16. Stati limite di esercizio

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1 16. Stati limite di esercizio 16.1 Premessa Gli stati limite di esercizio vengono suddivisi essenzialmente in tre categorie: limitazione delle tensioni; controllo della fessurazione; controllo della deformazione (o dell inflessione). Per costruzioni civili o industriali di tipo corrente e per le quali non esistano regolamentazioni specifiche, la Normativa Italiana e l E.C2 definiscono (1) le azioni di calcolo come combinazione delle azioni caratteristiche secondo opportune formule di correlazione che definiscono tre differenti tipi di combinazioni: rare; frequenti; quasi permanenti. I calcoli inerenti gli stati limite, facendo riferimento alle prescrizioni riportate dalla Normativa Italiana e dall E.C.2, possono essere effettuati in campo elastico lineare Classificazione dell esposizione ambientale e limitazione delle tensioni sul calcestruzzo compresso e sull acciaio teso La limitazione delle tensioni di compressione è legata alla necessità di evitare la formazione di microfessurazioni (parallelamente alle isostatiche di compressione) (2) e di limitare il verificarsi di fenomeni viscosi. Infatti, se lo stato tensionale in esercizio è particolarmente elevato, l entità delle deformazioni viscose può crescere più del previsto. La limitazione del valore massimo delle tensioni nell acciaio teso permette di contenere il verificarsi delle fessurazioni nel calcestruzzo. In particolare, l E.C.2 (DAN) (3) per il calcestruzzo prescrive quanto segue (vedere tabella 16.1): nella combinazione di carico rara: c < 0,60 f ck, per classi di esposizione 1 a e 2 a, c < 0,50 f ck, per classi di esposizione 3 a e 4 a ; nella combinazione di carico quasi permanente: c < 0,45 f ck, per classi di esposizione 1 a e 2 a, c < 0,40 f ck, per classi di esposizione 3 a e 4 a. Nella tabella 16.1 si riportano le principali classi di esposizione per determinare il livello di protezione necessario per le strutture. Classe di esposizione Esempio di condizioni ambientali 1 ambiente secco Interno di edifici residenziali o per uffici 2a ambiente umido con gelo interno di edifici in cui vi è elevata umidità (lavanderia); componenti esterni; componenti in terreni e/o acque non aggressivi. 2b ambiente umido senza gelo componenti esterni esposti al gelo; componenti in terreni e/o acque non aggressivi ed 1 Vedere paragrafi e Il fenomeno delle fessurazioni parallele alle direzioni delle compressioni non è presa in conto dalla verifica a fessurazione, ma comporta i medesimi problemi e inconvenienti estetici; soprattutto di durabilità, per la possibile corrosione delle armature. 3 La versione originaria dell E.C.2 impone limiti allo stato tensionale in esercizio che in verità non risultano particolarmente restrittivi, tanto che viene espressamente evidenziato che una verifica dello stato tensionale in esercizio non si rende necessaria se si sono seguite tutte le prescrizioni generali della norma (modalità di calcolo e dettagli esecutivi) e se non è stata fatta una ridistribuzione dei momenti flettenti, nel calcolo allo stato limite ultimo, maggiore del 30%. Il Documento di Applicazione Nazionale (D.A.N.) impone, invece, dei limiti alquanto minori ignorando quel riferimento che consentiva di evitare la verifica. In questa parte del lavoro, verrà adottato quanto prescritto dall E.C.2-D.A.N. 899

2 Gruppi di esigenze a b esposti al gelo; componenti interni con alta umidità esposti al gelo. 3 ambiente umido con gelo ed componenti interni ed esterni esposti al gelo ed agli uso di sali di disgelo effetti dei sali di disgelo. 4a ambiente marino senza componenti totalmente o parzialmente immersi in acqua gelo marina o soggetti a spruzzi; 4b ambiente marino con gelo componenti parzialmente immersi in acqua marina o soggetti a spruzzi; componenti esposti ad atmosfera satura di sale ed esposti al gelo. Le classi che seguono si riscontrano sole o combinate con le classi di cui sopra. Ambiente chimico aggressivo 5a ambiente chimico debolmente aggressivo (gas, liquidi o solidi); atmosfera industriale aggressiva. 5b ambiente chimico mederatamente aggressivo (gas, liquidi o solidi). 