriamo le diverse disposizioni dei supporti temporanei e la loro influenza sulla distribuzione delle forze interne.
Descrizione della struttura
Al fine di spiegare l'elevato momento flettente all'appoggio di una trave continua, sono stati analizzati due casi nel software IDEA StatiCa Beam e midas Civil. Si considerino due travi prefabbricate composte con soletta in calcestruzzo armato gettata in opera e diaframma all'appoggio. La classe del calcestruzzo è la stessa per entrambe le parti della sezione trasversale composta, C45/55. Le forme delle sezioni trasversali sono le seguenti:
Sezione composta:
Diaframma all'appoggio:
Lo schema statico varia nel tempo. Per ciascun caso viene considerata una diversa disposizione degli appoggi. Il processo costruttivo è tuttavia identico. Fabbricazione della trave prefabbricata, deposito in cantiere, posa della trave prefabbricata sui supporti temporanei in sito e successiva composizione con la soletta gettata in opera e il diaframma. La posizione degli appoggi definitivi è la stessa per entrambi i casi, così come la storia dei carichi.
La storia dei carichi per entrambi i casi:
Fasi costruttive per il caso A (supporti temporanei durante il getto della soletta):
Fasi costruttive per il caso B (senza supporti temporanei aggiuntivi durante il getto della soletta):
Confronto tra midas Civil & IDEA StatiCa Beam
Durante il confronto, ci siamo concentrati sui momenti flettenti all'appoggio e in mezzeria in particolari fasi costruttive per entrambi i casi.
Caso A
Fase costruttiva 3:
Trave prefabbricata appoggiata sui supporti temporanei, soggetta al peso proprio e al calcestruzzo fresco della soletta in c.a., inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
Fase costruttiva 4:
Le travi prefabbricate sono composte con la soletta, la sezione composta resiste al solo peso proprio, fase degli appoggi definitivi, inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
Fase costruttiva 6:
Struttura al tempo di 100 anni, soggetta al solo peso proprio, inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
Caso B
Fase costruttiva 3:
La trave prefabbricata è appoggiata sugli appoggi definitivi, soggetta al peso proprio e al calcestruzzo fresco della soletta in c.a., inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
Fase costruttiva 4:
Le travi prefabbricate sono composte con la soletta, la sezione composta resiste al solo peso proprio, fase degli appoggi definitivi, inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
Fase costruttiva 6:
Struttura al tempo di 100 anni, soggetta al solo peso proprio, inclusi creep e ritiro.
Diagramma del momento flettente – IDEA StatiCa Beam
Diagramma del momento flettente – midas Civil
I risultati di IDEA StatiCa Beam e midas Civil sono stati organizzati in una tabella:
Conclusione
La tabella precedente mostra che i risultati dei diversi software sono più o meno equivalenti. Le deviazioni nei risultati sono dovute al fatto che in midas Civil non viene distinta la dimensione nominale dell'altezza h0 prima e dopo la composizione della struttura.
L'utente deve specificare i parametri della sezione trasversale corrispondenti alla fase precedente o successiva alla composizione delle travi in calcestruzzo prefabbricato con la soletta in calcestruzzo armato gettata in opera, per ciascuna parte della sezione trasversale separatamente. Mentre in IDEA StatiCa Beam viene tenuta in conto la fase precedente alla composizione, ovvero il perimetro della parte in fase di essiccazione della sezione corrisponde al perimetro dell'intera sezione trasversale della trave prefabbricata, e dopo la composizione, ovvero il perimetro della parte in fase di essiccazione della trave prefabbricata viene ridotto della lunghezza del giunto di costruzione tra la trave prefabbricata e la soletta gettata in opera. Il rapido incremento del momento flettente sull'appoggio intermedio (definitivo) è attribuibile alla disposizione scelta dei supporti temporanei. Sono proprio i supporti temporanei ad eliminare gli effetti delle fasi costruttive, ottenendo così diagrammi del momento flettente simili a quelli di una struttura realizzata con il metodo della centinatura completa.
Nel caso B, in cui non è previsto alcun supporto temporaneo intermedio, si può osservare l'effetto negativo delle fasi costruttive, poiché lo schema statico è stato modificato più volte con conseguenti diversi diagrammi dei momenti.
Lo scopo di questo studio era verificare l'accuratezza dei risultati forniti da IDEA StatiCa Beam e midas Civil. Poiché lo stesso comportamento della struttura è stato confermato in entrambi i software indipendenti, i risultati di IDEA StatiCa Beam possono essere dichiarati corretti.
Download allegati
- Composite beams - comparison with midas Civil.zip (ZIP, 9,1 MB)