Le piastre Precompresse
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- Andrea Colli
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1 Corso di Progetto di Strutture POTENZA, a.a Le piastre Precompresse Dott. Marco VONA Scuola di Ingegneria, Università di Basilicata
2 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)
3 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 hanno fenomeni che tendono a ridurre gli effetti del post tensione e della pretrazione
4 PERDITE DI TENSIONE ISTANTANEE PIASTRE PRECOMPRESSE Nella tecnologia realizzata con cavi/fili scorrevoli in guaine post tesi si possono avere perdite di tensione: per attrito sia in curva sia nei tratti rettilinei perdite per attrito nei martinetti e negli ancoraggi perdite dovute alla deformazione elastica istantanea del calcestruzzo Nella tecnologia con cavi/fili pre tesi: dovute alla deformazione elastica di lunghezza degli elementi di calcestruzzo
5 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
6 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 che collegano gli assi dei pilastri. Tali strisce agiscono sostanzialmente come travi precompresse che irrigidiscono i bordi delle piastre
7 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 nella direzione ortogonale
8 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
9 PIASTRE PRECOMPRESSE Condizione favorevole Condizione sfavorevole
10 SCELTA DEL TRACCIATO DEI CAVI La disposizione curvilinea del cavo (con raggio R) consente il trasferimento al calcestruzzo di una pressione per unità di lunghezza (per una forza di trazione sul cavo N) pari a : p = N R Il raggio del cavo può essere variabile lungo il tracciato (anche per ragioni tecnologiche)
11 SCELTA DEL TRACCIATO DEI CAVI L2 Se consideriamo una distribuzione parabolica definita da: R = 8f 8 Nf p= 2 L 9p
12 BILANCIAMENTO DEI CARICHI In tal modo è possibile valutare un sistema di forze equivalenti alla precompressione Si valuta quindi il miglior bilanciamento tra i carichi equivalenti e i carichi distribuiti sulla struttura ricercando la migliore distribuzione dei cavi Indipendentemente dalla distribuzione dei cavi (uniforme o concentrata) la forza totale di precompressione (positiva e diretta verso l alto) per unità di larghezza della piastra è la forza necessaria ad equilibrare una pressione per unità di superficie diretta verso il basso: N = 1 pl 8 f N = 2 pl 8 f 2 2 2
13 IL SISTEMA EQUIVALENTE Il metodo è sufficientemente accurato e semplice per le applicazioni concrete È applicabile in condizioni di esercizio, ultime ed in presenza di azioni orizzontali Consiste nell analisi elastica dei telai piani estratti, in direzioni ortogonali, dalla struttura in esame due 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
14 IL SISTEMA EQUIVALENTE Il metodo è sufficientemente accurato e semplice per le applicazioni concrete
15 IL SISTEMA EQUIVALENTE La procedura è la seguente: FASE 1. Suddivisione della piastra in strisce in direzione longitudinale e trasversale
16 IL SISTEMA EQUIVALENTE La procedura è la seguente: FASE 2. Calcolo delle rigidezze degli elementi costituenti il telaio equivalente Rigidezze equivalenti dei pilastri: K equiv pil ( K ) pil K t = ( K ) pil + K t Con la somma delle rigidezze flessionali dei pilastri collegati alla striscia di piastra analizzata data da: 4E pil J pil H altezza di piano K pil = H 2s s spessore della piastra FASE 3. si risolve il telaio in campo elastico considerando la precompressione, le cadute di tensione, i carichi permanenti, variabili, ecc.
17 SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE Il sistema di precompressione più utilizzato è la post tensione che può essere realizzata con CAVI ADERENTI MONOTREFOLO O MULTITREFOLO Sono realizzati con trefoli singoli racchiusi in guaine di plastica Momenti resistenti ultimi maggiori La rottura di un cavo ha effetti limitati Le guaine devono avere maggiori dimensioni per consentire l iniezione di boiacca di cemento
18 CAVI NON ADERENTI MONOTREFOLO SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE Maggiori eccentricità dovuta alla minore dimensione delle guaine Le perdite per attrito risultano molto limitate ed in generale si riducono i costi I trefoli sono racchiusi in guaine di polietilene (1 mm) e annegati nel grasso. Si riduce il copriferro e si ha elevata protezione dalla corrosione Le procedure sono semplificate dalla facilità di esecuzione del post tensione e dall assenza di iniezioni
19 SISTEMI DI PRECOMPRESSIONE La post tensione incrementa la capacità portante della soletta e per grandi carichi consente di incrementare le luci PRINCIPALI VANTAGGI POST TENSIONE Riduzione dei costi (spessore ridotto) Riduzione dei tempi di costruzione/lavorazione Migliore comportamento globale Riduzione dell armatura lenta Riduzione delle frecce e delle fessurazioni
20 PIASTRE PRECOMPRESSE TIPOLOGIE DI ANCORAGGI I trefoli sono tesati singolarmente e bloccati tramite morsetti
21 PIASTRE PRECOMPRESSE TIPOLOGIE DI ANCORAGGI I trefoli sono tesati singolarmente e bloccati tramite morsetti
22 TIPOLOGIE DI ANCORAGGI PIASTRE PRECOMPRESSE
23 TIPOLOGIE DI ANCORAGGI PIASTRE PRECOMPRESSE
24 TIPOLOGIE DI ANCORAGGI PIASTRE PRECOMPRESSE
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