5c ambiente chimico fortemente aggressivo (gas, liquidi o solidi). Tabella 16.1 Condizioni ambientali per il progetto di strutture in conglomerato armato secondo l Eurocodice 2 (DAN). Per quanto riguarda invece l acciaio d armatura lenta, per effetto delle azioni dovute alle combinazioni rare, l E.C.2 (DAN) prescrive il valore limite massimo: s 0,7 f yk ; mentre, l E.C.2 e le Norme Tecniche prescrivono il valore s 0,8 f yk. Secondo le Norme Tecniche, nel caso di stati limite di esercizio, il criterio di scelta dello stato limite di fessurazione viene correlato alle condizioni ambientali e al tipo di combinazione di azione secondo i dati riportati nella tabella 16.1_a. Condizioni ambientali e classi di esposizione (da UNI EN 2061) Ordinarie X0, XC1, XC2, XC3, XF1 Aggressive XC4, XD1, XS1, XA1, XA2, XF2, XF3 Armatura Combinazione Sensibile Poco sensibile di azioni Stato limite w d Stato limite w d [mm] [mm] frequente frequente 0,3 ap. fessure 0,4 quasi ap. fessure ap. fessure 0,2 permanente 0,3 frequente ap. fessure 0,2 ap. fessure 0,3 ap. fessure quasi decompressione permanente 0,2 formazione ap. fessure Molto aggressive frequente 0,2 fessure c XD2, XD3, XS2, quasi ap. fessure XS3, XA3, XF4 decompressione 0,2 permanente Tabella 16.1_a Condizioni ambientali per stati limite di fessurazione secondo le Norme Tecniche. Il valore di calcolo di apertura delle fessure ( w d ) non deve superare i valori nominali riportati nella tabella soprastante. In particolare, il valore di calcolo è dato da: w d = 1,7 w m = 1,7 sm sm ; 900

3 dove per il calcolo di sm e sm vanno utilizzati criteri consolidati riportati nella letteratura tecnica. La verifica dell ampiezza di fessurazione può anche essere condotta senza calcolo diretto, limitando la tensione di trazione nell armatura, valutata nella sezione parzializzata per la combinazione di carico permanente, ad un massimo correlato al diametro delle barre ed alla loro spaziatura. Sempre secondo le Norme Tecniche, la massima tensione di compressione del conglomerato c deve rispettare le limitazioni seguenti: per combinazione caratteristica rara: c < 0,60 f ck ; per combinazione quasi-permanente: c < 0,45 f ck. Nel caso di elementi piani (solette, pareti,...) gettati in opera con calcestruzzi ordinari e con spessori di calcestruzzo minori di 50 mm i valori limite sopra scritti vanno ridotti del 20%. Infine, per l acciaio delle armature, la tensione massima f deve rispettare la seguente limitazione: per combinazione caratteristica rara: f < 0,8 f yk. Per effettuare le verifiche flessionali in esercizio si può procedere secondo il seguente metodo: innanzitutto, si pone la sezione completamente reagente, quindi si calcolano le caratteristiche geometriche di quest ultima utilizzando il valore n = E s / E c = 15 ; poi, si calcola la tensione massima di trazione ct nel calcestruzzo, nel caso della combinazione rara di carico, quindi si verifica se risulta ct < f ctm : con ct < f ctm la verifica risulta soddisfatta se sono verificate le relazioni, inerenti il calcestruzzo e l acciaio teso, viste precedentemente; con ct > f ctm bisognerà effettuare le verifiche facendo riferimento alla sezione parzializzata. Devono essere, comunque, soddisfatte le relazioni di cui sopra. È opportuno precisare che la verifica allo stato limite delle tensioni in esercizio è necessaria solo se si adotta il metodo agli stati limite, perché il vecchio metodo delle tensioni ammissibili già di per sé impone dei limiti alle tensioni di esercizio, ragionando in campo elastico lineare. Si deve notare che i limiti imposti dal metodo agli stati limite alle tensioni (in condizioni di stato limite di esercizio) risultano maggiori rispetto alle relative tensioni ammissibili del metodo n. Pertanto, la verifica dello stato tensionale in esercizio è sicuramente rispettata nel caso di sezioni dotate di debole armatura e senza elevate percentuali meccaniche di armatura compressa (al limite, delle sezioni dotate di armatura semplice); in quanto, come noto, sia il metodo delle tensioni ammissibili che il metodo agli stati limite portano agli stessi risultati. Viceversa, nel caso si siano adottate delle sezioni