5.5 Verifiche di esercizio

Le verifiche di esercizio vengono eseguite per la limitazione delle tensioni, l'ampiezza delle fessure e i limiti di deformazione. Le tensioni vengono verificate negli elementi di calcestruzzo e armatura secondo ACI 318-19 in modo simile a quanto specificato per la Resistenza.

Limitazione delle tensioni

Le tensioni di compressione ammissibili nel calcestruzzo a carico di esercizio devono essere verificate per gli elementi precompressi di Classe U e T. In base alla Tabella R24.5.2.1, non è richiesta alcuna verifica di limitazione delle tensioni per il calcestruzzo che si presume fessurato. L'utente deve impostare la classe dell'elemento precompresso nelle impostazioni dell'elemento di progetto.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Selezione della classe dell'elemento inflesso precompresso}}}$$

La tensione di compressione ammissibile per gli elementi soggetti a carichi transitori è specificata da ACI 318-19 24.5.4.1 come 0.6f_c'. Il limite di tensione di compressione di 0.45f_c' è stato stabilito per ridurre la probabilità di rottura degli elementi in calcestruzzo precompresso dovuta a carichi ripetuti. Questo limite è sembrato anche ragionevole per prevenire una deformazione da viscosità eccessiva. A valori di tensione più elevati, le deformazioni da viscosità tendono ad aumentare più rapidamente all'aumentare della tensione applicata.

La tensione di compressione nel calcestruzzo viene valutata come rapporto tra la tensione principale di compressione massima f_c = σ_c2 ottenuta dall'analisi FE per l'esercizio e il valore limite, che viene impostato in base alla Tabella 24.5.4.1.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Limiti di tensione di compressione del calcestruzzo a carichi di esercizio}}}$$

Nell'applicazione, Precompressione più carico permanente viene trattata come una combinazione a Lungo termine, e Precompressione più carico totale come una combinazione a Breve termine.

Deformazione

In base al tipo di combinazione selezionato (a lungo o a breve termine), viene valutata la deformazione a lungo o a breve termine. Il valore massimo di deformazione ammissibile deve essere determinato dall'utente e deve essere considerato in conformità con ACI 138-19 24.2. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Valore massimo di deformazione ammissibile}}}$$

Nell'applicazione, è possibile visualizzare separatamente le deformazioni dovute al carico permanente Δ_DL e al carico variabile Δ_LL, così come la deformazione totale Δ_Tot (permanente+variabile), il tutto visualizzando la forma deformata.

Le deformazioni alle estremità troncate non possono essere verificate.

Ampiezza delle fessure

Le ampiezze e gli orientamenti delle fessure vengono calcolati per le combinazioni di esercizio a breve o a lungo termine. Poiché ACI non prescrive direttamente i limiti di ampiezza delle fessure, l'utente deve specificare un'ampiezza limite della fessura w_lim.

Le verifiche sono presentate come segue:

$$\frac{w}{w_{lim}}$$

dove:

w         ampiezza della fessura a breve o lungo termine calcolata dall'analisi FE,

w_lim     valore limite dell'ampiezza della fessura definito dall'utente.

Il metodo di calcolo dell'ampiezza delle fessure utilizzato nell'applicazione, descritto anche più in dettaglio in questo documento, è conforme ad ACI 224R-01. È quindi possibile utilizzare la Tabella 4.1 di ACI 224R-01 per determinare il valore limite dell'ampiezza delle fessure.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Ampiezze di fessura ragionevoli per il calcestruzzo armato sotto carico di esercizio}}}$$

Esistono due modi per calcolare l'ampiezza delle fessure (fessurazione stabilizzata e non stabilizzata). Nel caso generale (fessurazione stabilizzata), l'ampiezza della fessura viene calcolata integrando le deformazioni sugli elementi 1D delle barre di armatura. La direzione della fessura viene quindi calcolata a partire dai tre punti di integrazione più vicini (rispetto al centro del dato elemento finito 1D dell'armatura) degli elementi 2D di calcestruzzo. Sebbene questo approccio al calcolo delle direzioni delle fessure non corrisponda alla posizione reale delle fessure, esso fornisce comunque valori rappresentativi che portano a risultati di ampiezza delle fessure confrontabili con i valori di ampiezza delle fessure richiesti dalla normativa in corrispondenza della posizione della barra di armatura.