con forti percentuali meccaniche di armatura in compressione (oppure quando nell analisi si sia fatta una rilevante ridistribuzione dei momenti flettenti) la verifica del massimo stato tensionale in esercizio può non risultare rispettata. Operativamente, è opportuno individuare quindi le sezioni maggiormente significative dell intera struttura ed effettuare solo per esse le verifiche che, se positive, portano a concludere che tutta la struttura rispetta i requisiti tensionali in esercizio. Nella verifica delle massime tensioni in esercizio il progettista può considerare, se ritiene il caso, di considerare oltre agli effetti dei carichi anche gli effetti indotti dalle variazioni termiche, dalla viscosità, dal ritiro e dalle eventuali deformazioni imposte. Particolare attenzione va posta, inoltre, nella limitazione delle tensioni in esercizio quando si riconosca l esistenza di una particolare incertezza del modello strutturale adottato e/o quando sussista una significativa alternanza delle sollecitazioni in esercizio nella medesima sezione. Analogamente, particolare attenzione si deve porre nella limitazione delle tensioni in esercizio nel caso di sollecitazioni di pressoflessione con prevalenza di sforzo normale per la conseguente limitata duttilità della sezione. 901

4 In merito alle verifiche sulle massime tensioni in esercizio, è opportuno rimarcare che il capitolo 4 dell E.C.2 (DAN) è senz altro un capitolo di fondamentale importanza, in quanto correla la verifica agli stati limite di esercizio al concetto di durabilità di una struttura. Una struttura viene definita, appunto, adeguatamente durevole se, per il periodo di vita richiesto, esplica le sue funzioni risultando idonea all esercizio, resistente e stabile senza riduzioni significative della sua funzionalità o manutenzioni eccessive previste. Al fine di ottenere una struttura adeguatamente durabile occorre tenere presente i seguenti punti: la destinazione d uso della struttura; le specifiche dei carichi; il periodo di vita della struttura; il programma di manutenzione. È quindi necessario, in generale, tenere ben presenti sia le azioni dirette applicate alla struttura, comprese quelle ambientali, sia gli effetti dovuti al comportamento strutturale, quali ad esempio gli effetti dovuti a deformazioni eccessive o a fenomeni fessurativi non controllati. Le condizioni ambientali comprendono azioni chimiche ed azioni fisiche che possono degradare fortemente la struttura. In altri rari casi, le condizioni ambientali costituiscono azioni da considerarsi in modo specifico. In particolare, si ha che l aggressione chimica può derivare: dall ambiente (ambiente aggressivo); dall uso stesso della struttura (serbatoi per liquidi aggressivi); da cause intrinseche come la presenza di cloruri o di reazioni alcali aggregati. L aggressione fisica, invece, può manifestarsi: per abrasione; per azioni di gelo e disgelo; per penetrazione di acqua. Per ottenere strutture durabili è essenziale (4) : realizzare un conglomerato compatto e di bassa permeabilità: prevedere per le strutture un adeguato ricoprimento delle armature più esterne; limitare le deformazioni ed il fenomeno fessurativo dei vari elementi struturali; controllare gli effetti delle deformazioni della struttura con un attenta definizione dei giunti e dei vincoli; definire attentamente i particolari ed i dettagli costruttivi con particolare riferimento all azione dell acqua; limitare le tensioni di esercizio; progettare in modo accurato le armature. Secondo le disposizioni delle Norme Tecniche, per la classificazione dell aggressività dell ambiente si può fare riferimento alla norma UNI EN e alla UNI oltre che alle Linee guida del calcestruzzo strutturale. In particolare, la norma UNI EN prevede la classificazione dell aggressività ambientale fornendo una metodologia per la formulazione delle prescrizioni sul calcestruzzo, in funzione della di resistenza, della di consistenza (lavorabilità) e della di esposizione (che tiene conto delle azioni ambientali). Avvalendosi di questa norma, il Progettista può prescrivere le prestazioni richieste al calcestruzzo in relazione alla durabilità, richiedendo una delle classi di esposizione previste nel prospetto della norma (vedere tabella 16.1_b). 4 Per maggiori dettagli in proposito consultare il testo: Guida alla progettazione e verifica di edifici in c.a. secondo gli stati limite ; cap. 6; Dei - Tipografia del Genio Civile. 902

5 Classe Descrizione ambiente Esempi 1 Nessun rischio di corrosione o di attacco. X0 Molto asciutto Calcestruzzo all interno di edifici con umidità dell aria molto bassa 2 Corrosione da carbonatazione Dove il calcestruzzo contenente armature o inserti metallici è esposto all aria e all umidità, l esposizione deve essere classificata nel modo seguente: XC1 Asciutto o permanentemente bagnato Interno di edifici con umidità dell aria bassa. Calcestruzzo costantemente immerso in acqua. XC2 Bagnato, raramente Parti che trattengono l acqua. Fondazioni secco XC3 Umidità moderata Interno di edifici con umidità dell aria moderata o elevata. Esterni riparati dalla pioggia XC4 Ciclicamente bagnato e asciutto Superfici a contatto con acqua, non rientranti nella di esposizione XC2 3 Corrosione causata da cloruri esclusi quelli provenienti dall acqua di mare Dove il calcestruzzo contenente armature o altri metalli è a contatto con acqua con cloruri, compresi sali antigelo, di provenienza diversa da quella marina, l esposizione è classificata come segue: XD1 Umidità moderata Superfici di calcestruzzo esposte direttamente a spruzzi contenenti cloruri XD2 Bagnato, raramente secco Piscine. Calcestruzzo esposto ad acque industriali contenenti cloruri XD3 Ciclicamente bagnato e asciutto Parti di ponti. Pavimentazioni. Solette di autorimesse 4 Corrosione causata da cloruri provenienti da acqua di mare Dove il calcestruzzo contenente armature o altri metalli è sottoposto al contatto con cloruri provenienti dall acqua di mare o ad aria che trasporta sali provenienti dal mare, l esposizione deve essere classificata come segue: XS1 Esposizione alla salsedine ma non in contatto con l acqua marina Strutture vicine o sulla costa XS2 Permanentemente Parti di strutture marine sommerso XS3 Parti esposte alle maree o alle onde Parti di strutture marine 5 Attacco da gelo-disgelo Dove il calcestruzzo è esposto a un significativo attacco da cicli di gelo-disgelo mentre è umido, l esposizione deve essere classificata come segue: XF1 XF2 XF3 XF4 Moderata saturazione d acqua, senza agenti disgelanti Moderata saturazione d acqua, con sali disgelanti Elevata saturazione d acqua, senza agenti disgelanti Elevata saturazione d acqua, con agenti disgelanti o acqua di Calcestruzzo con superficie verticale esposto a pioggia e gelo Calcestruzzo di opere stradali con superficie verticale esposto a gelo e spruzzi con cloruri Calcestruzzo con superficie orizzontale esposto a pioggia e gelo Solette di ponti esposte ad agenti disgelanti e a gelo 903

6 mare 6 Attacco chimico Dove il calcestruzzo è esposto ad attacco chimico, nei modi indicati nel prospetto 2 della EN 206-1, che avviene nei terreni naturali, nelle acque dolci e di mare, l esposizione deve essere classificata come segue: XA1 Ambiente chimico debolmente aggressivo secondo il prospetto 2 della EN XA2 Ambiente chimico moderatamente aggressivo secondo il prospetto 2 della EN XA3 Ambiente chimico fortemente aggressivo secondo il prospetto 2 della EN Tabella 16.1_b Classificazione dell esposizione ambientale secondo il prospetto 1 della norma UNI EN Per esempio, per una struttura soggetta alla sola corrosione da carbonatazione ed esposta a condizioni di asciutto-bagnato, si potrà richiedere il rispetto della XC4 secondo il prospetto 1 della UNI EN La norma UNI EN 206-1, nell appendice F, riporta il prospetto F.1 nel quale sono riportati dei valori limite raccomandati per la composizione e le proprietà del calcestruzzo (tale prospetto è riportato nella tabella 16.1_c), precisando che questi presuppongono una durata prevista della struttura di 50 anni e l impiego di un cemento tipo CEM I (Portland). Tra i requisiti di durabilità, oltre al massimo rapporto acqua/cemento (a/c), la norma suggerisce di prescrivere anche una resistenza a compressione minima, convertendo i requisiti di durabilità (massimo rapporto a/c) in una richiesta di resistenza meccanica (minima resistenza caratteristica). In questo modo, si ottiene un doppio beneficio: innanzitutto si rende esplicita la necessità di un calcestruzzo poco poroso, e quindi con una resistenza minima (ancorché non necessaria per esigenze strutturali), quando la struttura opera in un ambiente aggressivo; in secondo luogo, si permette il controllo di qualità attraverso la verifica della resistenza. Le resistenze raccomandate dalla UNI EN per motivi di durabilità sono riportate in tabella 16.1_c. Si può osservare come questi calcestruzzi potrebbero essere impiegati solo per ambienti di modesta aggressività, mentre per calcestruzzi esposti a cicli di asciutto bagnato è necessaria una R ck di 37 MPa ( di resistenza ). Classe di esposizione (secondo il prospetto 1 della norma UNI EN 206-1) Vedere tabella 16.1_b. Max rapporto acqua/cemento a/c Min. resistenza [MPa] Min. cemento [kg/m 3 ] Aria inglobata [%] 1. nessun rischio X0 C12/15 2. corrosione da carbonatazione XC1 XC2 XC3 XC4 0,65 0,60 0,55 0,50 C20/25 C25/ corrosione da cloruri non da acqua di mare 4. corrosione da cloruri da acqua di mare XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3 5. attacco da gelo-disgelo XF1 XF2 XF3 XF4 6. ambienti chimici aggressivi XA1 XA2 XA3 0,55 0,55 0,45 0,50 0,45 0,45 0,55 0,55 0,50 0,45 0,55 0,50 0,45 C35/45 C35/45 C35/45 C25/30 C35/

7 Tabella 16.1_c Valori suggeriti dalla UNI EN per le prescrizioni sul calcestruzzo in funzione della di esposizione. I valori sono riferiti all impiego di un cemento di tipo CEM 1 (5) ; la di resistenza è relativa a un cemento di 32,5. Le prescrizioni inerenti ai vincoli sulla composizione del calcestruzzo devono essere completate con vincoli relativi allo spessore di copriferro. Per dare un indicazione ai Progettisti, si riportano nel paragrafo (e in particolare nella tabella 16.2_b) i valori minimi dello spessore del copriferro, previsti dalla recente versione dell E.C.2 (UNI EN : 2005) Classi di esposizione, tempi minimi di stagionatura e definizione di copriferro Il copriferro è la distanza fra la superficie esterna dell armatura (comprese le staffe) e la superficie del calcestruzzo più vicina. In altre parole, il copriferro coincide con l ampiezza del massimo strato di ricoprimento delle armature più esterne (quest ultime coincidenti con le staffe nel caso di travi e pilastri). Determinazione copriferro secondo E.C.2 (NAD). Per la determinazione del copriferro (secondo l E.C.2-NAD) si procede nel seguente modo: in funzione della di esposizione (vedere tabella 16.1), si determina il copriferro minimo (c min ) utilizzando i dati riportati in tabella 16.2; si determina la tolleranza h (vedere più avanti); si calcola il valore nominale del copriferro c nom (valore da indicare sugli elaborati progettuali) secondo la relazione: c nom = c min + h. Classi di esposizione (riferimento a dati in tabella 16.1) 1 2a 2b 3 4a 4b 5a 5b 5c c min c.a [mm] c.a.p Tabella 16.2 Valori del copriferro minimo, secondo E.C.2 (NAD). Si può assumere: h =+ 5mm per elementi fabbricati sottoposti a controllo di produzione; h =+10 mm per elementi gettati in opera. Si fa notare, inoltre, che: nel caso di getti direttamente contro terra, deve risultare c nom 60 mm ; nel caso di getti contro terreno preparato, deve risultare c nom 40 mm. Si precisa poi che i valori di c min indicati nella tabella 16.2 sono suscettibili di una riduzione di 5 mm nel caso di: elementi a piastra in classi di esposizione 2-5; calcestruzzi di C40/ 50 in classi di esposizione 2a-5b. 5 Notare che in Italia vengono generalmente utilizzati cementi diversi dal cemento Portland (CEM 1). I cementi di miscela utilizzati nel nostro Paese possono portare a risultati diversi rispetto a quelli ottenuti con il cemento Portland e dipendenti dal tipo di aggiunta. Ad esempio, l impiego di cementi con aggiunte pozzolaniche può migliorare nettamente la resistenza all attacco solfatico e alla corrosione da cloruri; mentre l uso di cementi al calcare può ridurre tale resistenza. 905

8 Il copriferro, in ogni caso, non dovrà mai risultare inferiore a 15 mm e per elementi in di esposizione 5c deve essere evitato il contatto fra elemento aggressivo e conglomerato. Si anticipano, nella tabella 16.2_b, i valori degli spessori di copriferro minimo previsti dalla versione definitiva dell Eurocodice 2 (ENV : 2005) per elementi strutturali in conglomerato armato relativi alla strutturale 4 (vita utile di progetto pari a circa 50 anni). Classe di esposizione (secondo il prospetto 1 della norma UNI EN 206-1) Vedere tabella 16.1_b. Minimo spessore copriferro [mm] c.a. c.a.p. Nessun rischio X Corrosione da carbonatazione XC XC2, XC XC Corrosione da cloruri XS1, XD XS2, XD XS3, XD Tabella 16.2_b Spessori di copriferro previsti dalla versione dell E.C.2 (EN ). (Valori relativi ad una struttura con vita utile di progetto di 50 anni). Infine, il Progettista dovrà formulare delle prescrizioni sulla messa in opera e sulla stagionatura del calcestruzzo. Per questo si può fare riferimento alla norma UNI ENV che contiene le raccomandazioni per l esecuzione delle strutture in calcestruzzo. Questa norma prevede, in particolare, un tempo minimo di stagionatura del calcestruzzo (vedere tabella 16.3), in funzione della velocità di sviluppo della resistenza (valutata con il rapporto r tra resistenze a compressione misurate a 2 giorni e a 28 giorni di stagionatura. Temperatura della superficie del calcestruzzo (T C): Sviluppo della resistenza del calcestruzzo: r = R cm (t = 2gg)/R cm (t = 28 gg) Rapido r 0,50 Medio r = 0, 30 Lento r = 0,15 Molto lento r 0,15 T 25 1,0 1,5 2,0 3,0 15 T < 25 1,0 2,0 3, T < 15 2,0 4, T < 10 3, Tabella 16.3 Tempi minimi di stagionatura (in giorni) secondo la UNI ENV Determinazione copriferro secondo E.C.2 EN Secondo quanto previsto dall E.C.2 EN : 2005, il copriferro nominale c nom deve essere specificato sui disegni. Esso è definito come un copriferro minimo c min e un margine di progetto c dev per gli scostamenti: c nom = c min + c dev. Il copriferro minimo c min deve essere assicurato al fine di garantire: la corretta trasmissione delle forze di aderenza acciaio-calcestruzzo; la protezione dell acciaio contro la corrosione (durabilità); un adeguata resistenza al fuoco (vedere EN ). Nei calcoli di dimensionamento deve essere utilizzato il massimo valore di c min che soddisfi sia i requisiti relativi all aderenza, sia quelli relativi alle condizioni ambientali: 906

9 c min = max{ c min, b ;(c min, dur + c dur, c dur, st c dur,add ); 10 mm}; dove: c min, b copriferro minimo dovuto al requisito di aderenza (vedere prospetto 4.2 della Norma); c min, dur copriferro minimo dovuto alle condizioni ambientali (vedere prospetti 4.4N e 4.5N della Norma); c dur, margine di sicurezza: valore raccomandato dalla Norma è 0; c dur, st riduzione del copriferro minimo quando si utilizza acciaio inossidabile: il valore raccomandato, in assenza di prescrizioni aggiuntive, è 0; c dur, add riduzione del copriferro minimo quando si ricorre a protezione aggiuntiva: il valore raccomandato, in assenza di prescrizioni aggiuntive, è 0; Per far sì che le forze di aderenza siano trasmesse adeguatamente e che il calcestruzzo sia sufficientemente compatto, si raccomanda che il copriferro minimo sia inferiore dei valori di c min, b dati nel prospetto 4.2 della Norma. Requisito relativo all aderenza Disposizione delle armature Copriferro minimo c min, b (*) Isolate Diametro della barra Raggruppate Diametro equivalente n = n B 55 mm, dove: n B è il numero di barre del gruppo: n B 4 per barre verticali compresse e per barre in una giunzione per sovrapposizione; n B 3 in tutti gli altri casi (*) Se la dimensione nominale massima dell aggregato è maggiore di 32 mm, si raccomanda di maggiorare c min, b 5 mm. Prospetto 4.2 Copriferro minimo c min, b richiesto in riferimento all aderenza. (EN ). Con un calcestruzzo di peso normale, il copriferro minimo delle armature, in accordo con la EN e che tenga conto delle classi di esposizione e delle classi strutturali, è dato da c min, dur. Nota. La classificazione strutturale e i valori di c min, dur da adottare in uno Stato possono essere reperiti nella sua appendice nazionale. La Classe Strutturale raccomandata (vita utile di progetto 50 anni) è S4 per le resistenze indicative del calcestruzzo date nell appendice E dell E.C.2 EN e le modifiche raccomandate alle classi strutturali sono riportate nel prospetto 4.3N. La Classe Strutturale minima raccomandata è S1. I valori raccomandati di c min, dur sono riportati nel prospetto 4.4N della Norma (acciai da armatura ordinaria). 907

10 Classe strutturale Classe di esposizione (secondo il prospetto 1 della norma UNI EN 206-1) Criterio Vedere tabella 16.1_b. X0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1 XD2/XS1 XD3/XS2/XS3 Vita utile di progetto di 100 anni Classe di resistenza (*) (**) Elemento di forma simile ad una soletta (posizione delle armature non influenzata dal processo costruttivo) È assicurato un controllo di qualità speciale della produzione di calcestruzzo aumentare di 2 classi aumentare di 2 classi aumentare di 2 classi C35/45 aumentare di 2 classi C40/50 Prospetto 4.3N Classificazione strutturale raccomandata (EN ) aumentare di 2 classi C40/50 aumentare di 2 classi C40/50 aumentare di 2 classi C45/55 (*) Si considera che la di resistenza e il rapporto acqua/cemento a/c siano correlate. È possibile considerare uno composizione particolare (tipo di cemento, valore del rapporto a/c, fini) con l intento di ottenere una bassa permeabilità. (**) Il limite può essere ridotto di una di resistenza se si applica più del 4% di aria aggiunta. Requisito ambientale per c min, dur [mm] Classe strutturale Classe di esposizione (secondo il prospetto 1 della norma UNI EN 206-1) Vedere tabella 16.1_b. X0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3 S S S S S S Prospetto 4.4N Valori del copriferro c min, dur richiesto con riferimento alla durabilità per acciai da armatura oridinaria, in accordo alla EN Si raccomanda che il copriferro sia aumentato di un margine di sicurezza aggiuntivo c dur, Nel caso si utilizzi acciaio inossidabile o siano prese misure particolari, il copriferro minimo può essere ridotto di c dur, st. In tali situazioni, si raccomanda di considerare gli effetti sulle proprietà rilevanti del materiale, ivi incluse. Per calcestruzzo con protezioni aggiuntive (per esempio rivestimento), il copriferro minimo può essere ridotto di c dur, add. I valori da adottare in uno Stato possono essere reperiti nella sua appendice nazionale. In particolare, il valore raccomandato dalla Norma per gli ultimi tre parametri presentati è

11 Nel caso di un calcestruzzo messo in opera in contatto con altri elementi di calcestruzzo (prefabbricato o in situ) il valore minimo del copriferro rispetto all interfaccia può essere ridotto a un valore corrispondente al requisito per l aderenza, a condizione che: la del calcestruzzo sia almeno C25/30; il tempo di esposizione della superficie di calcestruzzo all ambiente esterno sia breve (meno di 28 giorni); l interfaccia sia resa rugosa. Per armature non aderenti si raccomanda di realizzare il copriferro in conformità con il Benestare Tecnico Europeo. Nel caso di superfici irregolari (per esempio aggregati esposti) si raccomanda che il copriferro minimo sia aumentato di almeno 5 mm. Dove si preveda che il calcestruzzo sia soggetto a cicli di gelo/disgelo o ad attacco chimico (Classi XF e XA) si raccomanda di prestare particolare attenzione alla composizione del calcestruzzo (vedere EN Sezione 6). Per quanto riguarda l abrasione del calcestruzzo, si raccomanda di prestare particolare attenzione agli aggregati, conformemente alla EN Come opzione si può tener conto dell abrasione del calcestruzzo aumentando il copriferro (strato sacrificale). In questo caso, si raccomanda che il copriferro minimo c min sia aumentato di k 1 per la Classe di abrasione XM1, di k 2 per XM2 e di k 3 per XM3. La Classe di abrasione XM1 corrisponde ad un abrasione moderata, come nel caso di elementi di siti industriali con transito di veicoli su pneumatici. La Classe di abrasione XM2 corrisponde ad alta abrasione, come nel caso di elementi di siti industriali con transito di carrelli elevatori con ruote pneumatiche o di gomma dura. La Classe di abrasione XM3 corrisponde ad abrasione estrema, come nel caso di siti industriali con transito di carrelli elevatori con ruote di elastomeri o di acciaio o veicoli cingolati. I valori di k 1, k 2 e k 3 da adottare in uno Stato possono essere reperiti nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono rispettivamente 5 mm, 10 mm e 15 mm. Nel calcolo del copriferro nominale c nom, si deve aumentare il copriferro minimo per tener conto degli scostamenti ( c dev = 10 mm ). Il copriferro minimo richiesto deve essere aumentato del valore assoluto dello scostamento negativo accettato. Per gli edifici, la ENV fornisce i valori ammissibili degli scostamenti. Questi valori sono generalmente sufficienti anche per altre tipologie di strutture. Si raccomanda che essi siano considerati al momento della scelta del valore di progetto del copriferro nominale. Si raccomanda che il valore di progetto del copriferro nominale sia utilizzato nei calcoli e specificato sui disegni, a meno che non sia specificato un valore diverso (per esempio valore minimo). In alcune situazioni, lo scostamento accettato e quindi il valore ammesso c dev possono essere ridotti. La riduzione di c dev da adottare in uno Stato in tali circostanze può essere reperita nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono: se l esecuzione è sottoposta ad un sistema di assicurazione della qualità, nel quale siano incluse le misure dei copriferri, lo scostamento ammesso nel progetto ( c dev ) può essere ridotto a: 5mm c dev 10 mm ; se si può assicurare che sia utilizzato un dispositivo di misurazione molto accurato per il monitoraggio e che gli elementi non conformi siano respinti (per esempio elementi prefabbricati), lo scostamento ammesso c dev può essere ridotto a: 0mm c dev 10 mm. 909

12 Per calcestruzzo messo in opera a contatto con superfici irregolari, si raccomanda che il copriferro minimo sia generalmente aumentato per tenere conto dei maggiori scostamenti nel progetto. Si raccomanda che tale aumento sia in relazione con la differenza dalle irregolarità e il copriferro minimo sia almeno pari a k 1 mm per calcestruzzo messo in opera direttamento contro il terreno. Si raccomanda di aumentare il copriferro anche nei casi in cui siano presenti irregolarità superficiali, quali per esempio finiture striate o aggregati a vista, in modo da tenere conto dell irregolarità superficiale. I valori di k 1 e k 2 da adottare in uno Stato possono essere reperiti nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono rispettivamente 40 mm e 75 mm. ESEMPIO. Si ipotizzi una struttura in conglomerato armato ordinario ubicata all interno di edifici con umidità dell aria elevata e con porzioni di conglomerato all esterno protette dalla pioggia. Si supponga che la struttura debba essere dimensionata per una vita utile di progetto di 50 anni (Classe strutturale S4). I diametri delle barre previsti nel progetto siano le seguenti: 8 ; 12 ; 16 e 22. Ipotizzando la presenza di superfici irregolari (aggregati esposti), una corrosione indotta da carbonatazione e una Classe di abrasione XM1, calcolare il valore del copriferro nominale da utilizzare nei calcoli di dimensionamento e da indicare sui disegni esecutivi, secondo quanto indicato nella EN SOLUZIONE. In base ai dati riportati in tabella 16.1_b (classi di esposizione in relazione alle condizioni ambientali, in conformità alla EN 206-1) per corrosione indotta da carbonatazione e con strutture esposte ad umidità moderata la di esposizione corrispondente è la XC3. Pertanto, secondo i dati riportati nel prospetto 4.4N (valori del copriferro minimo in riferimento alla durabilità per acciai da armatura ordinaria, in accordo alla EN 10080), in corrispodenza alla Classe strutturale S4 e alla di esposizione XC3, si legge c min, dur = 25 mm. Ammettendo delle barre longitudinali isolate di diametro di 22 mm, in base ai dati del prospetto 4.2, risulta c min, b = 22 mm. c min = max{ 22 mm; 25 mm; ; 10 mm}= 25 mm ; avendo considerato c dur, = c dur, st = c dur, add = 0. Inoltre, supponendo la presenza di superfici irregolari (c min aumentato di 5 mm) e una di abrasione XM1 (c min aumentato di k 1 = 5 mm), risulta: c min = 25 mm + 10 mm = 35 mm. Infine, fissando un margine di progetto per gli scostamenti di c dev = 10 mm, come raccomandato dalla Norma, si ha: c nom = c min + c dev = 35 mm + 10 mm = 45 mm. 910